清洗废水治理工程控制系统设计.docx
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1、摘 要课题重要通过PLC程序仿真对制药废水解决自动化控制,程序具有手动/自动控制功能,实现对提高泵,风机房空压机的变频工频控制,对加药泵,污泥回流泵的智能控制,自动控制过程中,重要是采集DO仪检测仪变送回开关量信号,液位仪变送回开关量信号,PH检测仪开关量信号,实现对空压机、提高泵、加药泵(NaOH)自动控制、空压机运营过程中,通过PLC时间控制程序实现对空压机时间的切换。设计中完毕了配电系统设计,PLC控制电路的设计,PLC控制程序的设计,并进行了程序仿真,通过仿真实现了预期的控制规定。PLC提高了自动控制的可靠性,不仅减轻了工人的劳动强度,并且提高了制药污水解决的运营效率,实现了污水厂生产
2、管理的科学性。不仅使制药公司的污水得到了达标排放,并且一部分污水能得到了循环运用。关键词: 废水解决;自动化控制;PLC控制AbstractThe topic mainly uses PLC simulation procedure to automatic control pharmaceutical wastewater treatment, procedures have manual / automatic control functions, to achieve lift pump, air compressor in ventilator room frequency conve
3、rsion and power frequency control, intelligent control the dosing pump and return sludge pump. In the process of automatic control, is mainly to collect DO Meter Tester turned back to the switch signal, liquid level instrument variable back to the switch signal, switch signal of the PH tester , for
4、air compressor, lift pump, dosing pump ( NaOH ) automatic control. In the operation of air compressor, by the PLC time control program to switch air compressor time.Topic design power distribution system , PLC control circuit, PLC program, and carried out the process simulation, by the simulation to
5、 achieve the expected control requirements.PLC improves the reliability of automatic control, not only reduces the labor intensity of workers, and improve the pharmaceutical wastewater treatment efficiency, realized sewage factory production management. Not only make the pharmaceutical companys sewa
6、ge is discharged, and a part of the sewage can be recycled.Key words: Waste water treatment; automatic control; PLC control目录第1章 绪论11.1制药污水解决的必要性11.2制药污水治理的现状11.3本课题的研究背景及意义11.4 课题设计的方案及技术路线3第2章 硬件选择及控制电路图设计62.1污水管线控制工艺流程图62.2污泥管线控制工艺流程图72.3药剂管线控制工艺流程图82.4 硬件选择82.4.1 PLC的选择82.4.2扩展模块的选择102.4.3中间继电器的
7、选择112.4.4变频器的选择122.4.5电动机的选择132.4.6电机保护器的选用132.5控制电路的设计152.5.1故障切换电路的设计152.5.2配电系统设计17第3章 PLC控制电路程序193.1 PLC编程流程图的设计193.1.1总体流程设计193.1.2 污水提高泵的PLC编程流程图193.1.3接触氧化池系统工作流程图213.1.4污泥回流系统流程图223.2 PLC继电器端子接线及端子功能233.3 PLC控制程序26第4章 结论37致谢38参考文献39第1章 绪论1.1制药污水解决的必要性近几年随着工业的飞速发展,各种大型制药厂越来越多。制药公司制造的药物对人类带来了巨
8、大的益处,药物能治疗各种疾病,给人们的身体健康带来了裨益。然而另一方面,制药公司在生产产品的同时也带来了巨大的水污染。制药污水中具有大量的有害物质,对自然水环境产生了巨大的破坏,对人类的生存空间产生巨大的影响。这些废水假如排放前不解决,将严重污染环境,如何解决该类废水是当今环境保护的一个非常大的难题。本课题重要是针对广州环球制药有限公司清洗废水治理工程而设计。水是生命之源,养育了人类,人离不开水,保护水资源刻不容缓。现阶段人们对环境保护的意识也越来越强。在我国水资源危机不仅会长期存在,并且有迅速加剧的趋势。水资源短缺和水环境污染导致的水危机已经成为我国社会经济发展的重要制约因素。所以对水污染解
9、决刻不容缓,制药公司对污水解决也十分必要。现阶段各大制药公司都有自己的污水解决设备,通过污水解决的流程工艺解决使废水达成达标排放,甚至能使废水能进行循环运用。运用人类与自然兼容协调,创作良好的水环境,促进人类可连续发展。1.2制药污水治理的现状制药废水传统的解决方法有很多种,例如:运用水解决剂,微电解法,反渗透系统,微生物絮凝剂法,活性炭吸附,臭氧氧化和超滤法等等。但是往往基建费、运营费高,能耗大,管理较复杂,易出现污泥膨胀现象;工艺设备不能满足高效低耗的规定。因此,如何使制药废水解决工艺朝着低能耗、高效率、少剩余污泥量、最方便的操作管理,以及实现解决水回用等可连续的方向发展。已成为目前水解决
10、技术研究和应用领域共同关注的问题。1.3本课题的研究背景及意义经济发展推动了社会进步、促进工农业生产能力,使人民生活得到进一步改善,但是也随之带来不同程序的环境污染。污水是导致环境污染的来源之一。世界各国都对污水解决高度重视。现阶段污水解决技术得到了迅速发展。在国外,在制药污水解决上自动化限度高,污水解决技术也臻于完善。而在我国制药污水解决起步较晚,由于传统的污水解决设备运营自动化限度低、效率低、故障率高,使其推广受到限制。因此,有必要开发可靠性好、自动化限度高、功能全成本低的污水解决。PLC在污水解决方面带来了杰出的效果,由于其通用性好、可靠性高、自动化限度高、功能、全成本低,在污水解决方面
11、运用也越来越多。PLC污水解决自动控制系统对减少污水解决成本、改善环境、建立可连续发展社会,保持我国经济高速发展具有重要意义。设计通过西门子S7-200 PLC设计了制药公司的污水解决控制系统,重要编写了系统配电控制图,和PLC系统控制程序,通过PLC控制整个工艺流程,从而达成了制药污水解决的自动化控制。1.4 课题设计的方案及技术路线课题设计的工艺流程控制如图1-1所示:空压机 污水提高泵加药泵生产 达标中沉池接触氧化池二沉池UASB反映初沉池集水池格栅井 废水 污泥杆泵压滤机污泥池 泥饼 外运 图1-1 工艺流程控制图废水的解决,一方面需要出去废水中的粗垃圾、沙粒和悬浮物等,这种解决称为一
12、级解决。一级解决经常采用的方法有截留、沉沙、沉淀。一级解决,重要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质,物理解决法大部分只能完毕一级解决的规定。通过一级解决的污水,BOD一般可去除30%左右,达不到排放标准。一级解决属于二级解决的预解决。二级解决,重要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质(BOD,COD物质),去除率可达90%以上,使有机污染物达成排放标准。三级解决,进一步解决难降解的有机物、氮和磷等可以导致水体富营养化的可溶性无机物等。重要方法有生物脱氮除磷法,混凝沉淀法,砂率法,活性炭吸附法,离子互换法和电渗分析法等。1本设计的污水解决的流程介绍:一方面整个过程为通过粗格栅的原污水通过污水
13、提高泵提高后,通过格栅井,之后进入集水池,通过砂水分离的污水进入初沉池,以上为一级解决(即物理解决),初沉池的出水进入生物解决设备加药泵,(根据PH值调整加药量,若大于9则停NaOH泵,若小于6,则启动泵)。生物解决设备的出水进入二次沉淀池,二沉池的出水通过消毒排放或者进入三级解决:二沉池的污泥一部分回流至初沉池,一部分污泥再通过污泥池、污泥杆泵、压滤机,所获得的泥饼外运,滤液再流到集水池。6 (1)污水提高泵用于将污水提高,里面的粗格栅用于除掉污水中大块杂物和污物。(2)集水池1的细格栅用于除去污水中的小块杂物,吸砂桥除砂和漂浮油脂,尚有砂解决和浮砂油脂解决设备。(3)初沉池初步除掉水中污泥
14、,用刮泥机收集污泥至初沉池泥泵房。(4)接触氧化池为生化解决区,通过投放回流活性污泥搅拌和曝气供氧,培养微生物大量繁殖,形成更多活性污泥。(5)二沉池彻底清污水,使泥水分离。重要设备的组成及控制方式如表1-1所示表1-1重要设备的组成及控制方式序号设备名称数量技术参数1污水提高泵2P=4.0KW,I=8A2加药泵4P=0.55KW,I=1.5A3空压机2P=7.5KW,I=15A4污泥回流泵1P=0.37KW,I=1.0A5污泥螺杆泵1P=3.0KW,I=6A6压滤机1P=1.5KW,I=3A7电动排泥阀9P=0.1KW,I=1A8超声波流量计1OUT:420mA污水解决厂的设备均采用三级控制
15、方式,即现场控制方式、MCC控制方式和微机控制方式。目前,以MCC控制为基础,PLC控制为主导的控制方式始终处在工业自动化控制领域的主战场,为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用。其重要因素,在于它可认为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案,适合于当前污水解决厂对自动化的需要。课题设计的系统控制方框图如1-2所示:警报装置PLC废水系统液位开关执行机构测量仪表用电设备保护装置 开关状态指示灯开关量信号 变送器图1-2为系统控制方图控制系统是用PLC来控制执行机构,通过液位开关、测量仪表、保护装置、开关量信号、报警装置、用电设备、状态指示灯来显示废水控制系统的状态。之所以P
16、LC的类型选择S7-200系列是由于S7-200系列这一类可编程逻辑控制器可以满足多种多样的自动化控制需要。由于具有紧凑的设计、良好的扩展、低廉的价格以及强大的指令,使得S7-200可以近乎完美的满足小规模的控制规定。此外,丰富的CPU类型和电压等级使其在解决工业自动化问题时,具有很强的适应性。设计给出了系统方案图重要是通过PC监控计算机连接到PLC,PLC来控制各个电机设备。设计的系统方案如图1-3所示PC监控计算机PLC设备1控制器设备n控制器 设备2、n-1图1-3 系统方案第2章 硬件选择及控制电路图设计2.1污水管线控制工艺流程图反映池1初沉池污水提高泵1集水池1格栅井生产排水 接触
17、氧化池1UASB厌氧反映器污水提高泵2调节池2二沉池反映池2 中沉池接触氧化池2 达标排放图2-1污水管线控制工艺流程图 格栅井重要是去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质,物理解决法大部分只能完毕一级解决的规定。通过一级解决的污水,BOD一般可去除30%左右,达不到排放的标准。 UASB厌氧反映器即上流式厌氧污泥床反映器,反映器工作时,污水通过均匀布水进入反映器底部,颗粒污泥(污泥絮体)在上升的水流和气泡作用下处在悬浮状态。反映器下部是浓度较高的污泥床,上部是浓度较低的悬浮污泥层,有机物在此转化为甲烷和二氧化碳气体。在反映器的上部有三相分离器,沼气与水。污泥进入三相分离区分离,污泥回流入污泥区,
18、沼气收集运用,水溢流外排。UASB的COD负荷较高,反映器中污泥浓度高达100-150g/L,因此COD去除效率比普通的厌氧反映器高三倍,可达80%95%。其重要设备:三相分离器材质:工程塑料反射室分两层,带集气室和出水堰及沼气管出水管等。其特点:具有分离效果好,并考虑到泡沫和浮渣的影响及清除,模块式组装结构,便于安装,施工工期短。采用工程塑料,防腐性能好,使用寿命长。接触氧化池是浸没在污水中的生物滤池,池内装有软性填料以有助于微生物的附着栖息,空气以气泡形式从底部进入池中的曝气头,和废水及填料充足接触,在这个过程中,有机物质被微生物所溶解。5 2.2污泥管线控制工艺流程图中沉池初沉池UASB
19、厌氧反映器接触氧化池1二沉池反映池1 污泥回流污泥回流泵压滤机污泥螺杆泵污泥池 泥饼外运 另设电控箱,独立控制,设于脱水机房,用电控箱按钮控制 图2-2污泥管线控制工艺流程图净水的污泥回流:预沉澄清工艺段的架桥过滤和碰撞混凝由于泥渣中具有较多的矾花,该矾花在形成过程中构成许多网眼,这时的泥渣层好象是一层过滤网,可以阻留微小悬浮物和沉聚物的通过,从而产生了架桥过滤作用。5其目的有以下几点:1、 一方面明确活性污泥法与生物膜法的区别,生物膜法是靠填料作为生物载体的,而活性污泥法是靠活性污泥胶团作为生物载体的。生物膜法由于有固定的填料作为生物载体,生物菌不易流失。而活性污泥法生物菌较易流失,所以必须
20、要回流部分污泥继续担当载体的作用,另一方面也可以找回部分流失出去的活性污泥菌落,补充失去的碳源,多余的污泥可以排掉。2、 污泥的泥龄并不是20天,也有很短或者很长的,尽管泥龄有的较短,已经编程泥渣,但并不影响泥渣继续担当载体并补充失去的碳源作用。3、 对活性污泥法而言,适本地保持一定的污泥量,是相称的重要,由于它能保正生物菌着床的条件。也可根据池水中足量污泥成絮的形状,观测判断装置运营状态。4、 生物膜法一般是不需要作污泥回流的,由于生物菌有一个稳定的着床条件,活性污泥不易流失。但也有例外,一旦因操作不妥,发生着床的生物菌意外脱落,就必须要进行污泥回流,也可以此外重新投加外援的活性污泥。5、
21、污泥回流尚有更重要的一点,就是对氨氮的去除,有着不可小觑的作用。之所以加了一个污泥回流泵是由于:污泥回流可以促进澄清作用,重要体现在二个方面:反映工艺段的接触絮凝污泥中的矾花颗粒是一种吸附剂、可以吸附水中的悬浮物和反映生成的沉淀物,使其与水分离。同时,反映生成的沉淀物又起着结晶核心作用,促使沉聚物逐渐长大,加速沉降分离。72.3药剂管线控制工艺流程图 NACLO加药 泵PAM加药 泵PAC加药 泵NaOH加药 泵PH集水池1反映池2反映池1 图2-3药剂管线控制工艺流程图加药泵(NaOH)自动控制时要根据集水池PH检测仪开关量信号实现对加药泵(NaOH)的自动化控制。2.4 硬件选择2.4.1
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