1、目 錄摘要1前言21地膜污水的概況2 1.1 地膜污水的危害2 1.2 國內外地膜污水的處理技術3 1.2.1 氧化溝處理技術3 1.2.2 生物接觸氧化法處理技術3 1.2.3 蘭綠藻處理技術3 1.2.4 曝氣生物濾池處理技術3 1.3 污水處理工藝技術的現狀及發展4 1.4 污水處理的基本方法4 1.5 污水處理的目的和意義4 1.6 國內外污水自動控制系統研究現狀52 cass污水處理介紹及流程圖5 2.1 cass污水處理工藝5 2.2 cass工作周期設計6 2.3 cass污水處理主要處理單元及設備6 2.3.1通用動力設備6 2.3.2專用的機械設備7 2.3.3 主要處理單元

2、7 2.4 cass工藝7 2.4.1系統整體工藝結構7 2.4.2系統邏輯結構8 2.5系統特點83 cass污水處理系統的硬件設計9 3.1污水處理模型流程9 3.2分配plc輸入/輸出9 3.3 plc的輸入輸出接線圖103.4 電氣接線圖114 cass污水處理系統的軟件設計11 4.1 plc可編程控制器114.2污水處理系統中的自動和手動兩種方式12 4.2.1 污水處理系統中的自動方式12 4.2.2 污水處理系統中的手動方式12 4.3文本顯示屏12 4.4 plc-梯形圖及程序語句145 程序調試和運行14 5.1 調試過程14 5.1.1調試步驟及主要內容如下14 5.1.

3、2本設計實物模型調試15 5.2 運行結果156結論15謝辭17參考文獻18附錄119 附錄222 2清洗地膜污水處理自動控制系統的設計摘要：本文研究污水處理方法之循環活性污泥系統（cyclic activated sludge system，即cass工藝）的工藝流程及設計，根據循環活性污泥系統的特點，對污水處理自動控制系統進行總體設計，從系統的硬件和軟件方面闡述了基于p l c的具有遠程控制功能的集散控制系統，通過遠程操作和現場控制，使得污水處理系統的自動化程度大大提高。關鍵詞：污水處理；plc；控制系統；cass工藝；可編程控制器the control system design of

4、cleaning mulch wastewater auto-treatment abstract: this paper studies the recycling of sewage sludge treatment systems (cyclic activated sludge system, or cass process) process and design, according to the characteristics of cyclic activated sludge system, the sewage treatment system for the overall

5、 design of automatic control, from the aspects of the hardware and software system is presented based on plc has remote control functions of distributed control system, through the remote operation and on-site control, making the sewage treatment system greatly increased the degree of automation.key

6、word: sewage treatment; plc; control system; cass process; programmable controller前言隨著我國經濟的快速發展，環境污染已成為我們不得不面對的問題，環境治理特別是污水處理更是我們的重中之重。污水處理的目的是用某種方法把污水中的污染物質分離出來,或者將其轉化分解成無毒無害的穩定物質,從而使污水得到凈化。我圍水資源的短缺和污染現象尤其嚴重，國家對水環境保護意識不斷增強，對污水處理過程自動化程度要求不斷提高，利用先進的控制技術和設備對污水處理過程進行監控是滿足上述要求的最有效手段。1 地膜污水的概況1.1 地膜污水的危害

7、隨著農業現代化的不斷發展，農村使用地膜已成為確保農業高產穩產的重要手段。但是隨著地膜覆蓋栽培年限的延長，殘留地膜回收率低，土壤中殘膜量逐步增加，極易造成地膜污染。 地膜覆蓋是一項成熟的農業栽培技術，保水保肥、保持濕度，有效地增加和延長作物生長期，確保了農作物產量的提高。然而，塑料屬于高分子化合物，熔融指數（mi）高，極難降解，既不受微生物侵蝕，也不能自行分解，其降解周期一般為200300年，降解過程中還會溶出有毒物質。據統計，我國地膜年殘留量高達三四十萬噸，殘膜率達40多，也就是說，有近一半的地膜殘留在土壤中，這無疑是一個極大的隱患。隨著使用地膜栽培年限的延長，殘留地膜若得不到及時回收，必然給

8、后人帶來難以解決的污染危害，對農業可持續發展構成嚴重威脅。殘留地膜對環境的危害主要表現為以下四個方面：（1）對土壤環境的危害：土壤滲透是由于自由重力，水向土壤深層移動的現象。由于土壤中殘膜碎片改變或切斷土壤孔隙連續性，致使重力水移動時產生較大的阻力，重力水向下移動較為緩慢，從而使水分滲透量因農膜殘留量增加而減少，土壤含水量下降，削弱了耕地的抗旱能力。甚至導致地下水難下滲，引起土壤次生鹽堿化等嚴重后果。另外，殘地膜影響土壤物理性狀，抑制作物生長發育。地膜材料的主要成分是高分子化合物，在自然條件下，這些高聚物難以分解，若長期滯留地里，會影響土壤的透氣性，阻礙土壤水肥的運移，影響土壤微生物活動和正常

9、土壤結構形成,最終降低土壤肥力水平，影響農作物根系的生長發育，導致作物減產。（2）對農作物的危害：由于殘膜影響和破壞了土壤理化性狀，必然造成作物根系生長發育困難。凡具有殘膜的土壤，阻止根系串通，影響正常吸收水分和養分；作物株間施肥時，有大塊殘膜隔離則隔肥，影響肥效，致使產量下降。據兵團環境部門測定種子播在殘膜上，爛種率達6.92，爛芽率5.17，棉苗側根比正常減少4.87.6條，23片真葉期棉苗死亡1.19，子葉期棉苗死亡3.08，現蕾期推遲35天。株高降低6.7cm12.9cm,有關調查資料表明，殘膜對玉米產量影響的差異達到顯著水平。每公頃有187.5kg殘膜的土地，生產9420kg玉米，比

10、無殘膜的對照田減產玉米909kg。減產率8.8。（3）對農村環境景觀的影響：由于回收殘膜的局限性，加上處理回收殘膜不徹底，方法欠妥，部分清理出的殘膜棄于田邊、地頭，大風刮過后，殘膜被吹至家前屋后、田間、樹梢、影響農村環境景觀，造成“視覺污染”。 （4）對牲畜的危害：地面露頭的殘膜與牧草收在一起，牛羊誤吃殘膜后，阻隔食道影響消化，甚至死亡。 總之，從地膜污染對環境和作物產量產生的危害可以看出，地膜栽培農田中殘留地膜量，大都接近或達到了能使作物減產的臨界值。因此，防治地膜污染已經是一項十分緊迫而又有重要意義的工作1。1.2國內外地膜污水的處理技術1.2.1 氧化溝處理技術(od)氧化溝技術屬于活性

11、污泥法的一種變化形式2,一般氧化溝采用的技術參數接近于延時曝氣法,但它可以根據所處理污水的水質不同而采用不同的技術參數,使系統相當于傳統曝氣法和高負荷活性污泥法,其水流混合特征介于完全混合式曝氣和推流式中間,按其構造特征和運行方式基本上分為如下幾種:卡羅塞爾(caroussel) 型氧化溝;導管式氧化溝;多溝交替工作型氧化溝;奧爾伯型(orbal) 氧化溝;曝氣沉淀一體化氧化溝。另外,按氧化溝的充氧方式又可以將氧化溝分為垂直表面曝氣、轉盤轉刷水平推流曝氣、射流曝氣等。1.2.2 生物接觸氧化法處理技術污水流過固定載體表面時,只要營養物質與供氧充足,凈化微生物就會在載體表面逐步增殖,形成生物膜,

12、生物膜是高度親水的,亦是微生物高度密集的場所,膜的表面生長著各種類型的微生物,并形成有機污染物細菌原生動物的食物鏈。由于微生物的不斷增殖,膜的厚度不斷增加,當膜增到一定厚度時,在氧不能進入的內層深部轉變成為厭氧狀,形成厭氧生物膜。這樣,生物膜便由厭氧與好氧兩層組成。在生物膜內外,生物膜與水層之間進行著多種物質的傳遞,空氣中氧溶解于流動水層中,通過附著水層傳遞給生物膜,供微生物呼吸,污水中的有機物,由流動水層傳給附著水層,然后進入生物膜,通過細菌代謝活動而被降解3。這樣流動分解和機體的新陳代謝,產生了co2 等無機物,隨污水排到空氣中,使污水得到凈化;同時,當污水流經值料時,濾料壓實狀態利用濾料

13、粒徑較小的特點及生物膜的生物絮凝作用,截溜污水中的大量懸浮物。當濾池運水層在其不斷流動中逐步得到凈化。當厭氧層增厚,其代謝產物增多時,好氧層的穩定狀態會遭到破壞,生物膜在載體上的固著力減弱,生物膜老化脫落,載體上又形成新的生物膜,從而達到不斷更新的目的。1.2.3 蘭綠藻處理技術克拉克. 亞特蘭大大學的微生物學家朱迪絲. 本德爾(judith bender) 介紹了一種無需錯綜復雜的污水凈化廠,只用蘭綠藻處理的技術4。這些青紫細菌能廉價和有效地凈化有機化合物與重金屬污染的水體。青紫細菌和碎草產生出一種“皮革般的粘乎乎的基體”。本德爾報告了美國藝術與科學研究院(aaas) 組織,文中把它稱為一種

14、“微生物墊”。本德爾推測這種墊可能產生負電荷,它能結合水中其它細菌上附著的帶正電的原子,而達到處理污水的目的。1.2.4 曝氣生物濾池處理技術曝氣生物濾池是生物接觸氧化和過濾技術相結合的一種污水處理工藝,其特點是不設二沉池,通過反沖洗實現再生,處理負荷高,出水水質好,占地面積少。曝氣生物濾池凈化功效主要有過濾、吸附和生物代謝。濾池工作時,濾池中的填料作為微生物附著的載體,在其表面形成的生物膜具有較好的吸附作用,當污水流經載體表面時,有機物就會從污水中轉移到附著在生物膜表面的水中去,被生物膜所吸附；濾池底部曝氣,空氣中的氧就通過曝氣系統進入水層,再通過傳質進入生物膜,生物膜上的高濃度微生物在氧的

15、參與作用下對有機物作用一定時間后,隨著截留的懸浮物(ss) 和老化的生物膜的增多5,過濾水頭損失不斷增大,出水水量減少,則需對濾池進行反沖洗,使填料得以再生,從而進入下一個周期,實現污水的連續處理。1.3 污水處理工藝技術的現狀及發展“七五”、“八五”、“九五”國家科技攻關課題的建立與完成，使我國在污水處理新技術、污水再生利用新技術、污泥處理新技術等方面都取得了可喜的科研成果，某些研究成果達到國際先進水平同時，借助于外貸城市污水處理工程項目的建設，國外許多新技術、新工藝、新設備被引進到我國，ab(吸附一生物降解工)法、氧化溝法、a/o工藝、a/a/o(微曝氧化溝)工藝、sbr(序批式間歇活性污

16、泥法)法在我國城市污水處理廠中均得到應用6。污水處理工藝技術由過去只注重去除有機物發展為具有除磷脫氮功能。國外一些先進、高效的污水處理專用設備也進人了我國污水處理行業市場，如格柵機、潛水泵、除砂裝置、刮泥機、曝氣器、鼓風機、污泥泵、脫水機、沼氣發電機、沼氣鍋爐、污泥消化攪拌系統等大型設備與裝置。我國80年代以前建設的城市污水處理廠大部分采用普通曝氣法活性污泥處理工藝，由于該工藝主要以去除bod5和ss為主要目標，對氮磷的去除率非常低。為了適應水環境及排放要求，一些污水處理廠正在進行改造，增加或強化脫氮和除磷功能。 ab法污水處理工藝于80年代初開始在我國應用于工程實踐。由于其具有抗沖擊負荷能力

17、強、對ph值變化和有毒物質具有明顯緩沖作用的特點，故主要應用于污水濃度高、水質水量變化較大，特別是工業污水所占比例較高的城市污水處理廠。 目前氧化溝工藝是我國采用較多的污水處理工藝技術之一。應用較多的有奧貝爾氧化溝工藝，由我國自行設計、全套設備國產化，已有成功實例。de型氧化溝和三溝式氧化溝在中高濃度的中小型城市污水處理中也有應用。采用卡羅塞爾氧化溝工藝的城市污水處理廠大部分為外貸項目。 多種類型的sbr工藝在我國均有應用，如屬第二代sbr工藝的iceas工藝，屬第三代的cast工藝、uni-tank工藝7等。隨著我國對水環境質量要求的提高，使得新建城市污水處理廠必須考慮氮磷的去除問題。由此開

18、發了改良a/a/o工藝和回流污泥反硝化生物除磷工藝，并已開始在實際工程中應用。如泰安污水處理廠、青島李村河污水處理廠、天津北倉污水處理廠、北京清河污水處理廠等。1.4 污水處理的基本方法（1）一級處理(也稱預處理)。即采用物理方法處理,使廢水初步凈化,主要處理對象是水中大顆粒懸浮物。采用的分離設備一般為格柵、沉沙池及沉淀池等。（2）二級處理。在一級處理的基礎上,再進行生物化學處理。其處理對象是廢水中的膠體狀和溶解的有機物。采用的方法有活性污泥法、生物膜法和生物塘法等好氧生物處理和厭氧生物處理等。經二級處理的水,可供工業回用。（3）三級處理(亦稱高級處理、廢水深度處理)。主要處理對象是水中難以降

19、解的金屬離子、高碳化合物以及水體中的病毒、細菌等。常用的方法有吸附法、離子交換法、反滲透法以及清毒法等。經三級處理后的水,可作飲用水。1.5 污水處理的目的和意義傳統的污水處理廠的運行離不開人工的經驗知識，各個工藝流程階段都需要人工的干預，采用人工方式檢查與記錄水廠生產數據的方式。因為污水處理過程很復雜，有很多不確定性和模糊性，許多操作過程與作用之間機理還不清楚，而傳統的pid控制方法需要精確的數學模型和分析過程，無法處理復雜的污水處理過程，所以一般由人工來完成整個過程的閉環控制。而過于依賴人工操作則會給帶來太多的人為因素，不利于系統的穩定性，同時也難以進一步提高企業的效益。自動控制應用自動化

20、儀器儀表或自動控制裝置代替人自動地對工業生產過程進行控制，使之達到預期的狀態或性能指標，自動化技術在污水處理行業得到了廣泛應用8。污水廠自控系統的運行，將實現車間無人值守，提高全廠生產組織和調度指揮水平。1.6 國內外污水自動控制系統研究現狀現代污水處理采用計算機控制日益普遍，現在許多國內外的大中型污水廠均采用自動控制系統進行控制，在廠區范圍內設置多臺現場計算機，對整個污水處理過程實行多環路控制，其中包括鼓風機曝氣、化學藥劑（絮凝劑、氯氣）投加、泵房機組控制等。國內的污水處理自動化控制起步較晚，但是隨著這幾年的發展，取得了一些進步。目前，國內的污水處理的控制水平大體可以分為三個層次：（1）手動

21、操作：采用常規的分散儀表對污水處理過程中的液位、流量、溫度、濁度、ph 值等性能指標進行離線或在線采集，根據數據得到控制要求，操作員在現場控制主要設備，如閘門開閉、電機啟停、鼓風機調節等，在這種控制模式下，控制完全由人工在現場操作，工藝參數得不到可靠保證，污水處理后出水質量難以保證，穩定性差，且工人操作勞動強度大，容易發生錯誤，使得設備和裝置不能工作在最佳的狀態。但是這種控制方式投資少、容易實現，主要在一些小型的污水處理場合應用。（2）半自動控制：通過數據采集器等手段采集局部過程量送入控制室，一般在控制室設有工藝模擬顯示屏或上位機，在模擬屏或上位機上顯示液位、流量、溫度、濁度、ph 值等性能指

22、標以及電機、閘門運行狀態，隨生產過程進行監控，上位機操作人員可在模擬屏或操作臺上遙控部分設備的啟停，而某些設備的控制就需要聯系現場操作人員，由現場操作人員手工控制，生產中的數據需要人工記錄。這種控制方式需要人工的頻繁干預，中間存在認為聯系的延遲，從而影響出水水質的穩定，但這是目前國內中、小型污水處理廠較多采用的方式。（3）全自動控制：采用計算機技術與多層次的網絡結構對污水處理的全程生產機，一般下位機采用可靠的plc 作為控制單元9，運行先進的控制算法，實現現場設供需進行無人值守全自動控制。生產過程中的各種信號通過相應的變送送入下位備的實時控制。作為上位機的工控計算機采用標準的通信協議和數據庫，

23、通過以太網實現信息的集成管理和遠程控制。上、下位機之間通過網絡傳送采集參數和遠程控制參數。這種方式是目前自動控制的發展方向。2 cass污水處理介紹及流程圖2.1 cass污水處理工藝 cass（cyclic activated sludge system）工藝是一種具有脫氮除磷功能的以序批曝氣一非曝氣方式運行的充一放式間隙活性污泥處理工藝，在一個反應器中完成有機污染物的生物降解和泥水分離的處理功能。cass工藝是循環活性污泥技術（cast）的一種型式10。其主要原理是：把序批式活性污泥法（sbr）的反應池沿長度方向分為兩部分，前部為預反應區，后部為主反應區。在預反應區內，微生物能通過酶的快速

24、轉移機理迅速吸附污水中大部分可溶性有機物，經歷一個高負荷的基質快速積累過程，對進水水質、水量、ph和有毒有害物質起到較好的緩沖作用，可有效防止污泥膨脹；隨后在主反應區經歷一個較低負荷的基質降解過程，完成對污水中有機物質的降解。cass工藝同時能夠比較充分發揮活性污泥的降解功能。也能夠減輕二沉淀池的負荷，有利于提高二沉池固液分離效果。 完整的cass工藝運行周期一般可分為四個階段11：（1）曝氣階段 在此階段曝氣系統向反應池內供氧，一方面滿足好氧微生物對氧的需要，另一方面有利于活性污泥與有機物的混合和接觸，從而使有機污染物被微生物氧化分解。同時，污水中的nh3-n也通過微生物的硝化作用轉化為no

25、x-n。（2）沉淀階段 停止曝氣后，微生物繼續利用水中剩余的溶解氧進行氧化分解。隨著反應池溶解氧的進一步降低，微生物有好氧狀態向缺氧狀態轉化，并發生一定的反硝化作用。與此同時，活性污泥幾乎在靜止沉淀的條件下進行分離，活性污泥沉至池底，下一周期繼續發揮作用。（3）潷水階段 在污泥沉淀到一定深度后，潷水器系統開始工作，排出反應池內上層處理水。此時液相主體逐漸過渡到厭氧狀態，聚磷菌在厭氧狀態下完成磷的吸收過程。在潷水過程中，由于沉降于池底，濃度較大，可根據需要啟動排污泵將剩余污泥排至污泥消化池中，以保持反應器內一定的活性污泥濃度。（4）閑置階段 閑置階段的時間一般較短，主要保證潷水器在此時間段內上升

26、到原始位置，防止污泥流失。如果在此階段進行曝氣，則有利于恢復污泥活性。2.2 cass工作周期設計cass生物池以一定的時間序列運行，運行過程包括進水-曝氣、靜止沉淀、排水排泥、閑置四個階段，不同的運行階段的運行方式可根據需要進行調整。在同一時間各池的工作時序均不同，不會發生重疊，同一時間只有一個反應池潷水，自動控制及操作管理較簡單。進水曝氣階段cass主反應區內邊充水邊曝氣，同時池內的回流污泥泵連續不斷的向預反應區回流污泥。此時有機污染物被微生物氧化分解，同時污水中的氨氮通過微生物的硝化作用轉化為硝態氮；靜止沉淀階段cass主反應區不充水也不曝氣，此時微生物利用水中剩余的do進行氧化分解，生

27、物池逐漸由好氧狀態向缺氧狀態轉變，開始進行反硝化反應，活性污泥逐漸沉到池底，上層水逐漸變清；排水排泥階段cass主反應區的潷水器開始工作，自上而下逐漸排出上清液，同時池內的剩余污泥泵向污泥調節池輸送剩余污泥。此時，生物池逐漸由缺氧狀態過渡到厭氧狀態，繼續進行反硝化反應。實際運行過程中，由于潷水器的潷水能力是按最不利的情況進行設計選型的，而這種最不利情況不易出現，故實際潷水時間通常要比設計潷水時間短，其剩余時間通常用于cass主反應區內污泥的閑置，以恢復污泥的吸附能力12。2.3 cass污水處理主要處理單元及設備2.3.1 通用動力設備（1）水處理用風機：主要有離心鼓風機、羅茨鼓風機兩種，國內

28、離心風機的開發和生產已取得很大的進展，開發新型高速離心風機，采用了先進的三元流葉輪、可調節進風、出風口導葉，具有高效節能、流量可調節范圍大、結構較緊湊、噪聲偏低、可靠性高的特點。自八十年代末開始我國對原有羅茨風機進行了重大技術改造，1993年由機械部組織的系列羅茨風機聯合設計圓滿完成，其結構先進，三化程度高，基本達到國外同類產品水平，特別是三葉、低噪音羅茨風機的研制成功。可以滿足水工業用風機的技術要求。（2）水處理用閥門：主要包括蝶閥、閘閥、止回閥和閥門電動裝置等。閥門是水工業中使用數量大的一種設備。目前骨干企業已能按iso國際標準、din德國標準、awwa美國標準等設計制造各種閥門，部分廠家

29、的產品達到了國際先進水平。雖然國內閥門行業的整體水平有了較大的提高，但普遍存在著外觀質量差距較大的問題，今后在改善鑄造工藝方面仍需加強技術改造。同時他需要注重對國際先進閘閥產品的引進消化吸收，改進國產閘閥材料消耗大，動作欠靈活等缺陷，以趕上國際先進水平。（3）水處理用水泵：主要包括單級單吸、單級雙吸、污水泵、螺桿泵、深井泵、無堵塞泵等。污水泵是污水廠關鍵設備之一，八十年代開始引進西德里茨公司技術生產潛水污水泵，引進ksb公司技術生產臥式和立式污水泵。以后，又連續開發生產的潛水離心泵、潛水軸流泵、潛水混流泵等，目前的使用量大。2.3.2專用的機械設備水處理專用機械設備13包括攔污機械、除砂及刮泥

30、機械、曝氣及攪拌設備、濃縮脫水設備、加藥消毒設備、沼氣利用設備、氧化脫鹽設備、污泥后處置設備等。2.3.3 主要處理單元（1）格柵 選用旋轉式格柵除污泥機sgs-1000型2臺，柵條間隙15mm，柵條間設有一臺電動葫蘆，以方便格柵檢修。（2）調節池 調節池內的穿孔管曝氣系統進行重新改造和完善，并增設液位控制系統，使提升泵由調節池水位控制，實現自動開啟（可手動控制）。（3）沉砂池 沉砂定期從池底排入曬砂池，曬干后定期清理。（4）cass池 cass是本工藝的關鍵構筑物，根據污水廠的規模設計有效容積，池體沿寬度方向分4格，每格可獨立運行，也根據其規模設計主反

31、應區和預反應區長度、池深、有效水深、周期排水比、污泥負荷。（5）水下曝氣機 曝氣機具有充氧效率高，無噪聲的優點，克服了鼓風曝氣機噪音大、占地面積大、管道布置復雜的缺點，而且安裝維修方便，一臺發生故障，單獨維修，其他仍可正常運行。此外，還可以根據進水水質的變化調整泵的開啟臺數，在不影響處理效率的情況下達到經濟運行的目的。（6）潷水器 cass工藝的特點是程序工作制，它可根據進水及出水水質變化來調整工作程序，保證出水效果。潷水器是cass工藝中的關鍵設備，潷水器在運行過程中設有線位開關，保證潷水器在安全行程內工作。（7）刮泥機 去除產生的剩余污泥（8）污水廠自動控制系統

32、0;cass工藝之所以在國外得到廣泛的應用，得益于自動化技術發展及在污水處理工程中的應用。cass工藝的特點是程序工作制，它可根據進水及出水水質變化來調整工作程序，保證出水效果。整套控制系統采用現場可編程控制（plc）與微機集中控制。2.4.cass工藝2.4.1系統整體工藝結構如圖2-1所示: 圖2-1 系統工藝結構圖2.4.2系統邏輯結構 經分析考察,可知有下列參數需要實現自動監控：調節池高/低液位;cass池高/低液位;潷水器位置;污泥池高/低液位;組/細格柵啟/停;進水泵啟/停;污泥回流泵啟/停;潷水器運行/停止;壓濾機啟/停;曝氣機運行/停止。系統除了要完成測控任務外,還要具有良好的

33、人機交互界面14,所以系統的邏輯結構如圖2-2: 圖2-2 系統邏輯結構圖2.5.系統特點（1）本系統適宜處理城市生活污水、酒廠污水、食品工業污水;（2）本系統具有一定的組態功能,能夠適應本質變化較大的環境15; （3）可對現場設備實現保護控制,延長了現場設備的使用壽命,并大大減少了異常情況的發生,提高了可靠性; （4）自動化程度高,操作界面形象直觀,提供語音報警功能,易于使用;提供人員管理功能和歷史記錄功能,便于進行事故分析;（5）廢水中和處理的過程是，當處理池達到給定的水位時，啟動壓縮機，池中爆氣頭開始爆氣，進行攪拌，混合均勻后(時間長短可以設定)，測量池中ph值。如果池中呈酸性，程序控制

34、自動加堿使之中和，使ph值達到68.5之間的排放標準16。如果ph值大于8.5時從貯水池抽酸性水或將處理池的堿性水抽一部分到貯水池，再從陽床進一部分酸性水，充分混合達到排放標準，啟動排放閥排放。3 cass污水處理系統的硬件設計3.1污水處理模型流程如圖3-1: 圖3-1 污水處理模型流程3.2分配plc輸入/輸出表3-1 輸入端口表地址號符號名稱用途x0x1x2x3x4x5x6x7x10x11x12x13sb1sb2sb3sb4sb5sb6sb7sb8sb9sb10sb11sb12啟動按鈕停止按鈕自動按鈕手動按鈕高液位按鈕低液位按鈕污水提升泵按鈕備用泵按鈕排泥機按鈕電磁閥按鈕曝氣機按鈕刮泥機

35、按鈕表3-2 輸出端口表地址號符號名稱用途y0y1y2y3y4y5y6y7y10y11hl0hl1hl2hl3hl4hl5hl6hl7hl8hl9高液位指示燈低液位指示燈污水提升泵指示燈備用泵指示燈排泥機指示燈電磁閥指示燈曝氣機指示燈刮泥機指示燈運行指示燈故障指示燈3.3 plc的輸入輸出接線如圖3-2：圖3-2 plc的輸入輸出接線3.4 電氣接線圖如圖3-3：圖3-3電氣接線圖4 cass污水處理系統的軟件設計4.1 plc可編程控制器三菱fx1s系列plc把優良的特點都融合進一個很小的控制器中。是三菱plc家族體積最小的精典產品。fx1s系列是適應于極小規模控制的、大小只有一張卡那么大的

36、plc。fx1s系列作為小型plc，卻具有完整的性能和通訊功能等擴展性。所以，fx1s系列可以用于那些以前用小型plc無法控制的廣闊領域。 控制規模： 1030點（基本單元；10/14/20/30點） 特點： （1）集成型高性價比；cpu、電源、輸入輸出合為一體；通過使用顯示模塊和功能擴展板，可以非常簡便地實現系統升級。 （2）機身小巧，高速運算；基本指令：0.550.7s/指令；應用指令:3.7數100s/指令。 （3）使用放心，存儲量大的存儲器規格 ；2000步eeprom存貯器 ；沒有電池，無需維護。 （4）豐富的軟元件資源；輔助繼電器：512點，定時器：64點，計數器：32點 ，數據寄

37、存器：256點。 （5）面向海外的產品適合各種安全規格 定位和脈沖輸出功能： 三菱fx1s系列plc單元可以同時輸出2點100khz脈沖，配備有7條特殊的定位指令，包括零返回、絕對位置讀出、絕對或相對地址表達方式以及特殊脈沖輸出控制。 4.2污水處理系統中的自動和手動兩種方式 4.2.1 污水處理系統中的自動方式自動控制：當按啟動按鈕和低液位時，會顯示液位，污水泵抽水，直到抽水完畢。泵開啟后，采用plc自帶的時間繼電器用聯鎖控制后面機器的啟動。4.2.2 污水處理系統中的手動方式手動控制：由手動控制泵的運動時間和開啟數目。手動開啟排泥機與電磁閥，后關閉排泥機與電磁閥，然后開啟曝氣機曝氣，打開刮

38、泥機刮泥，最后水流入二沉池自動沉淀。4.3 文本顯示屏選用的md306文本顯示屏是一個小型的人機界面，主要與各類plc配合使用，以文字或指示燈等形式監視、修改plc內部寄存器或繼電器的數值及狀態，從而使操作人員能夠自如地控制機器設備。md306可編程文本顯示器有以下特點：（1）通過編輯軟件tp200在計算機上制作畫面，自由輸入漢字設定plc地址，使用串口通訊下載畫面；（2）通訊協議和畫面數據一同下載到顯示器，無須plc編寫通訊程序；（3）對應機種廣泛，包括，西門子、三菱、歐姆龍、松下、施耐德、永宏、lg、臺達、ab等主流plc，包括自由通訊等通用協議，以下應用于kinco伺服驅動的ecoste

39、p協議；（4）具有密碼保護功能；（5）具有報警列表功能，逐行實時顯示當前報警信息；（6）具有可選的具有時鐘模塊的型號，可以提供實時時鐘；（7）20個按鍵可被定義成功能鍵，有數值輸入小鍵盤，操作簡單，可替代部分控制柜上機械按鍵；（8）自由選擇通訊方式，rs232/rs422/rs485任選；（9）帶背景光stn液晶顯示，可顯示24個英文字符*4行；（10）顯示器前表面符合ip65構造，防水、防油。采用組態軟件編寫畫面。手動控制，當按esc鍵時，返回初始畫面，其他鍵按自己設定的顯示流程畫面。具體畫面如圖4-1：圖4-1文本顯示屏圖4.4 plc-梯形圖及程序語句梯形圖：附錄1指令表：附錄25 程序

40、調試和運行污水處理自動控制系統設計、安裝完成后，進行系統的調試和試運行，發現并解決設備、儀表、程序、工藝等方面出現的問題，檢驗系統是否實現工藝設計目標，即出水各項指標達到設計要求。5.1 調試過程調試過程首先檢查總供電及各設備供電是否正常，然后檢查設備的電氣控制是否正常，能否正常開機，各種閘閥能否正常開啟和關閉，檢查儀表及控制系統是否正常。在對系統進行必要的檢查后，開始具體調試。5.1.1調試步驟及主要內容如下：（1）單體調試：在plc子站現場操作顯示終端上調試單個設備、儀表是否工作正常。（2）單元調試：在plc子站現場操作顯示終端上調試多個相關的設備與儀表，是否協同工作正常。（3）單站調試：

41、在plc子站現場操作顯示終端上調試該plc子站的程序，即一個相對獨立工藝流程的設備與儀表是否協同工作正常。（4）網絡通訊調試：調試中控室上位機與各plc子站通訊是否工作正常；（5）集中控制調試：在中控室人工操作控制、檢測現場設備與儀表是否工作正常，程序自動控制是否正常。（6）帶負荷調試：解決實際連續運行的各種問題；如變配電設備工作是否正常，校核進出水、回流以及剩余污泥流量，校核各種儀表，檢測進水水質，測量流速，測量并記錄設備的電壓、電流、功率和轉速等；（7）工藝控制參數的確定：設計中的工藝控制參數是在預測的水量、水質條件下確定的，而實際投入行時的污水廠其水量、水質往往與設計有較大的差異，因此，

42、必須根據實際水量水質情況來確定合適的工藝控制參數；（8）試運行：模擬工廠正常運行與維護。5.1.2 本設計實物模型調試（1）首先檢查各個泵及接觸器的接線是否正確。（2）在檢查控制面板上各個指示燈及啟停按紐是否安裝正確無誤。（3）檢查各聯絡設備,如plc板子與模型及計算機之間的接線是否無誤。（4）確定電源供電正常。（5）開啟模型調試,看其是否滿足要求,直到達到標準為止。5.2 運行結果運行結果如實物模型結果。6 結論cass工藝在很多國家都得到廣泛的推廣與應用，并已建成投產了300多座cass工藝污水處理廠，其技術基本成熟。自90年代初cass工藝引入中國以來，由于該工藝的高效和經濟性，目前應用

43、勢頭迅猛，受到環保部門及用戶的廣泛關注和一致好評，其應用和研究也越來越收到國內同行業專家、學者的重視和關注。采用這一技術，可除去污水中懸浮固體、bod5和cod，并具有脫氮除磷的作用，有利于污水處理后的回用，開發第二水源。再加上其占地面積少、工藝流程簡單、與其他工藝組合靈活，對于原有城市污水處理廠改、擴建用地少等情況有更大的適應性。目前，cass工藝在國內主要應用于需脫氮除磷的城市污水、小區生活污水及啤酒、屠宰、印染、制藥等行業廢水的處理，取得了良好的處理效果，為cass法在我國的推廣應用奠定了良好的基礎。本文主要通過對cass工藝分析及應用設計得出以下結論：（1）在城市污水處理中，cass工

44、藝具有耐沖擊負荷強、出水水質好、有利于回用等特點。（2）cass工藝顯然具有工藝流程簡單、設備費用低、占地少、能耗低、運轉費用省、自動化程度高等優點，但對整個工藝中氮磷的去除機理仍需進一步研究，以期達到更好的處理效果。污水處理系統的社會效益巨大，但運行成本高，處理廠的經濟效益差。所以應用計算機控制技術，實現污水處理工藝的半自動、全自動監控，提高污水處理廠的技術管理水平，合理使用和配置處理設備，具有非常現實的意義。實踐證明，污水處理控制系統的方案是可行的，且用戶界面操作良好，易于學習。系統具有良好的通用性、可擴展性和可維護性。通過以上設計可使，大大降低了工人的勞動強度，提高了管理水平。系統采用現代先進的以太網通訊和無線通訊技術，實現了系統現場控制層、監控管理層和遠程環保部門之問的通訊連接。解決了污水處理備工藝過程地理分布相距較遠，難于集中控制管理的問題，同時具有節約成本、高效、節能的特點，具有很高的實用性。大學四年一晃即逝，這次畢業設計是我由學校走向社會的重要一步，在沒有做畢業設計以前覺得畢業設計只是對這幾年來所學知識的單純總結，但是通過這次做畢業設計我發現，這不僅是對前面所學知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次畢業設計使