PLC控制ASBR/SBR工藝處理屠宰廢水

摘要:采用ASBR /SBR工藝處理屠宰廢水,并設計了PLC自動(dòng)控制系統。介紹了PLC控制系統的結構(軟、硬件構成) 、主要的控制工藝流程及功能。

關(guān)鍵詞:屠宰廢水; 　ASBR /SBR工藝; 　PLC自動(dòng)控制

廈門(mén)某肉聯(lián)廠(chǎng)是一家生豬屠宰企業(yè),屠宰能力為3 000 頭/d,產(chǎn)生的屠宰廢水為1 800 m3 /d,主要包括: ①牲畜屠宰前的沖洗水; ②燙毛、清洗胴體水;③內臟清洗水; ④車(chē)間地面、器具沖洗水; ⑤圈欄沖洗水。屠宰廢水中含有大量血污、豬毛、油脂油塊、肉屑、內臟雜物、未消化的食料和糞便等污染物,外觀(guān)呈暗紅色,有腥臭味,水質(zhì)水量波動(dòng)大[ 1 ] 。屠宰廢水的COD為1 800～2 200 mg/L, BOD5 為1 000～1 200 mg/L, SS為800～1 000 mg/L, NH3 - N為80～120 mg/L,動(dòng)植物油為150 ～200 mg/L,采用ASBR /SBR工藝處理, 出水水質(zhì)執行GB 8978—1996的一級排放標準。

1　廢水處理流程

由于進(jìn)水管的接口在地下7 m,為了降低土建以及運行費用,選用ASBR /SBR 組合工藝,流程如圖1所示。

經(jīng)過(guò)機械格柵去除大顆粒懸浮物(血塊、碎肉等) ,再經(jīng)過(guò)集水井去除水中少量的砂子,繼而用泵提升到ASBR 池中去除大部分的可生物降解有機物,同時(shí)將難于生物降解的大分子有機物轉化為易于降解的小分子有機物,接著(zhù)進(jìn)入SBR 池,通過(guò)好氧微生物進(jìn)一步去除有機物,最后經(jīng)計量槽計量后排入工業(yè)區污水管網(wǎng)。

ASBR是一種新型高效的厭氧反應器。該工藝能使活性污泥的SRT延長(cháng),使污泥濃度大為增加,從而提高了厭氧反應器的負荷和處理效率,使廢水在反應器內停留時(shí)間縮短,反應器容積得以縮小,這有利于厭氧技術(shù)用于工業(yè)化的廢水處理。ASBR工藝的運行過(guò)程主要分成5個(gè)階段: ①進(jìn)水期,廢水進(jìn)入反應器,由生物氣、液體再循環(huán)攪拌或機械攪拌混勻,進(jìn)水到預先設定的最大液位線(xiàn)為止; ②反應期,通過(guò)厭氧反應使廢水中的有機物轉化為生物氣而得以去除,而厭氧反應所需要時(shí)間由基質(zhì)特征及濃度、要求的出水水質(zhì)、污泥濃度、反應的環(huán)境溫度等參數決定; ③沉降期,停止攪拌讓活性污泥自然沉降,實(shí)現固液分離; ④排水期,固液分離完成后,將上清液排出; ⑤閑置期,反應器閑置并外排剩余污泥,準備進(jìn)入下一循環(huán)周期。由于廢水分批進(jìn)入反應器,故在整個(gè)反應期間反應器中的水量、水位保持不變。

ASBR /SBR工藝是ASBR 與SBR 工藝分別按時(shí)間順序依次完成進(jìn)水期、反應期、沉淀期、排水期和閑置期(或稱(chēng)調整期) 5個(gè)基本階段,整個(gè)工藝流程可以最大限度地保證污泥濃度,不需要單設沉淀池及污泥回流系統。

2　PLC控制系統的結構

2.1　硬件構成

自控系統分為兩級:上位監視級和下位控制級(如圖2所示) 。監視級由1臺研華工控機和1臺打印機組成,實(shí)現對現場(chǎng)工作狀態(tài)的同步監視,并可定時(shí)或隨機打印現場(chǎng)的運行數據�？刂萍売�1臺S7- 300型可編程邏輯控制器( PLC)構成。中央控制室PLC可巡回檢測各工段的工藝和電氣參數,并進(jìn)行相應的處理,完成各自工段工藝設備的過(guò)程控制,并向中央控制室集中監控管理計算機實(shí)時(shí)傳送所需的信息。在中央控制室通過(guò)鼠標式鍵盤(pán)可控制現場(chǎng)主要設備的啟動(dòng)和停止。對生產(chǎn)過(guò)程實(shí)施監測與自動(dòng)控制,可以實(shí)現生產(chǎn)現場(chǎng)的無(wú)人值守和微機化管理,并設有停電記憶功能。

 主要被控制的設備: 4臺羅茨風(fēng)機(機房) 、1臺機械格柵(格柵井) 、3臺污水提升泵(集水井) 、2臺潛水攪拌機(ASBR池) 、8臺電動(dòng)閥門(mén)(ASBR 池2個(gè), SBR池6個(gè)) 、3臺污泥泵( SBR池) 、3套溶解氧儀( SBR池) 、3套潷水器( SBR池) 、6臺超聲波液位計(集水井1臺、ASBR池2臺、SBR池3臺) 。

2.2　軟件構成

PLC控制器的組態(tài)編程采用組態(tài)王和Siemensstep7軟件進(jìn)行,該軟件基于W indows 2000,組態(tài)王
軟件包由TouchMak和TouchView組成。TouchMak為畫(huà)面制作系統,所有界面設計、變量和動(dòng)畫(huà)連接的定義等均在TouchMak完成。TouchView則用于顯示動(dòng)畫(huà)圖形,負責數據庫與服務(wù)程序數據交換,并把變化用動(dòng)畫(huà)表示出來(lái)。

3　PLC控制系統的功能

為提高處理效率,減輕工人的勞動(dòng)強度,保證設備正常運行, PLC控制系統具有生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制、在線(xiàn)監視、故障顯示報警、自動(dòng)生成報表等基本功能。

3.1　生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制

該控制系統的檢測儀表為多種類(lèi)、在線(xiàn)連續檢測,其中包括液位、溶解氧等參數的測量與控制。測量信號經(jīng)過(guò)轉換成4～20 mA信號后送至PLC,再經(jīng)數據處理傳輸至上位機供監視和打印。檢測儀表的控制信號(液位、溶解氧)送至PLC參與系統的邏輯控制。由于屠宰廢水的水質(zhì)、水量波動(dòng)很大,排出的廢水在集水井的停留時(shí)間為0. 5 h,系統設置兩個(gè)AS2BR池,分別為進(jìn)水和反應,間歇操作,可實(shí)現連續進(jìn)水和ASBR池的間歇排水,因此ASBR池兼有調節池和厭氧生物處理的功能。在集水井的液位計、提升泵與ASBR池的電動(dòng)閥門(mén)采用聯(lián)動(dòng)控制,并在兩
個(gè)ASBR池之間設置保護液位,保證系統的水路暢通。ASBR和集水井的水泵聯(lián)動(dòng)控制系統如圖3所示。

在好氧SBR池選用了6308DT在線(xiàn)溶解氧測定儀,根據SBR 池中的溶解氧值控制羅茨風(fēng)機的轉速,節省系統運行的電耗,并將羅茨風(fēng)機、ASBR 到SBR池的電動(dòng)閥門(mén)、潷水器、在線(xiàn)溶解氧儀、污泥泵實(shí)行聯(lián)動(dòng)控制。其控制框圖如圖4所示。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

3.2　在線(xiàn)監視、報警功能

在中控室的計算機屏幕上可以顯示動(dòng)態(tài)的工藝流程圖和子界面,在這些界面上可以顯示現場(chǎng)設備運行狀況、儀表檢測數據和某些重要工藝參數的變化趨勢圖。操作人員可以直接在PC機的屏幕上了解處理系統的工作情況,并可通過(guò)鍵盤(pán)和鼠標對自控系統進(jìn)行干預。

控制系統對生產(chǎn)中出現的負載故障和控制參數越限(如液位超過(guò)上限)有聲光報警功能,以引起操作人員注意,以便及時(shí)采取措施排除故障,使生產(chǎn)恢復正常。

3.3　自動(dòng)生成報表功能

為了將廢水處理情況記錄下來(lái),由計算機控制并通過(guò)打印機根據事先設定的時(shí)間間隔打印一些重要檢測數據和歷史趨勢圖。另外,對報警情況自動(dòng)進(jìn)行記錄,以供運行人員分析參考。

4　結語(yǔ)

由于采用溶解氧和羅茨風(fēng)機的聯(lián)動(dòng)控制,每年可節約風(fēng)機能耗20% ,且SBR池的處理效率穩定。從運行情況來(lái)看,該控制系統完全滿(mǎn)足廢水處理工藝的要求,提高了處理效率,降低了工人的勞動(dòng)強度和運行成本。（廈門(mén)市環(huán)境保護科研所）