基于S7300的污水处理控制系统设计毕业设计论文.docx

1、基于S7300的污水处理控制系统设计毕业设计论文毕业设计基于S7300的污水处理控制系统设计摘 要随着近年来各国工业水平的飞速发展，人口密度的不断增长和自然资源的日益匮乏，环境污染也越加的严重，人类和生物的生存环境变得愈加的严峻。而水污染作为现今世界重要的环境污染之一，污水处理工艺显得更加重要。污水处理是一个复杂且多变量的控制过程，传统的污水处理工艺，主要以手动控制为主，根据操作人员的经验来进行控制。本设计采用的是集散控制系统来对污水处理进行控制。它实现了在线管理、操作和显示的集中，又实现了功能、负荷和危险性的分散。集中控制，分散管理，很大的提升了控制过程中的安全性和稳定性。同时采用了SBR，

2、间歇性活性污泥法进行污水处理。根据SBR法污水处理工艺流程进行了各传感器的选型并根据各个污水处理区段进行工艺流程图的编写和相对应的PLC的自动控制程序。关键词： 污水处理工艺 SBR法 PLCABSTRACTWith the rapid development of national industrial level in recent years, increasing population density and growing scarcity of natural resources, environmental pollution has become increasingly se

3、rious, the human and biological survival environment has become more serious. Water pollution as one of the most important environmental pollution in todays world, more important is the sewage treatment process. Sewage treatment is to control the process of a complex and variable, the traditional wa

4、stewater treatment technology, mainly by the manual control, according to the experience of the operator to control.This design is used in distributed control system to control the sewage treatment. It realized the on-line management, operation and display the concentration, and the dispersion funct

5、ion, load and dangerous. Centralized control, decentralized management, greatly improved the control process in the safety and stability. At the same time adopted the SBR, intermittent activated sludge wastewater treatment. And according to the method of SBR sewage treatment process for the selectio

6、n of the sensor and the automatic control program written for process flow diagram of each sewage treatment section and the corresponding PLC.Key words: Sewage treatment process The SBR method PLC CONNECTSChapter 2 Sewage Treatment Technology And The Main Structure Of 第1章 绪论1.1本设计的研究背景与意义1.1.1 本设计的研

7、究背景水处理是长期以来倍受关注的领域之一，它是改善居民生活环境、提高人民健康水平的重要手段。如今，随着人口的不断增长，科技、工业迅速的发展，不可再生资源的不断短缺，人类和社会正在面对这严峻的资源问题。又随着工业生产的飞速发展，给人们带来经济利益的同时，也给自然带来很大程度的污染，并严重的影响着人们的日常生活环境。因此，环境保护在经济建设中显得尤为重要。其中水污染是当今较为严重的污染之一。工业废水中的成分较为复杂，含有有害物质和腐蚀性强的物质，有很大的处理难度，同时，其直接排放会污染到江河湖海，对人们的饮用水质量和农业生产带来严重的威胁，对水中生物的生命也带来了威胁，同时也导致其周围环境恶化。现

8、今，污水处理已被社会高度关注，是急需解决的问题。经过深度处理后的污水，可被企业再次引用使用，相比从其他地区引来水资源要经济适用的多，同时也保护了水资源；也可用来灌溉农田、城市绿化等。为此，污水处理已成为当今的新兴产业。虽然中国污水处理行业正在飞速的发展，但是相较于国外的处理行业，中国的水处理仍在发展阶段。1.1.2 本设计研究的意义随着中国城市化、工业化的迅速发展，水资源的需求也日益增大。首先，水资源短缺与其过低的利用率正严重的制约着我国城市化快速进程。其次，对环境保护要求的日益提高，对工业污水的排放和生活污水的处理都在努力的追赶世界上的发达国家，并争取与国际标准接轨。再次，为了人们健康安全的

9、生活环境，饮用水和生活用水的质量要求也在不断的有所提升。我国污水处理自动化控制起步较晚，进入上世纪90年代以后污水处理厂才开始引入自动控制系统，由于国家和各级政府对环境保护重视程度的不断提高，中国污水处理行业正在快速增长，污水处理总量逐年增加，城镇污水处理率不断提高，在这样的背景下，污水处理行业很快成为了新兴产业。但是，中国污水处理行业仍处于发展的初级阶段，一方面，中国目前的污水处理能力尚跟不上用水规模的迅速扩张，管网、污泥处理等配套设施建设严重滞后。另一方面，中国的污水处理率与发达国家相比，还存在着明显的差距1。我国是个缺水的国家，同时也正面临着经济社会快速发展与水资源短缺的社会与自然资源之

10、间的矛盾，水资源的过度开发与滥用与生态环境之间的矛盾，并且矛盾日益明显，水的回收再利用也面临这严峻的挑战。特别是我国的北方城市，水资源更为短缺。这种情况下，污水更加不能随便排除，而是要净化之后合理的利用。所以合理开发水资源的重要战略对策，也是实现我国社会经济的可持续发展的重要保证。要解决水资源问题需要采取合理措施，大规模范围内进行环境治理、推行环保措施、消除水污染、大力推广清洁生产工艺。因此建设符合我国具体情况的污水厂自动控制系统对降低污水处理成本、改造环境、建立可持续发展社会、保持我国经济高速发展具有重要意义。1.2 国内外污水处理控制现状污水出处理主要的处理方法是活性污泥法、生物膜法、反渗

11、透法、离子交换法等，而目前污水处理最广泛最普遍的应用处理工艺是活性污泥法，它是利用自然界中的活性微生物的活动来清楚污水中的有机污染物。国外的污水处理早在二战后就有所展开，为了治理上世纪50年代因经济的快速发展而给后代带来的严重的环境污染。发达国家不仅重视污水处理的新的理论和技术，还更加重视污水处理的自动控制问题，先后研究并开发了许多智能型和集约型的高效性的污水和自动控制仪表，并采用了计算机自动控制处理工艺，并取得了较为显著的效果2。如活性污泥法与其他的处理工艺不同，活性污泥法的工艺效果很大程度上的取决于与其配套的污水处理自动化水平，因此研究自动控制系统是当前污水处理行业最重要的环节。又由于活性

12、污泥法是生物污水处理技术，处理过程具有很大的时变性，有很多地方需要考虑，而控制的对象复杂又易变，面对这样复杂的系统，常规的控制方式很难确保系统能过适应控制系统的参数变化和工作条件的变化，不能够很好的达到预期的理想处理效果，同时制约着污水处理的出水质量3。因此，进一步提高污水处理自动控制水平显得尤为的重要。国外污水处理控制系统的特点：（1）采用集散控制系统和现场总线控制系统，按照企业厂区的自身情况和工艺分成若干个控制站，相互之间一般独立运行。并设有中央控制室，在这里进行数据的记录和管理。（2）在线检测水质和其他因素的传感器被大量采用，实施对水质的实时监控，提高检测精度。（3）处理工艺中还采用智能

13、控制和通信遥控设备，为监控系统的运行提供相应的调整控制方式和信息。与国外相比，我国污水处理自动化控制起步较晚，但随着投资和科技的发展，我国污水处理控制系统的自动化水平有了很大的提高，从外国引进污水厂的自动控制系统已广泛采用集散式控制系统，应用了自动化程度提高的检测仪表，各种新工艺、新设备的大量出现并得到应用。但依然存在这许多不足4：（1）大部分以前建造的污水处理厂自动化程度仍然很低，不能很好的实现。（2）国产在线仪表的稳定性还没有达到要求，急需进一步的提高。（3）目前使用的大多是进口仪器、仪表，在使用和维护方面仍存在许多问题。（4）污水处理厂控制系统的监控和通讯功能在硬件和软件开发利用方面存在

14、极大不足，妨碍了处理过程的高效、经济运行。 通过对比，不难看出整体上国外相比我国的污水处理的自动控制系统仍有很大的优势，我国与国外还是存在着很大的差距。但是，我国的应用前景却非常的广泛、有很大的潜力。第2章 污水处理系统的工艺及主要构筑物2.1 污水处理工艺一般是采用传统活性污泥法工艺，将污水中的污染物分离出来或转化为无害的物质，从而使污水得到净化。污水处理方法分类：（1）物理处理法。如过滤法、沉淀法。（2）物理化学法。如混凝沉淀法。（3）生物处理法：利用微生物来吸附、分解、氧化污水中的有机物，把不稳定的有机物降解为稳定无害的物质，从而使污水得到净化。活性污泥法是生物处理法的一种。活性污泥法是

15、一种生物处理方法，用于除去污水中的有机物，主要利用微生物的代谢来获得能量和产品。广泛应用于处理各种工业废水和城市污水。活性污泥法属于好氧生物处理，由好氧微生物及其代谢和吸附的有机物和无机物组成，具有降解污水中有机物的能力5。活性污泥法的工艺过程为吸附、代谢和固液分离主要的三个过程，主要的工艺构筑物有调节池、沉淀池、曝气池、污泥回流系统和剩余污泥排放系统组成。在曝气期间，鼓风机送来压缩空气，通过曝气池底的空气扩散装置来增加污水中的溶解氧的含量，将污水和活性污泥用搅拌器搅动，形成悬浮状态。溶解氧、活性污泥和污水充分混合、充分接触，正常的进行活性污泥反应。在活性污泥法的预处理中，污水中的大型垃圾由格

16、栅机拦截下来，在调节池中，污水中大的有机污染物被分解成小分子有机物。在活性污泥法中的二级处理中，微生物与充足的氧气接触，吸收这些被分解的有机物，并进行氧化分解，为自身的增殖繁衍提供能量和物质条件。这样反应进行之后的结果为，污水中的有机污染物得到降解除去，活性污泥得以繁殖增长，污水得以净化处理。经过活性污泥净化后的混合液进入二次沉淀池，悬浮着的活性污泥和其他杂质沉淀下来与水分离，澄清后的污水被排到指定地点进行再利用。而二次沉淀池底的活性污泥再由污泥回流泵抽回到曝气池中，保证曝气池中的微生物浓度，进行循环利用。2.1.1 间歇式活性污泥法（SBR）介绍近年来，采用生物法处理各种浓度的有机废水、生活城市污水等已成为一种趋势，而污水生物处理技术中的间歇式活性污泥法(SBR) 在水质水量变化大的中小城镇的生活污水和易生物降解的工业废水的处理中取得了成功并得到了广泛的应