畜牧养殖污水处理的自动控制系统设计

文│潘芳伟（丽水职业技术学院）

生猪养殖过程中会产生的大量的污水，污水中含有氮、磷等成分，需处理后才能达到排放标准。笔者介绍了采用欧姆龙PLC为控制器，实现污水的厌氧＋好氧的生化处理，并通过MCGS触摸屏实现控制参数的设置，操作简单且处理效果良好。

一、项目要求

项目养殖场共有猪舍2万平方米，年存栏母猪1500头，年出栏生猪2万头，实行严格的雨污分流，猪舍采用水泡粪的清粪工艺。该养殖场污水排放属于不稳定、不连续的过程参数。该项目主要采用预处理、厌氧处理、好氧处理、臭氧处理的工艺流程，如图1所示。

二、污水处理自动化控制系统

污水处理自动控制系统选用OMRON CP1E PLC以及3个40EDR扩展模块。触摸屏采用昆仑通态TPC1071Gi，实现系统控制参数的输入和控制状态的监控。低压电源接自场内总配电箱，单路供电。380伏低压供电系统采用单母线分段运行。所有工艺设备均在管理房内控制箱上现场控制，在现场控制箱上设“手动—停—自动”控制转换开关，手动控制。污水处理自动控制系统分为预处理系统、好氧处理系统、深度处理系统、污泥处理系统、沼气系统。

在污水处理过程中，会产生大量的气泡，泡沫过多会影响仪表的正常显示，造成虚假液位，泡沫过量会溢出，影响环境和污水处理效果。因此，在一级接触氧化池和二级接触氧化池分别安装两台混合液消泡泵。

为了防止处理不彻底，以及提高处理效率，在接触氧化池安装两台混合液回流泵，一台使用，一台备用，两台混合液回流泵切换工作。同理，在沉淀池1和沉淀池2分别要安装污泥回流泵，一台使用，一台备用。

在三级氧化池安装两台混合液回流和消泡泵，两台泵自动切换工作运行。在臭氧接触器安装臭氧接触池消泡泵，在中间池安装两台污水提升泵，一台使用，一台备用。在PAC溶药池安装PAC加药计量泵，在PAM溶药池安装PAM加药计量泵，PAC加药计量泵和PAM加药计量泵与中间池污水提升泵同时启停。

计量泵需要另外增加液位安全控制，为了加药均匀，还需在混凝池安装3台机械搅拌装置。在沉淀池安装两台排泥泵，采用时间控制；在臭氧消毒脱色池安装1台臭氧消毒池消泡泵；为了防止污泥堆积，还需要设置两个污泥中转池，在污泥中转池分别安装两台污泥泵，采用高液位启动，低液位停止的控制方式。

四台鼓风机安装在鼓风机房，其中两台为75千瓦，另外两台为45千瓦，两个不同功率的鼓风机，均为一台使用，一台备用，采用时间控制。两台功率相同的风机自动切换，采用变频器启动方式。

三、小结

本文采用欧姆龙PLC为控制器，实现污水的厌氧+好氧的生化处理，并通过MCGS触摸屏实现控制参数的设置。采用触摸屏的方式设置各个电机的控制参数，更加便于操作，降低调试人员和现场维护人员的要求，操作简单，便于维护。与此同时，现场数据能通过以太网发送到上位机，实现远程监控。通过污水自动化处理的污水，排放水质控制指标可以达到CODCr≤200毫克/升、BOD5≤100毫克/升、SS≤100毫克/升、NH3-N≤80毫克/升、TP≤8.0毫克/升、pH5.5～8.5。

◎图1 畜牧养殖污水处理工艺