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ABCDE

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课题来源

ABCD

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成果形式

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同组同学

开题报告内容（可另附页）

指导教师意见（课题难度是否适中、工作量是否饱满、进度安排是否合理、工作条件是否具备等）

指导教师签名：

年月日

专家组及学院意见（选题是否适宜、各项内容是否达到毕业设计（论文）大纲要求、整改意见等）

专家组成员签字：

教学院长（签章）：

一、研究目的

水是自然环境的重要组成部分,属于不可替代的自然资源,在人民生活、经济建设、社会发展中都有着非常重要的地位，虽然我国地大物博，水资源丰富,居于世界第六位,每年可供使用的水资源总量为28000亿m3,但我国人口众多,平均到每个人的水资源量仅为2220m3,居第110位,由此可见我国实际上是一个严重缺水的国家，每年全国的缺水总量超过300亿m3,每年由此造成的经济损失超过2300亿元,比洪涝灾害造成的经济损失还要大。

虽然我国缺水严重,社会整体的发展水平导致对环保的意识缺乏使水资源的污染没有得到控制和解决，这些问题已经严重的影响了我国的经济建设和可持续发展,事关人民的日常生活,具有很强的社会性及公益性。

而医院或其他医疗机构是担负着医疗、教学、科研和预防四大任务的单位，是病人活动生活比较集中的场所。

治病救人，救死扶伤是医院的宗旨，而防止环境污染，杜绝交叉感染加强医院污水污物治理和消毒也是义不容辞的责任。

本次设计是医院废水处理有关问题的设计，医院排出的污水可能含有大量的传染性细菌、病毒、化学污染物及放射性等有毒有害物质，具有极大的危害性，如不妥善处理，其对医务人员和人民群众的身体健康及环境的危害是显而易见的。

因此，加大对医院废水的处理力度是一个极其重要的问题。

二、污水处理的国内外现状

我国的污水处理行业起步晚,目前正处于一个大发展阶段,随着我国经济发展和人们对环保意识的提高,污水行业的工艺水平和控制水平会有一个更大的进步。

近些年计算机技术有了很大发展,大多的污水处理厂采用了先进的计算机技术来控制污水处理的整个工艺流程,国外的许多污水厂采用了分布式控制系统来进行控制,并使用工控机（IPC）来对整个污水处理过程进行控制。

起步较晚的国内的污水处理厂多还使用手动控制系统,但随着我国经济建设的发展,国家加大了对污水处理行业的投入和支持力度,我国的污水处理水平和世界的差距正在逐步缩小。

依据自动化控制水平的高低来分类,目前污水处理系统可分为手动控制系统、半自动控制系统和全自动控制系统。

（1）手动控制

手动控制方式是通过常规仪表对污水处理过程中的污水流量、药液液位、污水PH值、溶解氧（D0）、化学需氧量（COD）等常规参数进行测量,数值由手工记录，依据记录的数据并根据工艺的要求,由操作员在处理现场手动操作污水处理设备的启停。

这种控制方式投资少、容易实现。

但是由于设备参数变动性较大以及实时性无法得到保证,受操作员的个人理解来实现控制,随机性很大,很难保证出水水质的稳定。

我国早期的污水处理系统受到资金和技术的制约多数采用手动控制方式。

（2）半自动控制

半自动控制方式是通过可远传探测仪表将采集的数据送入远方控制室上位机,上位机可以为工控机或PLC（可编程控制器）,在上位机可以监控采集到的污水流量、污水液位、PH值等参数以及现场的曝气机、阀门的运行或开关状态,依据这些采集到的信息,操作人员可在上位机对部分设备完成远程控制,而另外一些设备的控制则需要现场操作员手动来完成,处理过程中的数据需要手工记录汇总。

这种控制方式需要人工记录数据并根据数据来调整,存在很多的人为因素,不同的人操作可能会出现不同的结果,固然有操作规程的限制但波动性还是较大,从而会影响出水水质的稳定。

但是由于成本比较低,所以目前国内很多的污水处理系统还是在采用这种控制方式。

（3）全自动控制

全自动控制方式是采用先进的计算机技术和多层次的网络结构对污水处理的全过程进行全自动的控制。

在全自动污水处理过程中的现场仪表可以远传信号或可以通过变送器将信号转换送入现场控制单元,现场控制单元多采用PLC（可编程控制器）或智能模块组成,现场控制单元通过通信网络将采集到的信号送入上位机,上位机将获取的这些信息根据工艺的要求分类处理,依据预先设定好的控制程序来控制现场设备的工作,并将所有信息记录存档作为查询依据。

全自动控制方式可以使用不同的控制方案,在不同的情况下自动调整。

上位机一般采用标准数据库和通信协议,通过网络实现信息的远程管理和远程监制。

全自动控制方式是目前污水处理控制发展方向,本工程也是依据此控制方式设计。

随着工业技术和控制技术的发展,污水处理系统己经由复杂繁琐的手动和半自动方式逐渐发展到了全自动控制方式。

伴随着新的工艺流程的出现,新的检测设备和新的控制理论也相应得更新,人工手动的操作方式显然已经不能满足污水处理系统发展的要求。

检测仪表技术,计算机技术、网络技术的发展必然会将污水处理自动控制推动到基于计算机的全自动控制阶段,这也是一个必然的趋势。

二、主要研究内容

1.医院污水处理的工艺选择及工艺流程

1.1医院污水处理工艺的选择

根据医院的规模、性质和处理污水排放去向，进行工艺选择，医院污水处理所用工艺必须确保处理出水达标，主要采用的两种工艺有：

加强处理效果的一级处理和二级处理。

a、加强处理效果的一级处理工艺

对于处理出水最终进入自然水体的综合医院，应加强其处理效果，提高SS的去除率，减少消毒剂用量。

加强一级处理效果宜通过两种途径实现：

对现有一级处理工艺进行改造以加强去除效果和采用一级强化处理技术。

对于医院污水处理可采用“预处理→一级强化处理→消毒”的工艺。

通过混凝沉淀（过滤）去除携带病毒、病菌的颗粒物，提高消毒效果并降低消毒剂的用量，从而避免消毒剂用量过大对环境产生的不良影响。

b、二级处理工艺

二级处理工艺流程为“调节池→生物氧化→接触消毒”。

医院污水通过化粪池进入调节池。

调节池前部设置自动格栅。

调节池内设提升水泵，污水经提升后进入好氧池进行生物处理，好氧池出水进入接触池消毒，出水达标排放。

调节池、生化处理池、接触池的污泥及栅渣等污水处理站内产生的垃圾集中消毒外运焚烧。

消毒可采用次氯酸钠消毒等方式。

1.3胸科医院的工艺流程

图1.3胸科医院工艺流程图

2.控制系统方案设计

2.1设计依据

控制系统方案的设计主要是依据国家现行建设项目环境保护设计规定，并参考了国内外有关医院污水处理的技术资料，同时以医院提供的基础资料为主要的设计依据进行控制系统方案设计。

2.2设计原则

在本次设计过程中采用了二级处理工艺，依照自动控制系统的发展趋势，主要采用集中管理分散控制的设计原则，要求系统设计安全可靠、简单实用、技术先进，在保证处理效果的前提下，实现高效、低耗、减少工程投资与运行成本。

2.3系统结构

据污水处理工艺及控制要求采用“集中监测、分散控制"

的原则，主要采用触摸屏、PLC组成开放、模块化、实时多任务、集散、可扩展的数据采集和监控系统。

控制系统层次结构图如图2．3所示。

图2.3控制系统层次结构图

3.电气原理图的设计

3.1主回路设计

在主回路设计中，要求主回路采取一定的保护措施，如过载保护、欠压保护、短路保护等，并达到对电机的控制要求。

胸科医院电控系统中主要控制的水泵有进水格栅、集水井废水提升泵、调节池废水提升泵、出水提升泵、集水坑排水泵、潜水搅拌器、离子除臭系统、次氯酸钠卸料泵、次氯酸钠加药泵、PAC加药泵、PAC配制罐搅拌器、鼓风机、鼓风机隔声罩及轴流风机共25台电机的控制。

3.2控制回路的设计

在进行控制回路设计时，要求能进行手动及自动两种控制方式：

第一种为手动控制模式，由电气柜上的手动按钮来实现；

操作人员先将电气柜上的手动/自动转换开关打到手动位置，然后操作按钮即可实现对设备的起停控制。

第二种为自动控制模式，操作人员先将电气柜上的手动/自动转换开关打到自动位置，然后将人机界面上的软开关打到PLC自动控制状态。

此时所有工艺设备将按预先编入PLC中的程序自动运行，不需人为干涉。

在控制回路中要求有浮球控制的开关量，来控制液位的位置，控制电机的启动与停止。

4．医院污水处理的硬件系统的设计

4.1电气元件的选择

电气元件的选择，主要是对于电气回路中的断路器、接触器、中间继电器、热继电器等电气元件的选择。

根据甲方的要求及市场的调查，本次设计的电气元件选用的是施耐德公司的产品，施耐德公司在自动化领域有极高的知名度，所生产的产品性能稳定，安全可靠。

对于电气元件的选型，主要是根据电机的额定电流，来选择各个电气元件的型号。

4.2PLC的选择原则

a.输入输出（I／O）点数的估算

b.可靠性高，抗干扰能力强

c.配套齐全，功能完善，适用性强

d.体积小，重量轻，能耗低

4.3触摸屏的选择原则

a.性能稳定，可靠性高

b.适用于各个品牌的工控设备

c.价格适中，市场占有率高

5．医院污水处理的软件系统的设计

5.1PLC主要工艺设备自动控制说明及要求

a.集水井废水提升泵、调节池废水提升泵、出水提升泵受对应水池液位浮球控制，设置三个控制液位：

低、高、超高液位。

正常情况下水泵主令开关处于自动状态时，水泵高液位起泵，低液位停泵，两台水泵互为备用，24小时自动轮换运行；

当水位上升至超高液位时，两台水泵同时工作。

同时受调节池超高液位控制，当调节池达到超高液位时不允许同时运行。

当调节池到高液位时，延时5分钟启动。

b.次氯酸钠加药泵、PAC加药泵均与调节池废水提升泵联动运行，当调节池废水提升泵启动后，延时5分钟次氯酸钠加药泵启动。

同时受次氯酸钠储罐低液位信号控制，实现低位保护停泵。

c.调节池潜水搅拌器受调节池高、低液位控制，高液位启动，低液位停止。

5.2触摸屏的编程要求

a.能因程序错误造成过程控制程序必须有可靠性措施，操作员有权限规定，任何情况下设备故障，程序出现意外中断时应有复位功能。

b.应用程序的功能应符合工艺要求。

c.人机界面友好，汉字显示，程序调用方便，参数可设定、可修改。

d.画面形象美观，接近实际工艺流程的形式，参数动态变化。

e.参数越限用红色提示，并有声光报警。

f.提供密码设置确保进入系统许可优先级和使用权限。

6.医院污水处理系统的现场调试与运行

对电器柜进行空载手动调试、空载自动调试。

在现场进行负载手动调试及负载自动调试。

三、课题的准备情况及进度计划

序号

毕业设计阶段性工作及成果

时间安排

1

查阅相关技术资料，完成相关英文文献的翻译，分析胸科医院污水处理的工艺流程，进行初步的研究设计

前期准备阶段

2

设计电气原理图

第1----2周

3

完成该方案下的电气元件选型

第3----4周

4

完成实物的制作

第5----8周

完成PLC及触摸屏的编程，并对控制柜进行通电调试

第9---10周

5

整理设计资料，撰写毕业设计说明书并进行答辩准备工作。

第11---12周

四、参考文献

[1]宋延民，贾方亮，李辉等.污水处理系统的电气控制[J].电气传动,1997,（03）.

[2]张利.基于西门子PLC技术的污水处理厂控制系统设计与实现[D].西安电子科技大学,2012.

[3]宋延民，郑宁，佟艳.污水处理电气控制系统的研制[J].天津职业技术师范　学院学报,2004,（06）.

[4]张海珍.医院废水处理技术新进展[J].环境科学与管理，2006,（02）.

[5]陈永超.基于PLC的清洗机控制研究[D].辽宁工程技术大学,2009.

[6]常丽春，王凯军.我国医院污水处理现状分析及发展趋势探讨[J].环境与园林，2004,（06）.

[7]张培.医院污水处理分布式控制的研究与设计[D].山东大学，2011.

[8]朱强.中小型医院污水处理工艺及实例[J].水处理技术，2009,（01）.

[9]马云，高艳玲，陈丽春，赵欣.中国医院污水处理现状及前景分析[J].环境科学与管理，2007,（03）.

[10]刘道根，黄种买，郭琰.医院污水处理技术现状及发展趋势[J].工业水处理，2004,（10）.

[11]JomboGTA,EgahD,AkosuJ.Intestinalparasitism,potablewateravailabilityandmethodsofsewagedisposalinthreecommunitiesinbenuestate,Nigeria:

Asurvey[J].AnnalsofAfricanMedicine,2007,61.

[12]黄海平，曲海波.常用电工控制线路实例[M].科学出版社，2009.10

[13]张馨方.电气控制系统布线、接线技能培训教程[M].机械工业出版社，2010.03

[14]何献忠.可编程控制器应用技术（西门子S7-200系列）[M].清华大学出版社，2007.06

[15]薛迎成.PLC与触摸屏控制技术[M].中国电力出版社，2007.09

[16]郑凤翼.西门子S7-200系列PLC应用程序设计[M].电子工业出版社，2009.10

[17]Schrö

der,Reinhard.SewageDisposalinCroatia'

sCapital[J].Water&

WastewaterInternational,2008,234.

[18]Tumeo,MarkA,Newland,Juliet.SurveyoftheHomeSewageDisposalSystemsinNortheastOhio[J].JournalofEnvironmentalHealth,2009,722.

[19]EwaKorzeniewska,AnnaKorzeniewska,MonikaHarnisz.AntibioticresistantEscherichiacoliinhospitalandmunicipalsewageandtheiremissiontotheenvironment[J].EcotoxicologyandEnvironmentalSafety,2013,.

[20]MahnikSN,LenzK,WeissenbacherN,MaderRM,FuerhackerM.Fateof5-fluorouracil,doxorubicin,epirubicin,anddaunorubicininhospitalwastewaterandtheireliminationbyactivatedsludgeandtreatmentinamembrane-bio-reactorsystem.[J].Chemosphere,2006,661.