SBR在污水处理工艺的控制系统设计

●应用技术

SBR在污水处理工艺的控制系统设计

郭永君

（太原理工天成电子信息技术有限公司，山西太原，030006）

摘要：文章详细分析了SBR氧化沟工艺在污水处理方面的应用，对系统的组成、结构进行了全

面的介绍。

关键词：污水处理；SBR；PLC中图分类号：X703

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概述

某集团污水处理厂设计日处理能力5000m3，采用SBR氧化沟工艺作为主处理工艺。根据技术要求对自动控制系统的性能与功能要求，全厂自控采用计算机监控系统，由控制室和3个PLC测控站组成，控制室内设有一个操作站。测控分站设有PLC柜及触摸式操作屏1个，与监控计算机通过光纤工业以太网互相连接，接入全厂计算机控制系统，并充分考虑了今后远期工程需要，为系统的扩展和其他设备的接入作了充分的准备。1.1

SBR法工艺流程

SBR工艺是一种间歇（批式）处理污水的工艺技术，它采用单个反应池通过时间序列来完成进水、反应、沉淀、排水、闲置等功能。

在SBR池进水阶段，利用污水进水中所含有机碳源，将上一批反应排水后残留在池内污水中的盐氮予以还原，经过一段时间后，开始曝气，在含碳有机物被氧化的同时，先后进行氧化和硝化反应，曝气结束后进行沉淀，然后将上部澄清液排出，并保留部分处理后污水供下一周期反硝化反应。

对于SBR污水处理工艺，管理控制可分为两个层次，它与连续流不同，处理操作需要开、关反应池进水阀门，在预定的进水时间内，根据反应池的充满程序，确定启、停鼓风机、滗水器等一系列操作，这些均需PLC来控制。另外，由于季节变化污水量少、水质浓度的变化，处理效果需要通过调整周期内时间配置来调节。SBR法工艺处理污水中有机物的机理与普通活性污泥法工艺相同，不同之处是SBR法工艺处理污水是在一个反应池中周期进行，即将原普通活性污泥法工艺中的调节池、初沉池、曝气池和二沉池并为一个池作反应池进行周期处理，省去了污泥回流系统等，操作简单。SBR法工艺处理周期由进水、反应（曝气）、沉淀、滗水和闲置5个过程组成，在沉淀时，SBR法一改其他生化处理工艺在流动状态下的沉淀，是完全静止的沉淀，沉淀效率

作者简介：郭永君，男，1975年6月出生，1998年毕业于太原冶金工业学校，助理工程师，030006，山西省太原市

收稿日期：2009-04-24

文献标识码：A

文章编号：1004-29（2009）05-0133-02

高，经处理后的水通过SBR法工艺中的关键部件滗水器自动排水。上述5个过程周而复始，按顺序循环进行。

SBR反应池的控制主要包括：①按时间控制进水闸门；②按时间控制进气电动蝶阀；③按时间控制出水滗水器；④按时间控制水下推流器；⑤按时间控制排泥闸门；⑥采集池内溶氧、水位值；⑦采集反应池内设备的运行工况及故障报警信号。

SBR工艺通常严格按时间进行程序控制：①本控制系统严按顺序工作。②允许在工作过程中任意进行遥控、格按照时序、

自控切换且不影响工作时序。

时间控制程序是根据对SBR反应池的5个运行阶段所需要的时间进行自动控制。该方法不是根据污水的水质变化来改变曝气时间、沉淀某些运行参数进行自适应控制。对于进水时间、

时间、排水时间及闲置时间均可由上位机设定。SBR反应池的各段工艺过程及其执行时间均严格按时序进行，每个反应池的任但均何设备均可通过电气柜上的手动/自动转换开关改变状态，不能改变PLC所设定的工作时序，并且一旦切入自动状态后便进入PLC所设定的时序。在自动状态下，操作人员在中心控制室可以通过人机界面实现远程遥控操作。现场设备的工作状态均送上位机显示。

工艺操作系统：

（1）首先进水，开启进水电动阀门，同时给出信号，进水泵准予启动。

（2）反应池液位上升至某一设定值时，启动水下搅拌器。（3）反应池内液位达到设定最高值时，关闭进水电动阀门。（4）鼓风机开启受几个因素制约：一是时间，时间控制主要是反硝化搅拌反应需一定时间；二是液位，进水后反应池充满到一定位置再开鼓风机；三是溶氧值，根据溶氧确定开启台数。开启鼓风机的同时，关闭搅拌机。

（5）鼓风机启动台数需根据反应池溶解氧数值来确定。一般采用先同时开启两台风机，当溶解氧到达某一设定值后，可改为一台，继续曝气，直到设定曝气时间结束再停机。也可以通过变频器控制鼓风机的转速，进而调整曝气量，使溶解氧到达某一设定值。

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山西科技SHANXISCIENCEANDTECHNOLOGY1.2

PLC模块

PLC模块我们选择了进口的德国西门子公司的S7—200系列产品构成自动控制系统，其模块化设计结构使得各种单独的模块之间可进行广泛组合，以便于系统功能的扩展。1.3

通讯方式

通讯方式采用工业以太网或RS—485通讯方式，可以方便地进行分布式自动化组态并与其他的控制系统进行通讯，是普遍采用的工业现场总线。1.4

上位组态软件

上位组态软件采用国内有较高知名度的且较成熟的组态软件组态王，其全中文浏览界面，丰富的图素以及开放性完全满足本系统的监控需要。1.5

现场在线仪表

现场在线仪表要能适应污水处理厂的环境条件，长期稳定运行，维护方便，仪表输出信号与PLC兼容，并能现场指示。2

中控室组成

控制室主要组成：一套工业控制计算机；一台A4激光打印机；操作台；UPS电源。33.1

PLC测控分站分站概述

PLC站主要完成：①对进水、粗格栅、污水提升泵房、沉砂池及砂水分离间等工艺设备运行状况参数的采集及根据程序或操②完成SBR生化池、鼓作员的指令控制相关设备的启动与停止；

风机房的设备运行参数的采集与控制。鼓风机的紧急停车、故障停车等设备运行状态信号进PLC以监测鼓风机的工艺状况，为根据溶氧值、污水流量调节鼓风机的出口流量提供了有利条件；③实现污泥调节池、污泥浓缩脱水机和出厂水的信号采集、控制。包括污泥调节池的液位、回流污泥泵流量、剩余污泥泵流量、出厂水流量等信号。

通过现场的选择开关可以实现设备的手动、自动和远控三种状态，以适应在各种工艺指标和设备状况条件下的正常生产、故障、检修等不同的要求。

4.34.13.2

组成

2009年第5期9月20日出版

测控站主要包括现场仪表和控制设备组成。现场控制设备触摸式操作屏、UPS、控制主要由S7—200系列可编程序控制器、柜以及其他控制元器件等组成。4

系统控制功能

将全厂污水处理工艺控制设计为3种方式，即：手动（就地）PLC自动控制；集中远控。控制；

PLC自动控制

该控制方式为主要控制方式。即利用PLC的逻辑控制功能，各分站根据生产工艺的要求，提供设备的自动及关联设备的联动、联锁控制及闭环控制。4.2

手动控制

该控制方式优先级最高。当工艺设备设在现场操作箱或MCC上的“手动/自动”切换开关处于“手动”位置时，PLC的控制信号被屏蔽，现场设备可在操作箱或MCC上实现开、停等人工操作。此时，“手动”状态信号将传至中控室。

当MCC上的“手动/自动”切换开关处于“自动”位置时，设备的全部控制过程交由PLC完成。

中控室控制

通过中控室内监控计算机或现场控制柜上的触摸屏实现远程手动控制，也可以根据工艺要求设定控制程序，实现对整个工艺过程的自动控制。5

监控系统画面组成

污水处理厂工艺流程图：登录画面；控制系统总貌图；历史趋势曲线及棒图；设备状态及参数设定画面；系统报警和报警确认画面；生产数据管理报表；分厂控制画面。

综上所述，该污水处理厂的控制系统软件作了充分考虑，使系统具备了特殊工艺状态下以及设备的启停控制等环节，并可以根据现场的工艺条件及要求，灵活调节各种工艺参数，保证了整个生产过程安全高效、经济实用，将会是一个比较完美的工业控制系统。

ControllingSystemDesignofSBRinSewageTreatment

GuoYongjun

ABSTRACT:ThepaperexplainsindetailtheapplicationofSBRoxidationditchinsewagetreatmentandintroducesthecomposi－

tionandstructureofthesystem.

SBRoxidationditch；PLCKEYWORDS:sewagetreatment；

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