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國產(chǎn)PLC—Haiwell（海為）PLC在車載MBR水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用

2013-12-12 13:30:03 haiwell 896

作者：海為PLC體驗(yàn)者王工

1 MBR工藝簡介

1.1 MBR含義

MBR為膜生物反應(yīng)器（Membrane Bio-Reactor）的簡稱,是一種將膜分離技術(shù)與生物技術(shù)有機(jī)結(jié)合的新型水處理技術(shù)，它利用膜分離設(shè)備將生化反應(yīng)池中的活性污泥和大分子有機(jī)物截留住，省掉二沉池。膜-生物反應(yīng)器工藝通過膜的分離技術(shù)大大強(qiáng)化了生物反應(yīng)器的功能，使活性污泥濃度大大提高，其水力停留時(shí)間（HRT）和污泥停留時(shí)間（SRT）可以分別控制。

在傳統(tǒng)的污水生物處理技術(shù)中，泥水分離是在二沉池中靠重力作用完成的，其分離效率依賴于活性污泥的沉降性能，沉降性越好，泥水分離效率越高。而污泥的沉降性取決于曝氣池的運(yùn)行狀況，改善污泥沉降性必須嚴(yán)格控制曝氣池的操作條件，這限制了該方法的適用范圍。由于二沉池固液分離的要求，曝氣池的污泥不能維持較高濃度，一般在 1.5~3.5g/L 左右，從而限制了生化反應(yīng)速率。水力停留時(shí)間（ HRT ）與污泥齡（ SRT ）相互依賴，提高容積負(fù)荷與降低污泥負(fù)荷往往形成矛盾。系統(tǒng)在運(yùn)行過程中還產(chǎn)生了大量的剩余污泥，其處置費(fèi)用占污水處理廠運(yùn)行費(fèi)用的 25% ～ 40% 。傳統(tǒng)活性污泥處理系統(tǒng)還容易出現(xiàn)污泥膨脹現(xiàn)象，出水中含有懸浮固體，出水水質(zhì)惡化。

MBR 工藝通過將分離工程中的膜分離技術(shù)與傳統(tǒng)廢水生物處理技術(shù)有機(jī)結(jié)合，不僅省去了二沉池的建設(shè)，而且大大提高了固液分離效率，并且由于曝氣池中活性污泥濃度的增大和污泥中特效菌 ( 特別是優(yōu)勢菌群 ) 的出現(xiàn)，提高了生化反應(yīng)速率。同時(shí)，通過降低 F/M 比減少剩余污泥產(chǎn)生量（甚至為零），從而基本解決了傳統(tǒng)活性污泥法存在的許多突出問題。

1.2優(yōu)勢

1、高效的固液分離，出水水質(zhì)優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定。

2、剩余污泥產(chǎn)量少占地面積小。

3、無需二沉池，工藝設(shè)備集中。

4、可去除氨氮及難降解有機(jī)物。

5、克服了傳統(tǒng)活性污泥法易發(fā)生污泥膨脹的弊端。

1.3發(fā)展前瞻

1.現(xiàn)有城市污水處理廠的更新升級

2.無排水管網(wǎng)系統(tǒng)地區(qū)的污水處理，如居民點(diǎn)、旅游度假區(qū)、風(fēng)景區(qū)等。

3.有污水回用需求的地區(qū)或場所，如賓館、洗車業(yè)、客機(jī)、流動(dòng)廁所等。

4.高濃度、有毒、難降解工業(yè)廢水處理。如造紙、制糖、皮革等行業(yè)

5.垃圾填埋廠滲濾液的處理及回用6.小規(guī)模污水廠（站）的應(yīng)用。

2 工藝與控制邏輯

2.1工藝圖

工藝圖如下：

2.2控制邏輯圖

控制流程圖如下：

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系統(tǒng)啟動(dòng)后進(jìn)行手動(dòng)和自動(dòng)的判斷，手動(dòng)操作模式主要是用來測試各個(gè)輸入輸出，方便檢修。自動(dòng)模式下，對各生產(chǎn)條件進(jìn)行判斷，符號(hào)產(chǎn)水反洗條件后，進(jìn)行定時(shí)的產(chǎn)水和反洗，當(dāng)達(dá)到化學(xué)清洗的條件是，進(jìn)行化學(xué)清洗。當(dāng)化學(xué)清洗結(jié)束或系統(tǒng)停機(jī)時(shí)，執(zhí)行一次反洗操作。

3 電氣圖紙

3.1電氣系統(tǒng)分布

本電氣系統(tǒng)有HMI和PLC及外圍傳感器，執(zhí)行電機(jī)，執(zhí)行閥組成，整個(gè)控制系統(tǒng)由一套海為PLC控制實(shí)現(xiàn)。

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3.2 PLC輸入輸出

本設(shè)備共有4路模擬量輸入，1路模擬量輸出，2路數(shù)字量輸入，21路數(shù)字量輸出。

根據(jù)系統(tǒng)控制點(diǎn)數(shù)，選擇了海為PLC，主機(jī)S20M2R，擴(kuò)展輸出模塊H16DOR

部分電路圖如下：

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主線路圖

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擴(kuò)展輸出模塊

4 PLC程序調(diào)試

4.1手動(dòng)模式

手動(dòng)模式下可以開啟任一電機(jī)和閥門。操作按鈕在觸摸屏中制作，采用自保持的按鈕。

手動(dòng)程序截圖如下：

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4.2自動(dòng)模式

自動(dòng)檔位時(shí)，按自動(dòng)開機(jī)，則按如下流程進(jìn)行運(yùn)行：

開啟原水泵，污水可以進(jìn)入集水池，當(dāng)集水池的液位非低液位狀態(tài)時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)提升泵，開始往膜池送水，同時(shí)，攪拌器開始工作，風(fēng)機(jī)啟動(dòng)，至此，自動(dòng)控制準(zhǔn)備就緒。各電機(jī)自動(dòng)根據(jù)液位做相應(yīng)的開啟和停止。具備產(chǎn)水，反洗，和化學(xué)清洗的條件。

風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后，且膜池處于非低液位狀態(tài)下，打開產(chǎn)水進(jìn)閥和產(chǎn)水出閥，啟動(dòng)產(chǎn)水泵，開始進(jìn)行產(chǎn)水的過程。運(yùn)行指定時(shí)間后，打開反洗進(jìn)水閥和出水閥，開始進(jìn)行反洗的過程。反洗指定時(shí)間后，重新開始產(chǎn)水過程。如此循環(huán)運(yùn)行。

當(dāng)壓差超過負(fù)設(shè)定值（參數(shù)界面中），或設(shè)備連續(xù)運(yùn)行指定時(shí)間后，則開啟化學(xué)清洗閥，停止產(chǎn)水泵，1秒鐘后，開啟化學(xué)泵，開始化學(xué)清洗過程，化學(xué)清洗時(shí)間到達(dá)后，開啟反洗閥，關(guān)閉化學(xué)清洗泵，1秒鐘后開啟反洗泵，運(yùn)行10分鐘反洗。

反洗工作結(jié)束后，重新進(jìn)入產(chǎn)水過程。如此循環(huán)運(yùn)行。

當(dāng)生產(chǎn)現(xiàn)場有緊急情況時(shí)，按下控制柜上的急停按鈕，PLC停止輸出，所有電機(jī)及閥門關(guān)閉。緊急情況解除后，復(fù)位急停按鈕，系統(tǒng)回到手動(dòng)狀態(tài)，確認(rèn)具體正常生產(chǎn)條件后，選擇自動(dòng)開啟，繼續(xù)生產(chǎn)。

當(dāng)點(diǎn)擊停止按鈕時(shí)，系統(tǒng)會(huì)停止產(chǎn)水泵和產(chǎn)水閥，進(jìn)行最后一次反洗，反洗結(jié)束后，停止所有電機(jī)及閥門，系統(tǒng)恢復(fù)為手動(dòng)檔位。

以下為部分程序示例。

自動(dòng)模式下，兩臺(tái)風(fēng)機(jī)輪流啟動(dòng)，切換時(shí)間在觸摸屏上設(shè)置。

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