摘要:采用ASBR /SBR工藝處理屠宰廢水,并設(shè)計了PLC自動控制系統(tǒng)。介紹了PLC控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)(軟、硬件構(gòu)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自動控制

廈門某肉聯(lián)廠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(nèi)臟清洗水; ④車間地面、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(nèi)臟雜物、未消化的食料和糞便等污染物,外觀呈暗紅色,有腥臭味,水質(zhì)水量波動大[ 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,動植物油為150 ～200 mg/L,采用ASBR /SBR工藝處理, 出水水質(zhì)執(zhí)行GB 8978—1996的一級排放標(biāo)準(zhǔn)。

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(yùn)行費(fèi)用,選用ASBR /SBR 組合工藝,流程如圖1所示。

經(jīng)過機(jī)械格柵去除大顆粒懸浮物(血塊、碎肉等) ,再經(jīng)過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(jī)物,同時將難于生物降解的大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為易于降解的小分子有機(jī)物,接著進(jìn)入SBR 池,通過好氧微生物進(jìn)一步去除有機(jī)物,最后經(jīng)計量槽計量后排入工業(yè)區(qū)污水管網(wǎng)。

ASBR是一種新型高效的厭氧反應(yīng)器。該工藝能使活性污泥的SRT延長,使污泥濃度大為增加,從而提高了厭氧反應(yīng)器的負(fù)荷和處理效率,使廢水在反應(yīng)器內(nèi)停留時間縮短,反應(yīng)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(yùn)行過程主要分成5個階段: ①進(jìn)水期,廢水進(jìn)入反應(yīng)器,由生物氣、液體再循環(huán)攪拌或機(jī)械攪拌混勻,進(jìn)水到預(yù)先設(shè)定的最大液位線為止; ②反應(yīng)期,通過厭氧反應(yīng)使廢水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為生物氣而得以去除,而厭氧反應(yīng)所需要時間由基質(zhì)特征及濃度、要求的出水水質(zhì)、污泥濃度、反應(yīng)的環(huán)境溫度等參數(shù)決定; ③沉降期,停止攪拌讓活性污泥自然沉降,實(shí)現(xiàn)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(yīng)器閑置并外排剩余污泥,準(zhǔn)備進(jìn)入下一循環(huán)周期。由于廢水分批進(jìn)入反應(yīng)器,故在整個反應(yīng)期間反應(yīng)器中的水量、水位保持不變。

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

2　PLC控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

2.1　硬件構(gòu)成

自控系統(tǒng)分為兩級:上位監(jiān)視級和下位控制級(如圖2所示) 。監(jiān)視級由1臺研華工控機(jī)和1臺打印機(jī)組成,實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場工作狀態(tài)的同步監(jiān)視,并可定時或隨機(jī)打印現(xiàn)場的運(yùn)行數(shù)據(jù)�？刂萍売�1臺S7- 300型可編程邏輯控制器( PLC)構(gòu)成。中央控制室PLC可巡回檢測各工段的工藝和電氣參數(shù),并進(jìn)行相應(yīng)的處理,完成各自工段工藝設(shè)備的過程控制,并向中央控制室集中監(jiān)控管理計算機(jī)實(shí)時傳送所需的信息。在中央控制室通過鼠標(biāo)式鍵盤可控制現(xiàn)場主要設(shè)備的啟動和停止。對生產(chǎn)過程實(shí)施監(jiān)測與自動控制,可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場的無人值守和微機(jī)化管理,并設(shè)有停電記憶功能。

 主要被控制的設(shè)備: 4臺羅茨風(fēng)機(jī)(機(jī)房) 、1臺機(jī)械格柵(格柵井) 、3臺污水提升泵(集水井) 、2臺潛水?dāng)嚢铏C(jī)(ASBR池) 、8臺電動閥門(ASBR 池2個, SBR池6個) 、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(gòu)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為畫面制作系統(tǒng),所有界面設(shè)計、變量和動畫連接的定義等均在TouchMak完成。TouchView則用于顯示動畫圖形,負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)庫與服務(wù)程序數(shù)據(jù)交換,并把變化用動畫表示出來。

3　PLC控制系統(tǒng)的功能

為提高處理效率,減輕工人的勞動強(qiáng)度,保證設(shè)備正常運(yùn)行, PLC控制系統(tǒng)具有生產(chǎn)過程自動控制、在線監(jiān)視、故障顯示報警、自動生成報表等基本功能。

3.1　生產(chǎn)過程自動控制

該控制系統(tǒng)的檢測儀表為多種類、在線連續(xù)檢測,其中包括液位、溶解氧等參數(shù)的測量與控制。測量信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換成4～20 mA信號后送至PLC,再經(jīng)數(shù)據(jù)處理傳輸至上位機(jī)供監(jiān)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(tǒng)的邏輯控制。由于屠宰廢水的水質(zhì)、水量波動很大,排出的廢水在集水井的停留時間為0. 5 h,系統(tǒng)設(shè)置兩個AS2BR池,分別為進(jìn)水和反應(yīng),間歇操作,可實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)水和ASBR池的間歇排水,因此ASBR池兼有調(diào)節(jié)池和厭氧生物處理的功能。在集水井的液位計、提升泵與ASBR池的電動閥門采用聯(lián)動控制,并在兩
個ASBR池之間設(shè)置保護(hù)液位,保證系統(tǒng)的水路暢通。ASBR和集水井的水泵聯(lián)動控制系統(tǒng)如圖3所示。

在好氧SBR池選用了6308DT在線溶解氧測定儀,根據(jù)SBR 池中的溶解氧值控制羅茨風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,節(jié)省系統(tǒng)運(yùn)行的電耗,并將羅茨風(fēng)機(jī)、ASBR 到SBR池的電動閥門、潷水器、在線溶解氧儀、污泥泵實(shí)行聯(lián)動控制。其控制框圖如圖4所示。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

3.2　在線監(jiān)視、報警功能

在中控室的計算機(jī)屏幕上可以顯示動態(tài)的工藝流程圖和子界面,在這些界面上可以顯示現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行狀況、儀表檢測數(shù)據(jù)和某些重要工藝參數(shù)的變化趨勢圖。操作人員可以直接在PC機(jī)的屏幕上了解處理系統(tǒng)的工作情況,并可通過鍵盤和鼠標(biāo)對自控系統(tǒng)進(jìn)行干預(yù)。

控制系統(tǒng)對生產(chǎn)中出現(xiàn)的負(fù)載故障和控制參數(shù)越限(如液位超過上限)有聲光報警功能,以引起操作人員注意,以便及時采取措施排除故障,使生產(chǎn)恢復(fù)正常。

3.3　自動生成報表功能

為了將廢水處理情況記錄下來,由計算機(jī)控制并通過打印機(jī)根據(jù)事先設(shè)定的時間間隔打印一些重要檢測數(shù)據(jù)和歷史趨勢圖。另外,對報警情況自動進(jìn)行記錄,以供運(yùn)行人員分析參考。

4　結(jié)語

由于采用溶解氧和羅茨風(fēng)機(jī)的聯(lián)動控制,每年可節(jié)約風(fēng)機(jī)能耗20% ,且SBR池的處理效率穩(wěn)定。從運(yùn)行情況來看,該控制系統(tǒng)完全滿足廢水處理工藝的要求,提高了處理效率,降低了工人的勞動強(qiáng)度和運(yùn)行成本。（廈門市環(huán)境保護(hù)科研所）