常州工学院电子信息与电气工程学院毕业设计说明书
全氧化的反应，能达到去除一半以上的微生物。B段污泥处理方法与常规去污泥法类似，对污泥的负荷比较低。AB法中A段中去除污泥的效率比较高，缓冲能力也比较强。B段的作用是在出水时检验，对污泥的处理比较好。对于浓度比较高的工业污水的处理，AB法被广泛运用，并能节约能源，提高经济效益。尤其在采用污泥消除和利用沼气的工艺时，最能突出优势。但是，AB法的缺点就是产生的污泥较多，A段污泥中含有很多的有机物高，因此必须建立污泥有机物处理的工艺，然而这样投资费用就会增加，增加了不必要的经济损失。而且，由于微生物在A段消除的比较多，使得碳的消耗量增加，导致了碳资源的利用增多，从而对脱氮大的要求难以实现。对于污水浓度低的场合，B段也比较难于发生作用，也难以发挥本身的优势。
总体而言，AB法工艺较适合于浓度高的污水，且具有污泥硝化等后续处理设施的大中规模的城市工业污水处理厂，且有明显的节能效果，而对于有脱氮要求的城市工业污水处理厂，一般不宜采用。
2.2 本设计污水处理工艺
SBR是间歇式活性污泥法，是一种使用曝气机间接释放曝气的方式来处理活性污泥的技术。SBR处理与其他的污水处理方式不同的是，SBR技术是依靠时间的分割的方式，而传统的污水处理工艺是采用的空间分割的操作方式，不稳定的生化反应和理想的静置沉淀替代稳态生化反应和传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行时，保持有序和间歇操作，SBR处理工艺的主要部分是SBR反应池，该池集均化、初次沉淀、生物降解、二次沉淀等功能于一池的无污泥回流系统。正是SBR工艺这些特殊性使其具有以下特点：
1、理想的推流过程使生化反应动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于不断交替状态，生化反应进行得更加彻底，净化效果好。
2、运行效果好，污水在静止的状态下沉淀下来，所需要时间短、污水处理效率高，出水水质好。
3、 耐冲击负荷，池内一般都有有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，处理水能有效抵抗水量和有机污染物的冲击。
4、污水处理的各过程可根据污水的质量和污水的体积进行快速有效大的调整，运行灵活快速。
5、SBR处理池的处理设备较少，构造简单，便于进行日常的操作和管理。 6、反应池内有氧和微生物的浓度比较大，能够有效控制活性污泥的增多。 7、SBR法系统本身也适合于与其他系统的结合式构造方法，有利于很好地建立污水处理厂，适应其他的污水处理系统。
8、脱氮除磷，能够在一定程度上控制好运行的方法，实现好氧、缺氧、厌氧三种
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第二章 污水处理系统的工艺介绍 状态的交替，脱氮除磷具有很好的效果。
9、工艺流程简单、造价低。主体设备简单，可单独使用，无需沉淀池，除污池。占地面积小，投资费用低。
由于上述技术特点，SBR系统拓展了活性污泥法的使用范围。就SBR系统近期的技术条件而言，SBR系统更适合以下情况：中小城镇生活污水和厂区，工矿企业的工业废水，尤其是间歇不定期排放和污水排量变化较大的地方；需要较高出水水质的地方，不但要去除有机物，还要实现水中除磷脱氮的作用，防止生态旅游景区河湖富营养化；最后就是水资源紧缺的地方，要通过污水系统的处理排出的废水可以循环使用。SBR系统可在生物处理后进行物化反应处理，不需要增加设施，减少了经济损失，便于水的回收利用。
本系统主要设有格栅池，调节池，SBR反应池和除盐池四个池，格栅池的作用主要是除渣，也就是简单的去除的大块的杂质，调节池的作用主要是调节水质和水量，SBR反应池的作用主要是脱磷，脱氮，除盐池的作用是检测盐的浓度，最后确保污水的安全排放。
本文所研究的污水处理流程如图2-1所示
污水格栅池(除渣)调节池（水质，水量）SBR反应池（脱磷，脱氮）除盐池（检测盐浓度）图2-1 污水处理流程图
出水
2.3 本章小结
本章内容主要介绍了各种污水的处理工艺，并详细介绍了本课题污水处理工艺，及其流程图。本次污水处理的主要工艺是SBR法，是按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，能进一步处理生化反应，更好地处理各种有害物质。
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第三章 污水处理系统的控制方案 第三章 污水处理系统的控制方案
3.1 污水处理系统的控制形式
最开始大家多采用继电器—接触器控制系统，但随着社会以及电子技术的快速发展，控制要求不断精密，此类控制方法已经完全不能满足工业污水处理系统的控制要求，所以逐渐被DCS、现场总线控制、PLC等控制方式所取代。
（1）DCS系统。DCS是集散控制系统的简称，又称为分布式计算机控制系统，是由计算机技术、信号处理技术、测量控制技术、通信网络技术等技术相互作用形成的。由计算机和现场终端组成，通过网络将现场控制站、检测站和操作站、控制站等多种设备连接起来，完成控制的分散分类和集中操作、集中管理的功能，适用于平时的生产过程，可提高生产自动化水平和管理水平，其主要特点如下：采用分级分布式控制，减少了系统的信息传输量，使系统应用程序比较简单。实现了真正的分散控制，使系统的危险性分散，可靠性提高。扩展能力较强。软硬件资源丰富，可适应各种要求。实时性好，响应快。
（2）现场总线控制系统。现场总线控制系统是由DCS控制系统和PLC控制系统发展而来的，是立足于现场总线的自动控制系统。该系统的数据传输是依靠在智能设备和计算机间的数据的传输和交换，智能设备间的通讯原则依据公开和规范的原则。通过现场总线的控制，从而实现控制和管理结合的控制系统，其优点：可以用计算机丰富的软件、硬件资源。响应快，实时性好。通信协议公开，不同产品可互连。
（3）PLC系统。PLC是可编程逻辑控制器的简称，它是用来控制处理系统的，能够实现控制系统所要完成的控制要求，其上位机可依靠计算机，计算机通过网络与PLC连接，并依靠PLC和计算机对生产过程进行实时监控，其特点如下：编程方便，开发周期短，维护容易。通用性强，使用方便。控制功能强。模块化结构，扩展能力强。
3.2 控制方案的确定
1 DCS系统与PLC系统的比较
DCS系统的缺点：（1）1对1结构。1台仪表，1对传输线，单向传输1个信号。这种结构造成接线庞杂、工程周期长、安装费用高、维护困难。（2）可靠性差。模拟信号传输不仅精确度低，且易受干扰。为此采用各种措施提高抗干扰性和传输精确度，其结果是增加了成本。（3）失控状态。操作员在控制室既不了解现场模拟仪表的工作状况，也不能对其进行参数调整，更不能预测事故，导致操作员对其处于失控状态。因操作员不能及时发现现场仪表故障，而发生事故已屡见不鲜。（4）互操作性差。不同品牌仪表无法互换。
而PLC系统的可靠性高，所有的I/O输入输出信号均采用光电隔离，各模块均采用屏蔽措施，以防止噪声干扰，采用性能优良的开关电源。为了适应各种工业控制需
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要，除了单元式大的小型控制器以外，绝大多数控制器均采用模块化结构。控制器的各个部件由机架及电缆将各模块连接起来，系统大的规模和功能可根据用户的需要自行组合。
2 现场总线控制系统与PLC系统的比较x
现场总线控制系统的缺点：(1)总线切断后，系统有可能产生不可预知的后果。(2)在防爆应用中，现有防爆规定限制总线长度和总线上所挂设备数量，同时也限制了现场总线节省线缆优点的发挥。(3)系统组态参数过于复杂，不易掌握，而其设定的好坏对系统性能影响很大。
PLC系统可以在各种工业环境下直接运行，使用时只需将现场的各种设备与PLC相应的I/O端相连接，即可投入运行，各种模块上均有运行和故障指示装置，便于用户了解运行情况和查找故障。
所以，综上所述，本文所选用的系统为PLC系统。
3.3 本设计的总体设计方案
本污水处理系统采用的可编程控制器为三菱FX2N型。控制系统的结构框图如下所示。框图中的各设备可以在集中控制室内控制。通过液位的高度来控制格栅池，调节池和反应池的运行，通过液位的高度以及余氯仪所反馈的盐浓度来控制除盐池的运行。
触摸屏格栅池运行调节池运行液位高度传感器可编程逻辑控制器PLC反应池运行除盐池运行
余氯反馈值FX2N-4AD图3-1 控制系统结构框图
3.4 本章小结
本章内容主要介绍了常用的几种控制方式：DCS系统，现场总线控制系统，PLC系统，并根据PLC系统的优点最终确定本设计所选用PLC的控制系统。并简要介绍了PLC系统，PLC系统的工作原理及设计步骤。
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第四章 硬件的设计 第四章 硬件的设计
4.1 污水处理的组成部分
4.1.1 格栅池
生活污水中含有大量的废渣，如果不经处理直接排入河中，不仅污染环境，而且会提高河床高度，阻塞河道。
除渣系统主要由格栅完成。
格栅池内的格栅是由平行的金属栅条构成的,一般都是倾斜地放在污水渠道中,用来拦截污水中的大块废弃物,如生活垃圾，大块工业垃圾等,加入格栅池以防止阀门、管道以及污水处理设备的刮伤或者损坏。污水流过格栅池的速度越慢，则说明拦截污染物的效果越好。但是流过格栅池的速度越缓慢也极易造成流过格栅池的水流激增，以及格栅池钱污泥的堆积。因此，污水流过格栅池应根据污水中污染物的组成，含有污泥污砂的成份以及格栅池中格栅条之间的间距来确定格栅池的速度。格栅池的作用是既要满足除渣要求，又要满足后续水处理构筑物及设备的要求。
格栅除污机的工作原理：格栅除污机是由一种耙齿配成一组回转格栅链，在电机减速器的驱动下，耙齿进行逆水流方向回转运动；当耙齿链运动到设备的上部时，由于槽轮和弯轨的导向，使每组耙齿之间产生相对运动，绝大部分固体物质靠重力落下，另一部分则依靠清扫器的反向运动把粘在耙齿上的杂物清刷干净。
图4-1 格栅除污机图
本系统设有液位报警模块，由液位计来测量格栅池内的水位，当格栅池内的水位超过给定的界限时，报警器发出报警，同时，系统停止工作。工作人员应及时清查问题所在，当该问题解决后，系统重新投入运行。
格栅池中包含格栅池进水电机、排污泵和液位计。
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基于PLC的污水处理系统的设计
