隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，環(huán)境污染也越來越嚴(yán)重，解決環(huán)境污染研究的課題也越來越受到重視，但仍有部分化工企業(yè)因規(guī)模較小，不重視技術(shù)創(chuàng)新，污水處理系統(tǒng)技術(shù)落后，在污水處理過程中，所有的工作僅憑技術(shù)員的經(jīng)驗(yàn)來完成，不僅會(huì)導(dǎo)致設(shè)備誤動(dòng)作，而且檢測(cè)出的數(shù)據(jù)誤差較大，嚴(yán)重破壞了生態(tài)環(huán)境，威脅到了人們的身心健康。因此，如何進(jìn)行化工企業(yè)污水處理系統(tǒng)的自動(dòng)化改進(jìn)就顯得尤為重要。
一、某化工廠原水參數(shù)及污水處理流程
湖南省某化工廠生產(chǎn)過程所需的原材料種類多，工藝比較復(fù)雜，產(chǎn)生的污水也很多，目前所選取的污水處理系統(tǒng)以人工為主，不僅效率低，而且處理效果較差，嚴(yán)重污染了周圍的生態(tài)環(huán)境。該化工廠的污水處理系統(tǒng)流程見圖1，部分原水參數(shù)見表1。
圖1中，調(diào)節(jié)池的作用是對(duì)水的質(zhì)量和體積進(jìn)行調(diào)節(jié)，池底有穿孔管，通過穿孔管鼓風(fēng)、曝氣來將水中溶質(zhì)進(jìn)行均勻混合;出水口通向pH調(diào)節(jié)池，通過離心泵將出水推送過去;高壓脈沖電凝系統(tǒng)主要處理表面、涂裝污水等;生化集水池的作用是將混凝沉淀池的出水進(jìn)行收集。
二、改進(jìn)原有污水處理系統(tǒng)的思路及方法
2.1 1號(hào)控制站的改進(jìn)
1號(hào)PLC控制站的作用是采集和控制調(diào)節(jié)池、pH調(diào)整池、高壓脈沖電凝床等流程中儀表、設(shè)備的數(shù)據(jù)，
改進(jìn)后的流程見圖2。
圖2中的主要設(shè)備有以下幾部分：一是調(diào)節(jié)池。本化工廠的調(diào)節(jié)池是矩形、地下式，池內(nèi)側(cè)刷有防腐涂層，在出水過程中，使用離心泵將出水送至pH調(diào)節(jié)池。在調(diào)節(jié)池中，有提升泵3臺(tái)，液位計(jì)和液位開關(guān)各1個(gè)。工作時(shí)，使用2臺(tái)泵，1臺(tái)留作備用，以防故障?？刂?臺(tái)泵時(shí)，既可自動(dòng)也可手動(dòng)，既可現(xiàn)場(chǎng)也可遠(yuǎn)程。二是提升泵。流量和量程均能直接影響整個(gè)設(shè)備的生產(chǎn)和傳輸能力。本化工廠控制系統(tǒng)采用的提升泵型號(hào)為25FZB-20L，最大特點(diǎn)是能夠自吸，且泵性能非常穩(wěn)定，易操作，很好地替代了較為笨重的液下泵。三是pH調(diào)整池。該池為地上式，池中有機(jī)械攪拌機(jī)構(gòu)，本系統(tǒng)的pH調(diào)節(jié)池內(nèi)有攪拌機(jī)1臺(tái)、加藥計(jì)量泵2臺(tái)(其中1臺(tái)為備用)、pH計(jì)1套。四是高壓脈沖電凝床。外殼材料絕緣，脈沖供電方式，能在一定時(shí)間內(nèi)將通斷電交替呈現(xiàn)。
2.2 PLC硬件的選用
本系統(tǒng)根據(jù)污水處理的工藝流程特點(diǎn)，選用FX2N-128MR-001型號(hào)PLC，性價(jià)比高，適應(yīng)環(huán)境能力強(qiáng)，可靠性好。結(jié)合功能要求，部分I/O點(diǎn)數(shù)分配情況如表2所示。
本控制功能需用到模擬量輸入模塊。根據(jù)模擬量通道數(shù)，我們?cè)诹粲幸欢ㄓ嗔康幕A(chǔ)上，選用FX2N4AD模塊，該模塊能夠轉(zhuǎn)換4路模擬量到數(shù)字量，分辨率高達(dá)12位(0～4000)?？蛇x模擬值范圍為±10VDC(分辨率為5mV)或4mA～20mA、-20mA～20mA(分辨率為20μA)。本站選用與PLC配套的特殊模塊為FX2N-4AD模塊和FX-485ADP模塊。表3為FX2N4AD模塊BFM分配表。
2.3 PLC程序的引入
工作過程中，如果調(diào)節(jié)池液位介于低液位與高液位之間，則只有1臺(tái)泵運(yùn)行；如果液位位于高液位與超高液位之間，則2臺(tái)泵同時(shí)運(yùn)行;當(dāng)液位低于低液位時(shí)泵停止運(yùn)行；當(dāng)液位位于超高、超低液位時(shí)報(bào)警。流程如圖3所示，控制程序如圖4所示，高壓脈沖電凝床控制過程如圖5所示。
該過程為：首先設(shè)定開關(guān)值，然后啟動(dòng)設(shè)備，再讀取設(shè)定好的時(shí)間值。根據(jù)設(shè)定值，輸出正轉(zhuǎn)信號(hào)時(shí)設(shè)備正轉(zhuǎn)運(yùn)行，輸出反轉(zhuǎn)信號(hào)時(shí)設(shè)備立即反向轉(zhuǎn)動(dòng)，再輸出正轉(zhuǎn)信號(hào)時(shí)又改為正轉(zhuǎn)運(yùn)行，是一個(gè)循環(huán)的過程。程序設(shè)計(jì)如圖6所示。
三、結(jié)語
本文主要對(duì)湖南某化工廠的污水處理系統(tǒng)進(jìn)行了自動(dòng)化改進(jìn)，詳細(xì)介紹了污水處理系統(tǒng)1號(hào)PLC控制站的情況，對(duì)硬件中的部分I/O分配情況做了簡(jiǎn)單介紹，并列舉出部分PLC程序圖。通過改進(jìn)，廠方能夠及時(shí)掌握污水處理過程中的各項(xiàng)參數(shù)，不僅對(duì)本廠的污水處理技術(shù)提升具有實(shí)際意義，而且對(duì)其他企業(yè)進(jìn)行污水處理環(huán)節(jié)的改進(jìn)具有一定的借鑒作用。( >
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