1、廢水處理技術是一種高效廢水回用的處理技術，采用優勢菌技術對校園生活污水 進行處理，經過處理后的中水可以用來澆灌綠地、花木、 沖洗廁所及車輛等，從而達到節約水資源的目的。廢水處理系統方案要充分考慮現實生活中校園生活區較為狹小的特點，力求達到設備體積小，性能穩定， 工程投資少的目的。廢水處理過程中環境溫度對菌群代謝產生的作用直接影響廢水處理效果，因此采用地埋式磚混結構處理池以降低溫度對處理效果的影響。同時， 廢水處理技術工藝參數變化大，硬件設計選型與設備調試比較復雜，采用先進的plc 控制技術可以提高廢水處理的效率，方便操作和使用。廢水處理系統分別由污水處理池、清水池、中水水箱、電控箱以及水泵、羅

2、茨風機、電動閥門和電磁閥等部分組成，在污水處理池、清水池、 中水水箱中分別設置液位開關，用以檢測水池與水箱中的水位。廢水處理系統示意圖如圖1 所示。污水處理的第一階段：當污水池中的水位處于低水位或無水狀態時，電動閥會自動開起納入污水。 當污水池納入的污水至正常高水位時，電動閥自動關閉，污水池中污水呈微氧和厭氧狀態。污水處理的第二階段：采用能降解大分子污染物的曝氣法，可使污水脫色、除臭、 平衡菌群的 ph 值并對污染物進行高效除污，即好氧處理過程。整個好氧（曝氣）時間一般需要68h。在曝氣管路上安裝了排空電磁閥，當電動閥門自動關閉后，排空電磁閥開起，羅茨風機延時空載起動， 然后排空電磁閥關閉，污

3、水池開始曝氣。當曝氣處理結束后，排空電磁閥再次開起， 羅茨風機空載停機，然后排空電磁閥延時關閉。曝氣風機在無負荷條件下起動和停止，能起到保護電動機和風機的作用。經過 0.5h 的水質沉淀， plc 下達起動1#清水泵指令，將沉淀后的水泵入到清水池。當清水池中的水位升至正常高水位時，1#清水泵自動停止運行。這時 2#清水泵自動起動向中水箱泵水，當水箱內達到正常高水位時，2#清水泵自動停止運行，這時中水箱內的水全部完成處理過程。如上所示， 當中水箱內水位降至低水位時，2#清水泵又自動起動向中水箱泵水。當污水池中的水位降至低水位時，電動閥門會自動打開繼續向污水池納入污水。如此循環往復。廢水處理技術針

4、對污水水質不同選用生物菌群不同，工藝要求要求有所不同，電氣控制系統應有參數可修正功能，以滿足廢水處理的要求。2 sbr 廢水處理系統動力設備廢水處理系統中所使用的動力設備（水泵、羅茨風機、電動閥），均采用三相交流異步電動機，電動機和電磁閥（ac220v 選配）選配防水防潮型。1#清水泵：立式離心泵ls50-10-a ，揚程10m ，流量29m 3 /h，1kw 。2#清水泵：立式離心泵ls40-32.1，揚程30m ，流量16m 3 /h，3kw 。曝氣羅茨風機：tsa-40 ， 0.7m 3 /min ，1.1kw 。電動閥：閥體d 97a 1x5-10zb -125mm ，電動裝置lq20

5、-1，ac380v ， 60w。3 sbr 廢水處理電氣控制系統設計要求1) 控制裝置選用plc 作為系統的控制核心，根據工藝要求合理選配plc 機型和 i/o 接口。2) 可執行手動 /自動兩種方式，應能按照工藝要求編輯程序并可實時整定參數。3) 電動閥上驅動電動機為正、反轉雙向運行，因此要在plc 控制回路加互鎖功能。4) plc 的接地應按手冊中的要求設計，并在圖中表示或說明。5) 為了設備安全運行，考慮必要的保護措施，入如電動機過熱保護、控制系統短路保護等。6) 繪制電氣原理圖：包括主電路、 控制電路、 plc 硬件電路， 編制 plc 的 i/o 接口功能表。7) 選擇電器元件、編制

6、元器件目錄表。8) 繪制接線圖、電控柜布置圖和配線圖、控制面板布置圖和配線圖等。9) 采用梯形圖或指令表編制plc 控制程序。二、sbr 廢水處理電氣控制系統總體設計過程1 總體方案說明1) sbr 廢水處理系統控制對象電動機均由交流接觸器完成起、停控制，電動閥電動機要采用正、反轉控制。2) 污水池、清水池、中水水箱水位檢測開關，在選型時考慮抗干擾性能，選用電極考慮耐腐蝕性。3) 電動閥上驅動電動機，其內部設有過載保護開關，為常閉觸點，作為電動閥過載保護信號， plc 控制電路考慮該信號邏輯關系。4) 1#清水泵、 2#清水泵、羅茨風機電動機、電動閥電動機分別采用熱繼電器實現過載保護，其熱繼電

7、器的常開觸點通過中間繼電器轉換后，作為plc 的輸入信號，用以完成各個電動機系統的過載保護。5) 羅茨風機的控制要求在無負載條件下起動或停機，需要在曝氣管路上設置排空電磁閥。6) 主電路用斷路器， 各負載回路和控制回路以及plc 控制回路采用熔斷器，實現短路保護。7) 電控箱設置在控制室內。控制面板與電控箱內的電器板用bvr 型銅導線連接， 電控箱與執行裝置之間采用端子板連接。8) plc 選用繼電器輸出型。9) plc 自身配有24v 直流電源，外接負載時考慮其供電容量。plc 接地端采用第三種接地方式，提高抗干擾能力。2 sbr 廢水處理電氣控制原理圖設計(1)主電路設計廢水處理電氣控制系

8、統主電路如圖2 所示。1) 主回路中交流接觸器km1 、km2 、km3 分別控制1#清水泵 m1 、2#清水泵 m2 、曝氣風機 m3；交流接觸器km4 、km5 控制電動閥電動機m4 ，通過正、反轉完成開起閥門和關閉閥門的功能。2) 電動機 m1、m2 、m3 、m4 由熱繼電器fr1、fr2、fr3、fr4 實現過載保護。電動閥電動機 m4 控制器內還裝有常閉熱保護開關，對閥門電動機m4 實現雙重保護。3) qf 為電源總開關，既可完成主電路的短路保護，又起到分斷三相交流電源的作用，使用和維修方便。4) 熔斷器 fu1、fu2、fu3、fu4 分別實現各負載回路的短路保護。fu5、fu6

9、 分別完成交流控制回路和plc 控制回路的短路保護。(2)交流控制電路設計廢水處理系統交流控制電路如圖3 所示。1) 控制電路有電源指示hl 。plc 供電回路采用隔離變壓器tc，以防止電源干擾。2) 隔離變壓器tc 的選用根據plc 耗電量配置，可以配置標準型、變比1：1、容量 100va隔離變壓器。3) 1#清水泵 m1 、 2#清水泵 m2、曝氣風機m3 分別有運行指示燈hl1 、hl2 、 hl3 ，由 km1 、km2 、km3 接觸器常開輔助觸點控制。4) 4 臺電動機 m1 、m2 、m3、m4 的過載保護，分別由4 個熱繼電器fr1、fr2、fr3、fr4實現，將其常閉觸點并聯

10、后與中間繼電器ka1 連接構成過載保護信號，ka1 還起到電壓轉換的作用，將220v 交流信號轉換成直流24v 信號送入plc 完成過載保護控制功能。5 ) 上水電磁閥ya1 和指示燈hl1 、排空電磁閥ya2 ，分別由中間繼電器ka2 和 ka3 觸點控制。(3)主要參數計算1) 斷路器 qf 脫扣電流。斷路器為供電系統電源開關，其主回路控制對象為電感性負載交流電動機，斷路器過電流脫扣值按電動機起動電流的1.7 倍整定。廢水處理系統有3kw 負載電動機一臺，起動電流較大，其余三臺為1.1kw 以下，起動電流較小，而且工藝要求4臺電動機單獨起動運行，因此可根據3kw 電動機選擇自動開關qf 脫

11、扣電流i qf ：i qf 1.7 i n =1.7 6a 10.2a 10a ，選用i qf 10a 的斷路器。2) 熔斷器 fu 熔體額定電流i fu 。以曝氣風機為例，i fu 2 i n 2 2.5a 5a ，選用5a 的熔體。其余熔體額定電流的選擇，按上述方法選配。控制回路熔體額定電流選用 2a 。3) 熱繼電器的選擇請參考有關技術手冊，自行計算參數。同時可以查看中國污水處理工程網更多技術文檔。(4) plc 控制電路設計包括 plc 硬件結構配置及plc 控制原理電路設計。1) 硬件結構設計。了解各個控制對象的驅動要求，如：驅動電壓的等級、負載的性質等；分析對象的控制要求，確定輸入

12、/輸出接口（ i/o）數量；確定所控制參數的精度及類型，如：對開關量、模擬量的控制、用戶程序存儲器的存儲容量等，選擇適合的plc 機型及外設，完成 plc 硬件結構配置。2) 根據上述硬件選型及工藝要求，繪制plc 控制電路原理圖，繪制plc 控制電路， 編制i/o 接口功能表。 圖 4 為 sbr 廢水處理系統plc 控制電路原理圖，l6 作為plc 輸出回路的電源，分別向輸出回路的負載供電，輸出回路所有com 端短接后接入電源n 端。3) km4 和 km5 接觸器線圈支路，設計了互鎖電路，以防止誤操作故障。4) plc 輸入回路中，信號電源由plc 本身的 24v 直流電源提供，所有輸入

13、com 端短接后接入 plc 電源 dc24v 的（）端。輸入口如果有有源信號裝置，需要考慮信號裝置的電源等級和容量，最好不要使用plc 自身的 24v 直流電源，以防止電源過載損壞或影響其他輸入口的信號質量。5) plc 采用繼電器輸出，每個輸出點額定控制容量為ac250v ， 2a 。表 1 和表 2 分別為廢水處理系統plc 輸入和輸出接口功能表。表 1 sbr 廢水處理系統plc 輸入接口功能表序號工位名稱文字符號輸入口1 污水池高水位開關信號h1 x000 2 污水池低水位開關信號l1 x001 3 清水池高水位開關信號h2 x002 4 清水池低水位開關信號l2 x003 5 中水

14、箱高水位開關信號h3 x004 6 中水箱低水位開關信號l3 x005 7 起動按鈕（綠色）sb1 x006 8 停止按鈕（紅色）sb2 x007 9 旋鈕開關（自動）sb3-1 x010 10 旋鈕開關（手動）sb3-2 x011 11 手動開電動閥旋鈕開關sb4 x012 12 手動關電動閥旋鈕開關sb5 x013 13 1# 清水泵手動旋鈕開關sb6 x014 14 2# 清水泵手動旋鈕開關sb7 x015 15 電動閥門開起限位開關sq1 x016 16 電動閥門關閉限位開關sq2 x017 17 電動閥電動機故障報警fr0 x020 18 電動機熱保護器報警ka1 x021 19 曝

15、氣風機手動旋鈕開關sb8 x022 20 輸入點備用x023 x027 ? 表 2 sbr 廢水處理系統plc 輸出接口功能表序號工位名稱文字符號輸入口1 1# 清水泵接觸器km1 y000 2 2# 清水泵接觸器km2 y001 3 污水池高水位紅色指示燈hl7 y002 4 污水池低水位綠色指示燈hl8 y003 5 清水池高水位紅色指示燈hl9 y004 6 清水池低水位綠色指示燈hl10 y005 7 中水箱高水位紅色指示燈hl11 y006 8 中水箱低水位綠色指示燈hl12 y007 （續）序號工位名稱文字符號輸入口9 電動閥門開起綠色指示燈hl13 y010 10 電動閥門關閉黃

16、色指示燈hl14 y011 11 開電動閥門接觸器km4 y012 12 關電動閥門接觸器km5 y013 13 電動機熱保護器報警紅色指示燈hl6 y014 14 羅茨風機（曝氣風機）接觸器km3 y015 15 排空電磁閥繼電器ka3 y016 16 上水電磁閥繼電器ka2 y017 17 輸出口備用y020 y027 6) 根據上述設計， 對照主回路檢查交流控制回路、plc 控制回路、 各種保護聯鎖電路、plc控制程序等，全部符合設計要求后，繪制出最終的電氣原理圖。7) 根據設計方案選擇的電氣元件，編制原理圖的元器件目錄表，如表3 所示。表 3 sbr 廢水處理系統元器件目錄表序號文字符

17、號名 稱數量規格型號備 注1 m1 m4 電動機4 y 系列三相交流異步電動機2 fr1fr4 熱繼電器4 jr16b-20/3 參照電動機整定電流3 fu1fu4 熔斷器12 rl1-15 熔體 210a 4 fu5、fu6 熔斷器2 rt16-32x 熔體 2a 5 qf 斷路器1 c45ad 脫扣電流10a 6 tc 隔離變壓器1 bk-100 變比 1：1，ac220v 7 sb1 起動按鈕1 lay37 綠色8 sb2 停止按鈕1 lay37 紅色9 sb3 轉換開關1 lay37-d2 手動 /自動轉換10 sb4sb8 手動開關5 lay37-d2 黑色11 km1 km4 交流

18、接觸器4 djx-9 線圈電壓： ac220v 12 ka1 ka3 中間繼電器3 hh52p 線圈電壓： ac220v 13 hl1 hl15 指示燈15 ad16-22 led 顯示， ac220v 14 ya1 電磁閥1 zct -50a 線圈電壓： ac220v 15 ya2 電磁閥1 zct -15a 線圈電壓： ac220v 16 ya3 電動閥門裝置1 lqa20-1 ac380，60w 17 plc 可編程序控制器1 fx2n-48mr 繼電器輸出(5) plc 控制程序設計1) 程序設計。根據控制要求，建立廢水處理系統控制流程圖，如圖11-5 所示，表達出各控制對象的動作順序，相互間的制約關系。在明確plc 寄存器空間分配，