1、 第 1 页 共 32 页 1 1 引言引言 水与人的生活息息相关，特别在现代社会生活及生产中人们对水的需求量与日俱 增。然而，水资源是有限的。据报道我国人均拥有淡水量为 2400 吨，为世界平均值的 1/4，在全球 149 个国家（参与统计国家中） ，我国人均淡水资源位居 110 位，属于淡水 资源贫乏的国家。而且我国水资源时空分布极不均衡，全国 500 多个城市缺水，其中多 个严重缺水，北方地区缺水现象尤其严重，人均拥有淡水量仅有 240 吨。令人担忧的是 淡水总量日益减少，用水成本不断升高，淡水的浪费非常严重。我国北方地区水资源的 超采，己形成漏斗地势、水位下降、湖泊干涸、河水断流、生态
2、恶化。淡水资源的短缺 己经成为我国急需解决的问题 1。 中国水资源人均占有量少，空间分布不平衡。随着中国城市化、工业化的加速，水 资源的需求缺口也日益增大。在这样的背景下，废水处理行业成为新兴产业，目前与来 自水生产、供水、排水、中水回用行业处于同等重要的地位。本毕业设计课题为某电 镀厂废水处理电气控制系统设计 ， 我选用的是SBR废水处理系统和PLC相结合的方法 2。 由于 SBR 废水处理系统的核心是 SBR 反应池，该池集均化、初沉、乘务降解、二沉 等功能于一池，无污泥回流系统。正是 SBR 工艺这些特殊性使其具有一下优点： （1）理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、
3、好氧处于交替 状态，净化效果好。 （2）运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水 质好。 （3）耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量 和有机污物的冲击。 （4）工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。 （5）处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。 （6）反应池内存在 DO、B0D5 浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。 （7）SBR 法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。 （8）工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式间歇反应池，无二沉池、污 泥回流系统、调节池、初沉池也可省略、布置紧凑、占地
4、面积省。 由于上述技术特点，SBR 废水处理系统进一步拓宽了活性污泥法的适用范围。根据其技 第 2 页 共 32 页 术条件和特点，SBR 废水处理系统更适合以下情况： （1）中小城镇生活污水和厂矿企业的工业废水，尤其是间歇排放和流量变化 较大的地方。 （2）需要较高出水水质的地方，如风景游览区、湖泊和港湾等，不但要去除 有机物，还要求出水中除磷脱氮，防止河湖富营养化。 （3）水资源紧缺的地方。SBR 系统可在生物处理后进行物化处理，不需要增 加设施，便于水的回收利用。 （4）用地紧张的地方。SBR 污水处理系统占地面积小，有效地节省土地从而 为用地紧张的地方的污水处理提供了有效地解决办法。
5、（5）非常适合处理小水量，间歇排放的工业废水与分散点源污染的治理 3。 第 3 页 共 32 页 2.SBR2.SBR 废水处理控制系统的工艺要求及分析废水处理控制系统的工艺要求及分析 2.1 2.1 设计任务及要求设计任务及要求 2.1.1 设计要求 （1) 控制装置选用 PLC 作为系统的控制核心， 根据工艺要求合理选配 PLC 机型和 I/O 接口。 （2) 可执行手动/自动两种方式，应能按照工艺要求编辑程序并可实时整定参数。 （3) 电动阀上驱动电动机为正、反转双向运行，因此要在 PLC 控制回路加互锁功能。 （4) PLC 的接地应按手册中的要求设计，并在图中表示或说明。 （5) 为
6、了设备安全运行，考虑必要的保护措施，如电动机过热保护、控制系统短路 保护等。 （6) 绘制电气原理图：包括主电路、控制电路、PLC 硬件电路，编制 PLC 的 I/O 接口 功能表。 （7) 选择电器元件、编制元器件目录表。 （8) 绘制接线图、电控柜布置图和配线图、控制面板布置图和配线图等。 （9) 采用梯形图或指令表编制 PLC 控制程序 4。 2.1.2 设计任务 （1）分析 SBR 废水处理工作原理与过程，制定控制方案 （2）绘制工作流程图或顺序功能图 （3）绘制 PLC 的硬件接线图及电气原理图 （4）相关元器件的计算与选型，制定原件明细表与 I/O 分配表 （5） 控制系统硬件设计 （6）控制系统下位机软件设计 （7）控制系统上位机软件设计 （8）控制系统联机统调 2.2 2.2 设计方案设计方案 SBR 废水处理系统由污水处理池、清水池、中水水箱、电控箱以及水泵、罗茨风机、 电动阀门和电磁阀等部分组成，在污水处理池、清水池、中水水箱中分别设置液位开关 组成。SBR 污水处理系统工艺流程图如图 2-1 所示 5。 第 4 页 共 3
