基于PLC的粗放式控制系统在曝气生物滤池的应用_凌霄

基于PLC的粗放式控制系统在曝气生物滤池的应用凌霄(广东省城乡规划设计研究院广州510045)摘要阐述了基于PLC的粗放式控制系统在曝气生物滤池污水处理中的设计思路、功能特点及控制硬件、软件的设计。曝气生物滤池粗放式控制系统主要由鼓风机及反冲洗控制2个子系统组成,并由工控机及PLC有机地耦合在一起形成强大的监控、数据处理等功能。自控技术的发展有利于曝气生物滤池在污水处理中的应用。关键词PLC粗放式控制系统曝气生物滤池ApplicationoftheAutomaticControlSystemBasedonPLCinBAFWastewaterTreatmentLINGXiao(GuangdongUrban&RuralPlanningandDesignInstituteGuangzhou510045)AbstractThispaperdiscussesthedesignoftheautomaticcontrolsystembasedonPLCinBAFwastewatertreatment,suchasthedesignidea,functionalcharacteristicsandthecontrolsoftwareandhardware.Theautomaticcontrolsystemincludesthesubsystemsofairblastandbackwash,connectingwithcontrolmachineandPLC,whichhasstrongmonitoringanddataprocessingfunction.ThedevelopmentofautomatictechnologyhelpstotheapplicationofBAFinthesludgetreatment.KeywordsPLCautomaticcontrolsystembiologicalaeratedfilter(BAF)目前国内外污水厂所采用的控制系统有SCADA、DCS、PLC+PC和FCS,其中PLC+PC控制系统比较流行,这是因为该系统具有以下优点:可实现集散控制,系统稳定,性能好,开发维护简单以及操作简便等[1]。为了提高曝气生物滤池的运行管理水平并结合我国自控仪表行业的特点,本文通过设计曝气生物滤池粗放式控制系统,来说明以PLC为核心的自控系统在污水处理中的应用。1曝气生物滤池结构及工艺控制要求如图1,曝气生物滤池从结构上共分成3个区域:缓冲配水区、承托滤料层、出水区及出水槽。污水由管道流入缓冲配水区,然后流过滤料层,经滤料上附着生长的生物膜净化处理后进入出水区和出水槽并由出水管道系统排出,同时由鼓风机提供压缩空气并通过曝气系统向池内供给微生物膜代谢所需的溶解氧;滤池填料采用黏土膨胀球形陶粒。图1曝气生物滤池结构根据曝气生物滤池结构、功能特点以及控制技术发展现状,滤池运行过程中溶解氧浓度的控制,可通过变频调速系统控制鼓风机风量的大小来实现对曝气量的调节;城市污水二级生化处理工艺中好氧池的溶解氧应控制在2-4mg/L。滤池反冲洗运行结束的判断主要根据滤池进水水位或出水水质指标,作为最简单的控制可采用滤池进水水位来控制,本设计以进水水位、出水浊度联合监控并以此作为曝气生物滤池运行结束的判断依据。2控制系统的组成、功能及特点曝气生物滤池粗放式控制系统主要由在线溶解氧仪、在线浊度仪、在线液位检测仪、控制阀、PLC、变频器、工控机等相关控制元件组成。PLC是控制系统的核心,工控机与PLC通过相应的通信软件及接口实现数据通信和传输功能。控制系统主要包括2个子系统:鼓风机控制子系统及反冲洗控制子系统。鼓风机控制子系统主要用来调节滤池运行过程中溶解氧的变化以满足工艺要求、控制风机的启停及其他相关联锁的控制。根据在线溶解氧仪所测溶解氧与工艺设定值进行比较,如果所测溶解氧符合工艺要求,则不改变现有风机运行频率,反之,则通过变频器变频调速使鼓风机处在高效节能运行状态直至池中溶解氧符合工艺要求。反冲洗控制子系统主要控制反冲洗水泵、鼓风机启动与停止和阀门开与关。同时根据滤池实际运行情况可设定在一定气反冲洗强度和水反冲洗强度情况下的气预冲洗时间、气水同时反冲洗时间及单水漂洗时间,以达到最佳反冲洗效果。主要通过在线液位检测仪、在线浊度仪反馈信号来确定曝气生物滤池的运行周期,若曝气生物滤池运行过程中水头损失达到工艺设计值或出水浊度未达到工艺预期效果,则说明滤池需要反冲洗。滤池反冲洗采用3段式气水联合反冲洗,可通过PLC控制器自动或半自动或手动方式进行反冲洗,工程实践表明,反冲洗效果的好坏对滤池运行过程中污水处理能力有很大影响。·23·2008年第34卷第12期December2008工业安全与环保IndustrialSafetyandEnviron