一種基于plc的mbr污水處理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于PLC的MBR污水處理系統(tǒng)，包括格柵槽、調(diào)節(jié)池、缺氧池、曝氣池、MBR膜池、消毒池以及PLC系統(tǒng)，格柵槽通過(guò)管道與調(diào)節(jié)池相連，調(diào)節(jié)池通過(guò)管道與所述缺氧池相連，缺氧池、曝氣池、MBR膜池一體化依次相連，MBR膜池通過(guò)管道與所述的消毒池相連。PLC控制系統(tǒng)分別與各工藝池內(nèi)的儀表設(shè)備及各進(jìn)出水泵相連，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)處理流程的自動(dòng)化控制。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占地面積小，并且克服了傳統(tǒng)活性污泥法易發(fā)生污泥膨脹的弊端。實(shí)現(xiàn)了對(duì)MBR工藝時(shí)間控制，順序控制的自動(dòng)化。
【專利說(shuō)明】
一種基于PLG的MBR污水處理系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于PLC的MBR污水處理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]MBR為膜生物反應(yīng)器(Membrane B1-Reactor)的簡(jiǎn)稱，是一種將膜分離技術(shù)與生物技術(shù)有機(jī)結(jié)合的新型水處理技術(shù)，它利用膜分離設(shè)備將生化反應(yīng)池中的活性污泥和大分子有機(jī)物截留住，省掉二沉池。膜-生物反應(yīng)器工藝通過(guò)膜的分離技術(shù)大大強(qiáng)化了生物反應(yīng)器的功能，使活性污泥濃度大大提高污泥停留時(shí)間(SRT)可以分別控制及水力停留時(shí)間(HRT)0
[0003]現(xiàn)有的MBR工藝流程冗長(zhǎng)繁瑣且自動(dòng)化程度較低，操作控制復(fù)雜，對(duì)操作人員要求也較高。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提出一種基于PLC的MBR污水處理系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)MBR污水處理系統(tǒng)的自動(dòng)化控制。
[0005]具體方案如下:一種基于PLC的MBR污水處理系統(tǒng)，包括格柵槽、調(diào)節(jié)池、缺氧池、曝氣池、MBR膜池、消毒池以及PLC系統(tǒng)，所述的格柵槽通過(guò)管道與調(diào)節(jié)池相連，所述的調(diào)節(jié)池通過(guò)管道與所述缺氧池相連，所述的缺氧池、曝氣池、MBR膜池一體化依次相連，所述的MBR膜池通過(guò)管道與所述的消毒池相連，所述的格柵槽內(nèi)設(shè)有格柵，所述的調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)置有潛水排污栗、第一液位計(jì)以及與MBR膜池相連的回流管，所述的缺氧池內(nèi)設(shè)置有潛水?dāng)嚢杵鳎龅钠貧獬卦O(shè)置有第一鼓風(fēng)機(jī)以及曝氣器，所述的MBR池設(shè)置有第二鼓風(fēng)機(jī)、第二液位計(jì)以及膜清洗設(shè)備，所述的格柵槽與調(diào)節(jié)池相連的管道設(shè)置有第一電控閥；所述的調(diào)節(jié)池與缺氧池相連的管道設(shè)置有第二電控閥；所述的缺氧池出水口設(shè)置有第三電控閥；所述的曝氣池出水口設(shè)置有第四電控閥;所述的MBR膜池與消毒池相連的管道設(shè)置有第五電控閥;所述的PLC系統(tǒng)分別與所述的第一電控閥、第二電控閥、第三電控閥、第四電控閥以及第五電控閥相連，所述PLC系統(tǒng)所述的PLC系統(tǒng)分別與所述第一液位計(jì)、第二液位計(jì)相連。
[0006]其中，所述的PLC系統(tǒng)包括上位機(jī)以及PLC控制器。
[0007]進(jìn)一步的，所述的上位機(jī)為人機(jī)界面。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型無(wú)需二沉池，工藝設(shè)備集中，可去除氨氮及難降解有機(jī)物，實(shí)現(xiàn)了高效的固液分離，出水水質(zhì)優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定，剩余污泥產(chǎn)量少，占地面積小，并且克服了傳統(tǒng)活性污泥法易發(fā)生污泥膨脹的弊端。實(shí)現(xiàn)了對(duì)MBR工藝時(shí)間控制，順序控制的自動(dòng)化。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是本實(shí)用新型的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖2是本實(shí)施例PLC系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011 ]現(xiàn)結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0012]參閱圖1，本實(shí)用新型的污水處理工藝流程如下:污水—格柵槽—調(diào)節(jié)池—缺氧池—曝氣池—MBR膜池—消毒池—達(dá)標(biāo)排放，MBR膜池—污泥脫水—消毒后作為危廢外運(yùn)。
[0013]本實(shí)施例中，格柵槽內(nèi)安裝格柵，格柵主要用來(lái)攔截污水中的大塊漂浮物，以保證后續(xù)處理構(gòu)筑物的正常運(yùn)行及有效減輕處理負(fù)荷，為系統(tǒng)的長(zhǎng)期正常運(yùn)行提供保證。格柵選用不銹鋼格柵，規(guī)格600mmX 1000柵條間隙為15mm。柵渣需定期清理，可作垃圾處理。
[0014]本實(shí)施例中，由于進(jìn)入調(diào)節(jié)池的水質(zhì)、水量不一樣，因此為使處理系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定地運(yùn)行，同時(shí)調(diào)節(jié)水量和均化水質(zhì)，設(shè)計(jì)有MBR膜池一調(diào)節(jié)池的回流管，調(diào)節(jié)池的設(shè)計(jì)有效容積能夠滿足每天的處理要求。調(diào)節(jié)池內(nèi)置潛污栗及回流措施，以保證一定的額定流量提升至后續(xù)生物處理系統(tǒng)，減少水量對(duì)系統(tǒng)的沖擊負(fù)荷。同時(shí)為保證調(diào)節(jié)池內(nèi)不沉積污物，設(shè)置潛水?dāng)嚢杵鬟M(jìn)行攪拌。調(diào)節(jié)池采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，埋地設(shè)置，設(shè)計(jì)有效水深為3.0m。
[0015]本實(shí)施例中，污水進(jìn)入缺氧池，同時(shí)進(jìn)入的還有膜池的回流污泥。缺氧池的首要功能是脫氮，反硝化菌利用污水中的有機(jī)物作為碳源，將膜池回流污泥中帶入的大量N03-和N02-還原為N2并釋放到空氣中，BOD濃度繼續(xù)下降，N03-濃度也大幅度下降。池內(nèi)設(shè)潛水?dāng)嚢杵?。缺氧池采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，埋地設(shè)置，設(shè)計(jì)有效水深為3.3m。
[0016]本實(shí)施例中，在曝氣狀態(tài)下中大量繁殖的活性污泥中微生物以及硝化菌群、磷細(xì)菌，降解或吸附水中含碳、氨氮、磷有機(jī)污染物質(zhì)，以達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。池內(nèi)設(shè)置管式橡膠微孔曝氣器，具有良好的氧轉(zhuǎn)移率。曝氣池采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，埋地設(shè)置，設(shè)計(jì)有效水深為3.3m。
[0017]本實(shí)施例中，MBR膜池利用膜對(duì)生化反應(yīng)池內(nèi)的含泥污水進(jìn)行過(guò)濾，實(shí)現(xiàn)泥水分離。一方面，膜截留了反應(yīng)池中的微生物，使池中的活性污泥濃度大增加，達(dá)到很高的水平，使降解污水的生化反應(yīng)進(jìn)行得更迅速更徹底，另一方面，由于膜的高過(guò)濾精度，保證了出水清澈透明，得到高質(zhì)量的產(chǎn)水。膜池設(shè)置MBR膜組件系統(tǒng)及配套的出水、反洗、清洗、吹掃等系統(tǒng)。MBR膜區(qū)內(nèi)的吹掃(曝氣)有兩個(gè)用途，一是用于膜組件周圍的氣水振蕩，保持膜表面清潔，二是為提供生物降解所需要的氧氣。通過(guò)膜的高效截留作用，全部細(xì)菌及懸浮物均被截流在曝氣池中，可以有效截留硝化菌，使硝化反應(yīng)順利進(jìn)行，有效去除氨氮；同時(shí)可以截留難于降解的大分子有機(jī)物，延長(zhǎng)其在反應(yīng)器中的停留時(shí)間，使之得到最大限度的降解。剩余污泥通過(guò)膜池剩余污泥栗定期排出，可控制系統(tǒng)內(nèi)活性污泥的濃度。膜池采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，埋地設(shè)置，設(shè)計(jì)有效水深為3.3m。
[0018]本實(shí)施例中，經(jīng)膜過(guò)濾的出水尚有一部分病毒不能被去除，出水再經(jīng)消毒(紫外線消毒器或是二氧化氯消毒器裝置)即可達(dá)標(biāo)回用，本工程采用紫外線消毒。消毒后的水通過(guò)接觸消毒池排往市政污水管網(wǎng)。消毒池采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，埋地設(shè)置，設(shè)計(jì)有效水深為3.5m。膜池的剩余污泥經(jīng)污泥栗抽吸至疊螺機(jī)壓縮水分，定期抽吸、壓榨、外運(yùn)，由于膜生物反應(yīng)器工藝產(chǎn)生的污泥較少，3個(gè)月或半年抽吸一次即可。
[0019]參閱圖2，本實(shí)施例中PLC系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)圖，PLC系統(tǒng)包括PLC(可編程控制器)以及上位機(jī)HMI (人機(jī)界面)，其中污水處理系統(tǒng)內(nèi)包括調(diào)節(jié)池及MBR膜池內(nèi)的液位計(jì)組成儀表系統(tǒng)，儀表系統(tǒng)由各種傳感器和變送器組成。變送器的標(biāo)準(zhǔn)直流信號(hào)(或電壓信號(hào))首先送至PLC，然后PLC根據(jù)各儀表系統(tǒng)返回的參數(shù)，根據(jù)液位計(jì)各參數(shù)以及時(shí)間參數(shù)，PLC控制與其相連的各工藝池中的進(jìn)水栗、出水栗以及鼓風(fēng)機(jī)清洗設(shè)備進(jìn)行工作。
[0020]本實(shí)施例中的工藝設(shè)備的控制分為兩級(jí):
[0021]第一級(jí)是PLC根據(jù)預(yù)定控制程序和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，實(shí)行自動(dòng)控制，無(wú)需人為干預(yù)(自動(dòng));PLC控制說(shuō)明如下:
[0022]1、調(diào)節(jié)池的污水液位達(dá)到高水位(由液位計(jì)控制)，潛水栗I臺(tái)開始工作，水位低是自動(dòng)停栗(由液位計(jì)控制);
[0023]2、調(diào)節(jié)池的污水經(jīng)膜前格柵過(guò)濾后進(jìn)入缺氧池，缺氧池內(nèi)的攪拌器工作，攪動(dòng)缺氧池內(nèi)的污水;再順流入好氧池，經(jīng)生化鼓風(fēng)機(jī)氣流，使微孔曝氣器開始工作，經(jīng)一定的時(shí)間停留，增強(qiáng)氧的利用率，分解微生物；
[0024]3、好氧池的水位達(dá)到高位時(shí)，膜進(jìn)水栗開始抽水往膜池，待膜池的液位達(dá)到一定高位后(必須水位超過(guò)MBR膜組架1.0米高度)，膜出水栗開始生產(chǎn)出水，同時(shí)啟動(dòng)紫外線消毒裝置，再次對(duì)污水中的各類微生物進(jìn)行消毒處理；
[0025]4、紫外線消毒器排出的水進(jìn)入接觸消毒池，經(jīng)過(guò)接觸消毒池沉淀過(guò)后進(jìn)入標(biāo)準(zhǔn)排放口，在標(biāo)準(zhǔn)排放口進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)，合格后排入市政污水管網(wǎng)。(二氧化氯發(fā)生器作為備用消毒裝置，和紫外線消毒裝置交替使用)。
[0026]5、MBR膜的吹掃和清洗:
[0027]通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)鼓氣，空氣吹掃一般每隔8-12分鐘停止產(chǎn)水，維持空氣吹掃I分鐘；吹掃空氣引起水流及膜絲的波動(dòng)，通過(guò)引起擺動(dòng)和污染顆粒的剝落來(lái)達(dá)到清洗膜的目的。最大吹掃空氣流量一般吹氣量在2-5(m3/.hr片膜)，可以降低能耗，提高吹掃效果。
[0028]在線化學(xué)清洗，化學(xué)清洗可以將特殊的化學(xué)溶液有集水口反向通過(guò)膜組件到膜池一側(cè)，也可以通過(guò)藥劑侵泡的在線清洗過(guò)程?；瘜W(xué)清洗除去了沉積膜表面的細(xì)菌和溶解有機(jī)顆粒，因此可以恢復(fù)TMP。在進(jìn)行化學(xué)清洗時(shí)，過(guò)濾處于停止?fàn)顟B(tài)。實(shí)現(xiàn)清洗的設(shè)備包括PAM清洗罐、化學(xué)品加藥桶和計(jì)量栗，計(jì)量栗可以控制流量，且適合抽送化學(xué)品溶液。
[0029]—般化學(xué)清洗應(yīng)該至少每3個(gè)月進(jìn)行一次，但也可以根據(jù)過(guò)濾過(guò)程可以在3-12周的范圍內(nèi)變動(dòng)。這個(gè)周期可經(jīng)過(guò)在線檢測(cè)TMP與操作通量確定，一般TMP增加量>20KPa就可以必須化學(xué)清洗，在大通量運(yùn)行時(shí)清洗必須頻繁，清洗的時(shí)間需30-90分鐘。
[0030]美能膜推薦以下化學(xué)清洗的程序:
[0031]a、溶液1: 100-500ppm有效氯的次氯酸鈉；
[0032]b、溶液 2: 0.5_2%ppm 檸檬酸；
[0033]c、清洗用量:0.2-lL/m2膜元件+清洗管道體積。
[0034]第二級(jí)手動(dòng)控制，當(dāng)把相應(yīng)控制柜上的“手動(dòng)/自動(dòng)”選擇開關(guān)打到“手動(dòng)”時(shí)，各設(shè)備實(shí)現(xiàn)手動(dòng)操作。手動(dòng)控制優(yōu)先級(jí)最高，此時(shí)，PLC控制被屏蔽，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可在就地控制箱或控制柜上實(shí)現(xiàn)開、停等人工操作。此種模式主要是用在設(shè)備安裝階段的單臺(tái)調(diào)試或PLC故障時(shí)的操作。
[0035]本實(shí)施例中上位機(jī)，主要用于與PLC控制器數(shù)據(jù)同步顯示及操作；將PLC控制器的邏輯語(yǔ)言表達(dá)成文字圖像，使操作人員對(duì)設(shè)備操作一目了然。上位機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)連接到PLC控制器，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)和PLC控制器的數(shù)據(jù)交換，從而實(shí)現(xiàn)通過(guò)上位機(jī)進(jìn)行整條生產(chǎn)線的操作，生產(chǎn)線上各個(gè)設(shè)備的各種狀態(tài)及數(shù)據(jù)集成到上位機(jī)上顯示。通過(guò)上位機(jī)的時(shí)間參數(shù)設(shè)置可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)和栗的定時(shí)啟動(dòng)或停止，實(shí)時(shí)觀察污水參數(shù)測(cè)量值和設(shè)備狀態(tài)測(cè)量值，并通過(guò)設(shè)定值由PLC控制器來(lái)實(shí)施風(fēng)機(jī)和栗的運(yùn)行時(shí)間，最終滿足水質(zhì)達(dá)標(biāo)，本實(shí)施例中的上位機(jī)為MM(人機(jī)界面)，其與PLC連接，以實(shí)現(xiàn)PLC的顯示及觸屏控制操作，自動(dòng)檔位時(shí)，按自動(dòng)開機(jī)，則按如下流程進(jìn)行運(yùn)行:開啟原水栗，污水可以進(jìn)入集水池，當(dāng)集水池的液位非低液位狀態(tài)時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)提升栗，開始往膜池送水，同時(shí)，攪拌器依觸摸屏上的時(shí)間設(shè)置開始工作，風(fēng)機(jī)也按HMI上時(shí)間設(shè)備啟動(dòng)，至此，自動(dòng)控制準(zhǔn)備就緒。各電機(jī)自動(dòng)根據(jù)液位高低做相應(yīng)的開啟和停止動(dòng)作。具備產(chǎn)水，反洗，和化學(xué)清洗的條件。風(fēng)機(jī)按時(shí)間啟動(dòng)后，且膜池處于非低液位狀態(tài)下，打開產(chǎn)水進(jìn)閥和產(chǎn)水出閥，啟動(dòng)產(chǎn)水栗，開始進(jìn)行產(chǎn)水的過(guò)程。這個(gè)過(guò)程做間歇時(shí)間控制，運(yùn)行到指定時(shí)間后，打開反洗進(jìn)水閥和出水閥，開始進(jìn)行反洗的過(guò)程。反洗指定時(shí)間后，重新開始產(chǎn)水過(guò)程。如此循環(huán)運(yùn)行。當(dāng)壓差超過(guò)負(fù)設(shè)定值(參數(shù)界面中設(shè)軒)，或設(shè)備連續(xù)運(yùn)行指定時(shí)間后，則開啟化學(xué)清洗閥，停止產(chǎn)水栗，I秒鐘后，開啟化學(xué)栗，開始化學(xué)清洗過(guò)程，化學(xué)清洗時(shí)間到達(dá)后，開啟反洗閥，關(guān)閉化學(xué)清洗栗，I秒鐘后開啟反洗栗，運(yùn)行10分鐘反洗。反洗工作結(jié)束后，重新進(jìn)入產(chǎn)水過(guò)程。如此循環(huán)運(yùn)行。當(dāng)點(diǎn)擊停止按鈕時(shí)，系統(tǒng)會(huì)停止產(chǎn)水栗和產(chǎn)水閥，進(jìn)行最后一次反洗，反洗結(jié)束后，停止所有電機(jī)及閥門，系統(tǒng)恢復(fù)為手動(dòng)檔位。當(dāng)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)有緊急情況時(shí)，按下控制柜上的急停按鈕，PLC停止輸出，所有電機(jī)及閥門關(guān)閉。緊急情況解除后，復(fù)位急停按鈕，系統(tǒng)回到手動(dòng)狀態(tài)，確認(rèn)具體正常生產(chǎn)條件后，選擇自動(dòng)開啟，繼續(xù)生產(chǎn)。
[0036]本領(lǐng)域的的相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)該知道，其他的上位機(jī)如計(jì)算機(jī)對(duì)HMI進(jìn)行替代也是可行的，相比計(jì)算機(jī)，HMI體積小安裝方便，耗電量少且易于操控，因此本實(shí)施例中采用HMI作為上位機(jī)對(duì)PLC進(jìn)行控制。
[0037]盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案具體展示和介紹了本實(shí)用新型，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細(xì)節(jié)上可以對(duì)本實(shí)用新型做出各種變化，均為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于PLC的MBR污水處理系統(tǒng)，其特征在于:包括格柵槽、調(diào)節(jié)池、缺氧池、曝氣池、MBR膜池、消毒池以及PLC系統(tǒng)，所述的格柵槽通過(guò)管道與調(diào)節(jié)池相連，所述的調(diào)節(jié)池通過(guò)管道與所述缺氧池相連，所述的缺氧池、曝氣池、MBR膜池一體化依次相連，所述的MBR膜池通過(guò)管道與所述的消毒池相連，所述的格柵槽內(nèi)設(shè)有格柵，所述的調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)置有潛水排污栗、第一液位計(jì)以及與MBR膜池相連的回流管，所述的缺氧池內(nèi)設(shè)置有潛水?dāng)嚢杵?，所述的曝氣池設(shè)置有第一鼓風(fēng)機(jī)以及曝氣器，所述的MBR池設(shè)置有第二鼓風(fēng)機(jī)、第二液位計(jì)以及膜清洗設(shè)備，所述的格柵槽與調(diào)節(jié)池相連的管道設(shè)置有第一電控閥；所述的調(diào)節(jié)池與缺氧池相連的管道設(shè)置有第二電控閥；所述的缺氧池出水口設(shè)置有第三電控閥；所述的曝氣池出水口設(shè)置有第四電控閥;所述的MBR膜池與消毒池相連的管道設(shè)置有第五電控閥;所述的PLC系統(tǒng)分別與所述的第一電控閥、第二電控閥、第三電控閥、第四電控閥以及第五電控閥相連，所述的PLC系統(tǒng)分別與所述第一液位計(jì)、第二液位計(jì)相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述的PLC系統(tǒng)包括上位機(jī)以及PLC控制器。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述的上位機(jī)為人機(jī)界面。
【文檔編號(hào)】C02F9/14GK205635287SQ201620483493
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月24日
【發(fā)明人】鄭運(yùn)鴻, 花自強(qiáng), 張輯
【申請(qǐng)人】廈門理工學(xué)院