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地埋式一体化污水处理系统安装方案(完整资料)(可以直接使用,可编辑优秀版资料,欢迎下载)

山东龙源滨海风电场地埋式一体化污水处理系统安装作业指导书地埋式一体化污水处理系统安装方案(完整资料)(可以直接使用,可编辑优秀版资料,欢迎下载)一、工程概况山东龙源滨海风电场缺少污水处理系统,致使污水排放无法达到国家GB8978-1996一级排放标准,需在场内闲置位置增加一污水处理站,通过实地考察并经过与业主的沟通,根据场区实际日污水排放量,研究绝对增加一处设计处理水量为25m3/h,污水经处理后达到GB8978-1996一级排放标冷,经深度处理后达到生活杂用水用水指标(杂用水指冲地面、浇花、冲厕所或洗车等).污水处理站采用埋地式,上面绿化。二、增加污水处理系统的必行性生活污水已引起水体污染的一个重要污染源.生污污水是人们目常生活中产生的各种污水和混合液,其中包括厨房、盥洗室、浴室等排出的污水和厕所排出的粪便污水等.其来源有事业单位排出的生活污水.生活污水中99%以上是水,固体染质的含量不到1%,并且多为无毒物质。含有的主要无机物有氯化物、磷酸盐和钠、钾、钙、锩等重碳酸盐;有机物主要有纤维素、淀粉、糖类、脂肪、蛋白质和尿素等。生活污水总的物点是碳、氮、硫等的含量高,容易产生腐烂,在厌氧条件下,厌氧微生物在分解污水中的污染物质的过程中会产生恶臭物质,如硫化氢、硫醇、氮杂茚和甲基杂茚(也称粪臭素)。生活污水中还含有多种微量金属和洗涤剂。尤其是目前日常生活中,洗涤剂的用量日益增大,造成磷等污染物在废水中的含量也不断增加.另外,生活污水中的还存在有大量的微生物,据估计每毫升污水含有几百万个细菌,其中有些细菌是致病菌,随意排放污水会对水体造成严重污染。所以生活污水必须经过适当处理,使其水质得到一定的改善之后才能排放。三、编制依据本着为业主负责,为业主服务的宗旨,先拟本项目污水处理方案,对污水处理工艺、设施进行方案设计和设备选型,以供环保主管部门、业主等各方专家领导审议。设计依据:1、根据国家GB8978-1996《污水综合排放标准》2、室外排水设计规范(GBJ14—87)3、《给水排水设计手册》GB8978—19964、《生活杂用水水质标准》CJ/T48-1999设计原则:1、依据污水水质特点,采用成熟可靠的处理工艺和设备,实用性和先进性兼顾,保证污水达到排放标准。2、方案设计中尽量减少占地,合理布局,节省投资。3、方案力求工艺成熟,运行稳定。4、设计中尽量降低建设费用,减轻企业负担,达到低投入、高收效的目的。5、设计时充分考虑污水处理系统配套的减振、降噪、除臭措施,从而防止对环境的二次污染,污水处理产生的少量剩余污泥经好氧消化后,定期清除外运。6、根据实际情况,控制柜采用可编程序控制器(PLC)控制,可实时监控运转情况,具备各种故障的自动保护,另配套独立的PLC控制的手动控制。本工程实行全自动控制,无需专人管理.7、污水处理设施能够耐高峰冲击负荷;污水处理可实现超越排放。8、排放口设置较久性排污标志,污水流量连续计量装置。9、生活污水水质及排放标准生活污水水质监测内容CODcr(mg/l)BOD5(mg/l)SS(mg/l)氨氮(mg/l)污水浓度范围150-30080-15040-12010-50平均值2501008030出水排放标准:污水处理后达到《污水综合排放标准》GB8978-1996一级标准CODcr:~60mg/lPH:6~9BOD5:~20mg/lNH3—N:~15mg/lSS:~20mg/l粪大肠菌群数:~100个/L四、施工方法1、施工流程:土方开挖—-降水排水——钢筋施工——支模施工——砼浇筑—-保养--安装固定一体化污水处理系统——安装配套设施——通水试验——回填土方—-恢复绿化——竣工验收。2、土方工程2.1、基础的砼垫层根据设备大小与基底标高为基准,每面增加施工操作面1。2。2、本工程场地较为平坦,根据本工程设计特点,结合业主对工期、质量进度要求,采用轻型井点降水与明排水相结合、打设钢板围护、机械挖土运出、人工铲底修正的施工方法。上部土方开挖放坡系数按1:1考虑,工作面按每边1.5m设置,挖深1.2M做成台阶。2.3、土方开挖步骤:(1)、挖掘机挖出开挖线以内1.2m深左右的土方.(2)、按照规范要求打入6m长的钢板桩。(3)、将轻型井点降水安装到位,进行抽水两天。(4)、挖除钢板桩上口以下2m的土方,增加钢板桩上口的支撑。然后再进行以下的土方的开挖,使其开挖到设计标高。2。3.1、采用1台斗容1m3的反铲挖掘机进行挖土施工。先将需要开挖的范围用白灰撒好,然后在专人的指挥下,在原有的自然地坪基础上向下开挖1。2m。2.3。2、基坑围护1)专业打设钢板桩,在技术人员的指导下按照规范要求进行安全技术交底,再进行钢板桩的打设。2)挖去1.2m的地表土,通过对基层标高进行计算钢板桩的长度和总数.3)钢板桩打设时,要求控制好钢板桩的垂直度与钢板桩的轴线。保证钢板桩彼此咬合到位。2。3.3、轻型井点降水1)根据本工程的土质、平面位置及降水深度要求,采用真空抽水设备,井点管呈环行布置,井点总管为φ48,井点间距为0.6m。井点管埋入深度H=H1+h+iLH1:井管埋设至基坑底的距离为4.62m。h:降水后的地下水至基坑底的距离为0.5mi:地下水降落坡度取1/10.L:井点管至基坑中心的水平距离为4.62m。井管长度H=4。62+0.5+(4.62*1/10)=5.582m,满足6.0m。2)基础钢板桩维护,为了更好的起到降水效果,需要将井点降水支管打得比钢板桩底1m,钢板桩长为6m,因此需要选择7。0m长的井点降水支管。3)轻型井点降水支管的安装,先用水枪冲也,将支管插入孔中,在支管的周围放入粗砂,待一段时间后,在支管中通入水,进行反冲,使粗砂能有效的降到井点降水管的底端。4)将支管连接到总管上,并与两台真空泵相连,将抽出的水有组织的排到西边的新开河中。5)在基坑中心设置观察孔,待降水2天后观察是否达到设计要求时方可进行土方开挖。2.3。4、当轻型井点降水达到设计要求时,开始进行土方开挖,先挖到-2.62m,将基坑的四周的钢板桩用槽钢焊接连接好,并分三段进行支撑,保证钢板桩上口不发生倾斜.1)然后再进行以下土方的开挖,在挖至设计标高上100MM时,再进行人工清土,并在基坑的四周挖好明排水沟和集水井。2。4、钢板桩及轻型井点降水的布置见附图一与附图二。2。5、挖土完成后,即通知有关各方进行验槽及浇捣C15砼垫层,减少基坑暴露。2。6、质量标准:标高:-50+0长度、宽度:—0-0边坡:-0—03、钢筋工程3。1、钢筋工程质量标准3.1.1、保证项目3.1.1。1、钢筋的材质、规格及焊条类型应符合钢筋工程的设计和施工规范,有材质及产品合格证书和物理性能检验,检验合格后方能使用。3。1.1.2、钢筋的规格、形状、尺寸、数量、间距、锚固长度、接头位置、保护层厚度必须符合设计要求和施工规范的规定。3.1。1.3、焊工必须持相应等级焊工证才允许上岗操作。3.1。1.4、在焊接前应预先用相同的材料、焊接条件及参数,制作二个抗拉试件,其试验结果大于该类别钢筋的抗拉强度时,才允许正式施焊,此时可不再从成品抽样取试件。3.1.2、基本项目3。1。2.1、钢筋、骨架绑扎、缺扣、松扣不超过应绑扎数的10%,且不应集中。3.1.2.2、钢筋弯钩的朝向正确,绑扎接头符合施工规范的规定,搭接长度不小于规定值。3.1。2.3、所有焊接接头必须进行外观检验,其要求是:焊缝表面平顺,没有较明显的咬边、凹陷、焊瘤、夹渣及气孔,严禁有裂纹出现。3。1。3、机械性能试验、检查方法根据焊件的机械性能的有关规定进行取样送检。3。2、钢筋加工制作钢筋加工制作时,要将钢筋加工下料表与设计图复核,检查下料表是否有错误和遗漏,对每种钢筋要按下料表检查是否达到要求,经过这两道检查后,再按下料表放出实样,试制合格后方可成批制作,加工好的钢筋要挂牌堆放整齐有序。施工中如需要钢筋代换时,必须先充分了解设计意图和代换材料性能,严格遵守现行钢筋混凝土设计规范的各种规定,并不得以等面积的高强度钢筋代换低强度的钢筋。凡重要部位的钢筋代换,须征得设计单位同意,并有书面通知时方可代换。3.2。1、钢筋表面应洁净,粘着的油污、泥土、浮锈使用前必须清理干净,可结合冷拉工艺除锈.3。2.2、钢筋调直,可用机械或人工调直。经调直后的钢筋不得有局部弯曲、死弯、小波浪形,其表面伤痕不应使钢筋截面减小5%。3。2.3、钢筋切断应根据钢筋号、直径、长度和数量,长短搭配,先断长料后断短料,尽量减少和缩短钢筋短头,以节约钢材。3。2。4、钢筋弯钩或弯曲:3.2.4。1、钢筋弯钩.形式有三种,分别为半圆弯钩、直弯钩及斜弯钩。钢筋弯曲后,弯曲处内皮收缩。外皮延伸、轴线长度不变,弯曲处形成圆弧,弯起后尺寸不大于下料尺寸,应考虑弯曲调整值。钢筋弯心直径为2.5d,平直部分为3d。钢筋弯钩增加长度的理论计算值:对装半圆弯钩为6.25d,对直弯钩为3.5d,对斜弯钩为4。9d。3。2.4。2、弯起钢筋:中间部位弯折处的弯曲直径D,不小于钢筋直径的5倍。3.2。4.3、箍筋:箍筋的未端应作弯钩,弯钩形式应符合设计要求.箍筋调整值,即为弯钩增加长度和弯曲调整值两项之差或和,根据箍筋量外包尺寸或内皮尺寸而定。3。2.4.4、钢筋下料长度应根据构件尺寸、混凝土保护层厚度、钢筋弯曲调整值和弯钩增加长度等规定综合考虑。A、直钢筋下料长度=构件长度一保护层厚度十弯钩增加长度B、弯起钢筋下料长度=直段长度十斜弯长度一弯曲调整值十弯钩增加长度C、箍筋下料长度=箍筋内周长十箍筋调整值十弯钩增加长度3.3、钢筋绑扎与安装钢筋绑扎前先认真熟悉图纸,检查配料表与图纸,设计是否有出入,仔细检查成品尺寸、形状是否与下料表相符.核对无误后方可进行绑扎。3。3.1、底板钢筋绑扎底板钢筋绑扎:底板钢筋工程量大,穿插复杂,必须注意施工顺序:3.3.1.1、施工前弹出钢筋位置线,以确保钢筋绑扎后位置的正确性。3。3.1.2、先绑扎承台、地梁钢筋,绑扎时用钢管搭设支架临时固定,成型后拆除。3。3.1.3、承台、地梁钢筋绑扎完成后,按弹出的底板钢筋位置线,先铺底板下层钢筋,根据底板受力情况,底板面筋应放在地梁主筋下面。3。3.1.4、钢筋绑扎时,靠近外围两行的相交点每点都绑扎,中间部分可梅花型绑扎,双向受力钢筋应满绑。3.3。1.5、底排筋用混凝土垫块垫起,梅花状布置,确保保护层厚度.3.3.1。6、绑扎完下层钢筋后,摆放钢筋马凳,底部与下层筋点焊固定,在马凳上纵向或横向固定定位钢筋,然后再绑扎上层钢筋。3.3.2墙板3.3。21、墙的钢筋网绑扎同基础。钢筋有180度弯钩时,弯钩应朝向混凝土内.3。3.2.2、采用双层钢筋网,在两层钢筋之间,应设置撑铁(钩)以固定钢筋的间距。3。3.2.3、墙筋绑扎时应吊线控制垂直度,并严格控制主筋间距。剪力墙上下三道水平筋处应满扎,其余可梅花点绑扎。3。3.2。4、为了保证钢筋位置的正确,竖向受力筋外绑一道水平筋或箍筋,并将其与竖筋点焊,以固定墙、柱筋的位置如附图,在点焊固定时要用线锤校正。3。3.2.5、钢筋的绑扎接头应符合下列规定:(1)、搭接长度的未端距钢筋弯折处,不得小于钢筋直径的10倍,接头不宜位于构件最大弯矩处。(2)、受拉区域内,Ⅰ级钢筋绑扎接头的未端应做弯钩。(3)、钢筋搭接处,应在中心和两端用铁丝扎牢。(4)、受拉钢筋绑扎接头的搭接长度,应符合结构设计要求。(5)、受力钢筋的混凝土保护层厚度,应符合结构设计要求。4、模板工程4.1、模板工程施工前准备工作4.1.1、进行中心线和位置线的放线:首先用经纬仪引测轻式油灌的基础边和墙板的边线。模板放线时,应先清理好现场,然后根据施工图用墨线弹出墙模板的内、外边线,以便于模板安装和校正。4。1。2、做好标高量测工作:用水准仪把水平标高引测到模板安装位置.4。1。3、进行找平工作:模板承垫底部应预先找平,以保证模板位置正确,防止模板底部漏浆。找平方法是沿模板内边线用1:3水泥砂浆抹平层。4.1.4、设置模板定位基准:采用钢筋定位,即根据构件断面尺寸切割一定长度的钢筋,点焊在主筋上(以勿烧伤主筋断面为准),以保证钢筋与模板位置的准确。4.2、安装模板顺序如下:安装前检查预组拼模板及编号→一侧模板吊装就位→设支撑→绑扎钢筋→安装穿墙止水螺栓→另一侧模板吊装就位→紧固穿墙止水螺栓→支撑固定→全面检查。注意事项:(1)就位组拼时,应从墙角模开始,向互相垂直的两个方向组拼,这样可以减少临时支撑设置.否则,要随时注意拆换支撑或增加支撑,以保证墙模处于稳定状态.(2)当组拼模板后,应安装内钢楞,内钢楞与模板肋用钩头螺栓紧固,其间距不大于600mm。(3)在组装模板时,要使两侧穿孔对称放置,以使穿墙止水螺栓与墙模保持垂直.在穿孔处采用加木块的方法,以避免模板穿孔.(4)内外木楞间距必须严格按设计计算的间距施工,不得任意变更.4.3、模板的拆除4.3.1、模板的拆除,除了非承重侧模应以能保证砼表面及棱角不受损坏时(大于1N/mm2)方可拆除外,承重模板应按《砼结构工程施工及验收规范》的有关规定执行.4。3.2、模板拆除的顺序的方法,应按照配板设计的规定进行,遵循先支后拆、后支先拆、先非承重部位和后承重部位以及自上而下的原则,拆模时,严禁用大锤和撬棍硬砸硬撬。拆除的模板等配件,严禁抛扔,要有人接应传递,按指定地点堆放.并做到及时清理、维修和涂刷好隔离剂,以备待用。5、砼工程5。1、浇筑要求5。1.1、浇筑前应对模板浇水湿润,模板的清扫口应在清除杂物及积水后再封闭.5.1。2、混凝土自吊斗口下落的自由倾落高度不得超过2米,如超过2m时必须采取加串筒措施。5.1。3、浇筑竖向结构混凝土时,如浇筑高度超过3m时,应采用串筒、导管、溜槽或在模板侧面开门子洞。5.1.4、浇筑混凝土时应分段分层进行,每层浇筑高度应根据结构特点、钢筋疏密决定。一般分层高度为插入式振动器作用部分长度的1.25倍,大不超过500mm,平板振动器的分层厚度为200mm.5。1.5、使用插入式振动器应快插慢拔,插点要均匀排列,逐点移动,按顺序进行,不得遗漏,做到均匀振实。移动间距不大于振动棒作用半径的1.5倍(一般为300—400mm)。振捣上一层时应插入下层混凝土面50mm,以消除两层间的接缝。平板振动器的移动间距应能保证振动器的平板覆盖已振实部分边缘.5.1.6、浇筑混凝土应连续进行。如必须间歇,其间歇时问应尽量缩短。并应在前层混凝土初凝之前,将次层混凝土浇筑完毕。问歇的最长时间应按所有水泥品种及混凝土初凝条件确定,一般超过2小时应按施工缝处理.5。1。7、浇筑混凝土时应派专人经常观察模板钢筋、预留孔洞、预埋件、插筋等有无位移变形或堵塞情况,发现问题应立即停止浇灌,并应在已浇筑的混凝土上初凝前修整完毕.5.2、砼的养护5.2。1、混凝土养护要点:5.2。1.1、混凝土浇筑完毕后,应在12小时以内加以覆盖,并浇水养护。5.2。1.2、混凝土浇水养护期一般为7天,掺用缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土不得小于14天。在混凝土强度达到1。2MPa之前,不得在其上踩踏或施工振动。5。2.1。3、每日浇水次数应能保持混凝土处于足够的润湿状态.6、安装一体化污水处理系统及配套设施6.1安装方式采用吊装,根据设备说明书显示重量选用合适吨位吊车进行吊装施工,并安装提前设置好位置的配套设施,例如人工格栅,进出水管线,风机通风口等。6.1.1用户提供安装方式:地埋或地上,同时按本公司设备平面布置图及设备基础图提供设备基础(混凝土基础),要求基础平均承压为5000Kg/m2以上。6.1.2基础必须水平,相对标高准确,土方施工时,宽度必须距离基础边线500mm以上,便于设备管道安装。6.1.3使用吊车将设备就位时,必须弄清各单体的方向和位置,以便正确方便联结管道。6。1。4联接完管道后先用清水试压,确认管道连接不漏水,同时调整沉淀池出水堰板的水平度及出水高度.检查各电机设备的正反转。5检查整体设备。确认安装正确后回填土方,准备调试。6.2设备主要技术/性能描述6。2.1人工格栅/集水井污水在进入调节池前,先通过人工格栅,以拦截污水中较大颗粒的悬浮物及漂浮物,保证后续处理设施的正常运行,人工清除;栅渣每天随厂内垃圾一起外运。※集水井参数数量:1座型式:立式尺寸:0.90×1。5×1.0m(B×L×H)栅前有效水深:0。2m主体结构:钢砼结构※细格栅设备参数型号:PB—800安装角度:70°格栅宽:B=800mm栅隙:5mm格栅材质:碳钢防腐6。2.2调节池由于排出的废水、水质、水量、酸碱度等水质指标随排放点变化及排水时间大幅度波动,为使处理构筑物和管渠不受废水高峰流量或浓度变化的冲击,需设调节池,起调节均衡水质水量作用.调节池采用钢筋混凝土结构,埋地式,尺寸为10。0×5.0×3.5m,有效深度为3。0m,有效容积为150m3,设计停留时间为6小时。※调节池内配套污水提升泵池内设2台无堵塞式污水提升泵.本污水泵排污通过力强,带切割性能好,能将污水中的长纤维、塑料、纸、带、布条、稻草、绳子等杂质切碎后排出,从而具有较好的无堵塞性能。型号为65WQ25-15—2.2,流量为25m3/h,功率为2.2kw,扬程为15米。数量2台(一用一备),生产厂家为上海海洋水泵产品.池内设有液位信号控制,控制水泵的开、停。※调节池内配套预曝气装置型号:Ф50型式:穿孔曝气管材质:ABS数量:1套6.2.3初沉池污水由提升泵提升至初沉池,初沉池型式为斜管沉淀池,主要处除污水中的悬浮物。初沉池尺寸为:3.0×4.0×3。20m。设计表面负荷为2m3/m2。h,有效容积36m3,结构为钢结构防腐埋地式,防腐采用环氧煤沥青防腐。※配套斜管填料/填料支架主要技术参数1)斜管填料规格:φ60长度为1000mm比表面积:100m2/m3数量:12.0m32)填料支架:规格:φ14mm的螺纹钢筋数量:12。0m26.2.4酸化水解池由污水泵提升至酸化水解池,酸化水解池内填料采用立体弹性聚丙烯挂膜式填料,比表面积达300m2/m3,不堵塞、无死角,有利生物膜生长,提高其活性.材料强度高、抗老化。污水在兼氧的条件下,由于兼性脱氮菌的作用,将NO2-N和NO3—N还原成N2,排入空气中,同时有机物分解,完成脱硝过程,较后达到脱氮同时去除大量有机物使污水得到净化。酸化水解池尺寸为:3。0×6.0×3。20m。设计停留时间约为2。0小时,有效容积50m3,结构为钢结构防腐埋地式,防腐采用环氧煤沥青防腐.※配套立体弹性填料/填料支架主要技术参数1)立体弹性填料规格:φ150长度为1500mm比表面积:300m2/m32)填料支架:规格:φ14mm的螺纹钢筋6。2。5好氧生物接触氧化池好氧生物接触氧化法兼有活性污泥和生物滤池法的特点,它与活性污泥法主要不同之处是,氧化池中的微生物附着在固体填料的表面,不象曝气池的中活性污泥(MLSS)那样随波逐流,并随出水一起流走。生物接触氧化法不需设回流污泥,也不存在污泥沉降性能问题.此工艺与生物滤池法的主要区别在于,氧化池中的填料及附着在其表面上的微生物均淹没在污水中.当污水流过填料层时,有机物被生物膜所吸附,污水得到净化。这个接触,吸附过程虽很短,但被吸附的有机物可以贮存在生物膜中,有较长的时间为微生物所氧化、分解、吸收。当生物膜达到一定厚度时,内层生物膜由于缺氧,好氧菌死亡,附着力减弱,就会脱落,在接触沉淀池中沉降下来,以污泥的形式排除掉。旧的生物膜脱落后,新的生物膜又会在原来脱落的地方生长起来,使氧化池处理污水的工作处于动态平衡,出水水质稳定。生物接触氧化池由池体、填料、填料支架、布气装置和曝气系统等部分组成。※填料的选用填料是生物膜的载体,也对截留悬浮物起作用,因此是生物接触氧化的关键,直接影响着生物接触法的效果.同时,载体填料的费用在生物接触氧化处理系统的基建费用中又占较大比重,所以填料关系到接触氧化技术的经济合理性.通常,对生物接触氧化法载体填料的要求是:有一定的生物膜附着力;比表面积大;空隙率大;水流流态好,利于发挥传质效应;阻力小,强度大;与水的密度相差不大,以免增大氧化池负荷;形状规则,尺寸均一,使之在填料间形成均一的流速.在本工艺中我公司采用立体弹性聚丙烯挂膜式填料,采用水下鼓风曝气.※曝气系统的选择曝气系统采用微孔膜曝气装置,在曝气时表面膜片会自动打开,形成微小气泡,布气均匀,氧的利用率达18%以上;不曝气时微孔会自动关闭,从而可有效地防止污泥堵塞曝气装置.材质采用ABS材质,膜片采用橡胶材质,为防止膜片曝裂,在曝气膜片上增加不锈钢丝网罩。好氧生物接触氧化池尺寸为:10。0×3.0×3.20m,三箱体组合.设计停留时间为10小时,有效容积261m3,结构为钢结构防腐埋地式,防腐采用环氧煤沥青防腐。※配套立体弹性填料/填料支架主要技术参数1)立体弹性填料规格:φ150长度为1500mm比表面积:300m2/m32)填料支架:规格:φ14mm的螺纹钢筋※曝气系统主要技术参数曝气器直径:215mm曝气器膜片平均孔径:80—100um空气流量:1。5—3m3/个。h服务面积:0.3—0。5m2.个氧利用率:21-27.7%数量:180套6.2.6二沉池污水经O级氧化池处理后,水中含有大量悬浮固体(生物膜),设计采用斜管沉淀池进行固液分离,竖流式沉淀池具有表负荷高,沉淀效果好,占地面积小等特点。二沉池中的污泥通过污泥泵一部分回流至A級酸化池,提高A級酸化池的去除效果,剩余部分污泥提至污泥污泥池。二沉池尺寸为:3.0×6。0×3.20m。设计表面负荷为:1.4m3/m2.h。,有效容积50m3,结构为钢结构防腐埋地式,防腐采用环氧煤沥青防腐。※配套斜管填料/填料支架主要技术参数1)斜管填料规格:φ60长度为1000mm比表面积:100m2/m3数量:18。0m32)填料支架:规格:φ14mm的螺纹钢筋数量:18.0m2※配套污泥回流泵主要技术参数型号:25WQ5—12—0.55功率:0。55Kw流量:5.0m3/h,扬程:12米数量:2台(一用一备)6。2。7污泥浓缩池初沉池、二沉池产生的污泥排至污泥浓缩池,污泥在污泥浓缩池内重力浓缩后,并经消毒后,采用环卫粪车抽吸外运填埋或焚烧处置,避免二次污染。污泥浓缩池内设置有溢流管,使澄清的上清液回流到调节池进行再处理,同时也保证污泥浓缩池内污泥不溢出地面。污泥浓缩池有效尺寸为:3.0×2。0×3.0m,有效容积20m3,结构为钢结构防腐埋地式,防腐采用环氧煤沥青防腐。6.2.8消毒池消毒池按规范:“TJ14-74”标准不小于30分钟,本污水消毒时间设计为45分钟。消毒采用二氧化氯发生器加氯消毒。投加量控制在10—20g/m3左右,具体通过调节排水的细菌总数量来控制,风机房与消毒池合建。消毒池有效尺寸为:3.0×2.0×3.0m,有效容积20m3,结构为钢结构防腐埋地式,防腐采用环氧煤沥青防腐。6。2.9风机鼓风曝气系统由鼓风机、穿孔曝气管和一系列连通的管道组成.鼓风机将空气通过一系列管道输送到安装在池底部的曝气装置,通过曝气装置,使空气形成不同尺寸的气泡,气泡经过上升和随水循环流动,较后在液面处破裂,这一过程中使产生氧向混合液中转移。鼓风曝气系统用鼓风机供应压缩空气,其特点是空气量容易控制,只要调节出气管上的阀门即可;为了减少风机运行产生的噪音,空气管上安装消声器,并配套空气过滤装置。本工程风机采用日本百事德回转式鼓风机.调节池设计气水比为5:1,水解酸化池设计气水比为2:1,好氧生化池设计气水比为15:1,总的气水比为22:1,水中溶氧量为:2mg/l左右。选用二台(一用一备)。※风机主要技术参数为:型号:BK5006型口径:DN100转速:1600rpm风压:0.4kgf/cm2风量:8。45m3/min功率:11.0KW数量:2台(一用一备)主要技术特点:同步齿轮采用斜齿轮结构,传动平稳;结构紧凑,进出风口结构相同,安装方式灵活多变;引进美国TUTHILL公司技术,轴承结构合理,使有寿命长;叶轴一体结构,避免了叶轴分体结构的缺陷;噪声低,振动小,体积小,能耗低。6。2。10二氧化氯发生器数量:1套型式:落地柜式型号:HB-500工作方式:全负压式工作产气量:500g/h装机功率:1.1kW设备主机规格:800×500×1200mm数量:1套材质:PVC6。2。11电气操作间/消毒间尺寸:3.50×4。0×3。50m结构:砖混6。3工艺技术特点6。3。1、污水处理设备采用玻璃钢,本结构具有强度大,耐腐蚀。6.3。2、本工艺采用采用比较先进的A/O生物接触氧化工艺,处理污染物比较全面。总气水比为20:1.符合有机物被微生物硝化化解所需的时间。填料采用新颖立体弹性聚丙烯挂膜式填料.它具有比表面积大,微生物挂膜、脱膜方便,在同样有机负荷条件下有机物去除率高,能提高空气中的氧在水中的溶解度等特点。6.3.3、生活污水处理设备具有振动小,噪声低,效率高,异味少,换填料及曝气装置方便等特点。6。3.4、生活污水处理设备的污水提升泵、风机、控制设备等主件均采用先进、可靠的产品,设备保证安全无故障长期运行。污水泵为上海海洋水泵产品,风机为日本百事德风机厂产品(中外合资).6.3.6、本装置设计于地表面以下,不需盖房,上表可搞绿化或停放车辆,工艺设计操作系统为全自动电器控制系统。水泵、风机定时自动切换,交替工作及设备故障、损环报警系统,设备可靠性好。必要的动力设备均有备用,平时一般无需专人管理,只需每月或每季度维护与保养一次。6.4系统控制本污水处理装置采用可编程序控制器(PLC)控制.设备的运行完全通过PLC进行全自动控制(可切换成手动控制模式),可完成水泵、风机启闭和自动切换,并备有过压、缺相、短流等保护和报警功能。控制功能:紧急停车按钮,起停按钮,起停指示灯,故障报警指示灯。控制箱为箱式安装。具体使用说明如下:6.4.1、设备配置二台污水泵、二台风机;6。4.2、污水泵为一用一备,交替运行。工作液位自动启动,低液位自锁,警戒水位二台同时启动,水泵实行可联动、分动;6.4.3、风机为一用一备;交替运行;二台风机可联动、分动;6。4。4、设备长期停运,时间超过10小时,为保证生物膜的正常生长,不致生物膜死亡脱落,风机可定时间歇启动;6.4.5、风机、水泵配备自动检测声光报警系统,并有过流、过压、缺相保护电路;6.4.6、沉淀池排泥为污泥泵时序控制。6。4.7、动力配电线管采用钢管焊接,动力设备采用三相四线制,电线采用BV塑铜线。6.4。8、连续运行,自动控制,主要工序无需人工操作管理。设备动力表序号名称规格型号功率/kw数量备注1污水提升泵65WQ25-15-2.22.22台一用一备2污水回流泵25WQ5-12-0.550.552台一用一备3风机HC-801S112台二用一备4二氧化氯发生器HB-5001.11台一用6。5设施说明a、格栅格栅为固定式,材质为不锈钢网。设粗细两道,用于去除水中大颗料悬浮物和漂浮杂质。b、调节池、提升泵由于污水水质及水量波动较大,因此要有足够的调节池容量,才能使进入一体化污水处理设备的水质及水量稳定.调节池配置潜污泵将废水提升至一体化污水处理设备。c、水解酸化池水解酸化池内装组合填料。废水在此池中在水解酸化微生物的作用下,大分子有机杂质水解酸化成小分子物质,有利于接触氧化池中好氧菌的分解。d、生化处理根据前述污水水质水量和排放要求,结合污水特征.本次生化系统将接触氧化池、沉淀池、污泥池、风机房、消毒出水池等部分合成一体,其各部分具有相应功能,部分之间相互连接,较终出水达标,现分别阐述如下:接触氧化池内配装填料。下部配置曝气器,并用ABS工程塑料管做成曝气系统,曝气系统的气源由专门配置的风机提供。沉淀池上部设可调出水堰,以调节出水水位;下部设锥形沉淀区和污泥气提装置,气源由风机提供,污泥采用气提方式输送至污泥池。污泥在污泥池停留时间约为60天.系统沉淀产生的污泥以气提方式排入污泥池,污泥在此浓缩沉降并储存,池底部设曝气管以防污泥厌氧消化产生沼气,并使污泥氧化减少污泥总量;浓缩污泥定期由粪车抽吸外运。污泥池上部设上清液回流装置,使上清液溢流至酸解池。消毒接触池需土建,外置消毒设备e、防腐措施a、污水管、污泥管等工艺管道采用镀锌管或经防腐处理的钢管,曝气管采用ABS管,以耐腐蚀。b、为延长设备及构筑物的使用寿命,采用环氧树脂漆防腐涂料对设备管道防腐,内外各涂三道。C、防腐使用标准为30年。g、电气控制本污水处理设备采用电器编程集中自动控制,一旦自动控制失灵或变更使用工艺所需时,本系统可进行人工控制,以信号指示运行正常与否.为了减少操作工的劳动强度,并实行运行操作自动化,水泵、风机能自动切换6.7调试:6.7.1调试污水泵将额定流量的污水提升至设备,开动曝气系统(调试初期可适当增加曝气量)每天通过检查口检查接触氧化池内生物生长情况,有条件的用户可用显微镜观察池内生物种类及大致数量,待填料上附着褐色或黄色生物膜时即可认为生物培养已成功,可以进入正常运行.6。7.2若原水为工厂有机污水时,可以先用生活污水或人工投入部分生物营养物来培养生物膜再逐渐加入工业有机污水对生物进行驯化接种。6.7。3平均气温在20℃时,生活污水生物膜培养时间一般需1-2周,工业有机污水生物膜培养及驯化时间一般需3-4周.6.8维护:6.8。1格栅井应定期进行清污,一般每天清理一次,防止格栅污堵。6.8.2运行过程中每小时进行一次巡回检查,发现异常及时处理.6.8.3正常运行时,应保持污水流量在20m3/h左右,此时初沉池溢流醋槽液位应在锯齿的中间位置。6.8。4非异常情况下,不要采用“手动”运行方式,应尽量采用“自动”运行方式.6。8。5停运后的生活污水处理系统,要定期投运风机,防止生物膜死亡。6。8.6为了使设备更好地使用并保证出水水质稳定,必须对设备进行必要的维护保养,泵、风机等需定期加注或更换机油,一般情况下,风机运行10000-12000小时需保养一次,潜水泵运行8000—10000小时保养一次。6.8。7本设备大修周期一般为10年。7、土方回填7。1当安装后,必须尽快进行回填和系统试压,防止浮动和热变形。回填时应正确选择管区回填材料,并按设计要求进行回填与夯实.7.2回填前应清除沟槽中的杂物,并排除积水,不得在有积水情况下回填。顶覆土深度应符合设计要求,当覆土较浅,设备承载力较低,压实工具的荷载较大,或原土回填达不到要求的压实度时,可与设计单位协商采用石灰土、砂、砂砾等具有结构强度或可以达到要求的其它材料回填.7.3管区应对称分层回填,严禁单侧回填。每次回填厚度应根据回填材料和回填方法确定,回填步骤需符合《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268规定。五、安全、环保及消防措施1、安全技术保证措施1。1、安全措施的首要问题是做好基坑的防坍塌工作,入场后将依据各线、段地质情况编制详细的支护作业设计.1。2、基坑边采用临时围栏,防止坠落伤人。1.3、大型机械施工时(如挖掘机、打设钢板桩机械等),做好现场值班、值勤和围护工作.1.4、现场钢筋加工车间和其他用电处各设配电箱一个。1.5、主线走向原则:接近负荷中心,进出线方便;接近电源;接近大容量用电设备;运输方便。不设在剧烈振动场所,不设在可触及的地方,不设在有腐蚀介质场所,不设在低洼和积水,溅水场所,不设在断层、滑坡、滚石、塌陷危险场所,不设在爆炸和火灾危险的场所,不设在易燃物房。1.6、现场施工用电原则执行一机、一闸、一漏电保护的“三级"保护措施.其电箱设门、设锁、编号,注明负责人。1.7、机械设备必须执行工作接地和重复接地的保护措施。1。8、照明使用单相220V工作电压,主线使用单芯直径2。5mm铜芯线.分线使用1.5mm2铜芯线,灯距离地面高度不低于2.5m,每间用房设漏电开关和电闸各一支.1。9、电箱内所配置的电闸、漏电、熔丝荷载必须与设备额定电流相等.不使用偏大或偏小额定电流的电熔丝,严禁使用金属丝代替熔丝,在开关箱内部和顶部同时钉装防火板。1.10、电焊机上要有防雨盖,下铺防潮垫;一、二次电源接头处要有防护装置,二次线使用接线柱,一次电源线采用橡皮套电缆或穿塑料软管,长度不大于3米。1。11、振捣器、打夯机、手电钻、潜水泵等手持电动工具都必须安装灵敏有效的漏电保护装置,安装完毕要办理验收单。1。12、禁止使用破坏或绝缘性能不良的电线,严禁电线随地走。1。13、现场电工必须是经过培训考核合格持证上岗。2、机械设备操作要求2.1、挖掘机安全操作要求2。1.1、施工前应做好地质、水文和地下设施的调查和勘察工作,并熟悉施工方案。2.1.2、开挖作业应从上至下分层进行,禁止超越该机规定的作业高度。2.1.3、挖掘机作业时,禁止铲斗从运土车辆驾驶室顶上越过.2.1。4、挖掘机履带到工作面边缘,最少保持1m以上的安全距离。2。1.5、挖掘机停置或下班后应离开工作面,斗子须落地放置。2。2、机动翻斗车安全操作要求2。2.1、在施工现场行驶时最高时速不得超过15km/h.2.2.2、料斗必须安装预防意外自翻保险装置。2。2。3、各种制动与灯光必须齐全有效。2.2。4、方向器自由行程,必须调整到标准值且不大于10度。2。2。5、卸料时应距坑边1m以上停车卸料,并设置挡墩。2。3、钢筋弯曲机切断机安全操作要求2。3.1、室外作业应搭设机棚,作业场地周围应有一定的工作空间,机械上方不得有输电导线。2。3。2、切断机刀片,应无裂纹、缺损,并安装牢固、不得松动。2。3。3、弯曲机的定位档铁,中心轴、成形轴必须牢固可靠无松动.2.3.4、工作台必须与切断机下刀口、或弯曲机平台在同一水平上。2.4、对焊机安全操作要求2.4。1、焊接设备在室外使用时,应搭设机棚,做到防雨防潮,保持通风干燥.2.4.2、对焊机夹具应牢固,行程限位应可靠,保持冷却水系统正常工作.工作部位照明灯具应装有防溅防烫护罩。有气动、液压系统的对焊机,压力机构应动作灵活,气动液压系统应无泄漏,压力表灵敏可靠。2.4。3、焊机作业场地周围10m内应无易燃易爆物品;乙炔发生器、氧气瓶和焊接间的距离不得小于10m。不够时应采取隔离措施.2。4.4、用电安全按“施工现场临时用电安全防护规定”执行。2.5、空气压缩机安全操作要求2.5.1、固定式空气压缩机必须安装稳固,基础应符合要求。移动式空压机放置时,应保持水平,轮胎应用楔块垫塞并制动。2。5。2、空压机作业环境应保持清洁、干燥。贮气罐须通风良好,周围15米以内不得进行焊接和热加工。2。5.3、贮气罐和输气管应按规定进行水压试验。气压表、安全阀和调节器等每年至少做一检验。2.5.4、各联接部位应紧固,阀门启闭灵活,传动部位应有防护装置。2.5.5、电动空气压缩机运行中,如遇断电时,应及时切断电源,通电后经检查方可重新起动。停机时应及时卸去负荷,放出各级冷却器和贮气罐内的油水和存气。2.5.6、不得用汽油或煤油清洗机身或管道上的油污或用火烤清除油污和辅助发动机器。2。6、木工圆盘锯安全操作要求2。6。1、圆盘锯应放置平稳,必须使用单向开关,不得倒转启动。2。6.2、锯片出现裂纹(长度不得超过2cm)可在裂纹尽端钻一止裂孔。锯片有2个连续断齿时,必须更换.2.6.3、锯片上方应有防护罩,下主应有孤形板槽,防止木屑飞溅和锯片破碎伤人.2.6。4、锯床面板应平整无损,锯片槽的宽度不大于锯片厚度加20mm。2。6.5、堆积木屑应及时清理,操作现场严禁烟火,并按规定配备消防器材。3、环保措施3.1、合理安排施工工序,夜间施工尽量安排噪音小的工序。3.2、按招标文件要求及时恢复破坏的场地。3.3、尽量保护校区内绿化,如有破坏,必须及时恢复.3.4、材料运输、及扬尘作业采取洒水措施降低扬尘。4、消防措施4.1、现场间距30M布设临时消防防水头;4。2、制定“明火动用"制度,并遵守业主对于防火的各项规定。图书分类号:密级:毕业设计(论文)基于PLC的污水处理控制系统设计DESIGNOFSEWAGETREATMENTCONTROLSYSTEM摘要随着经济社会的发展,污水排放严重危害到了人们的生活环境质量,设计一种有效的污水处理控制系统具有重要意义。本文通过比较国内外污水处理控制系统的基础上,设计了一种基于PLC技术的污水处理控制系统,具体内容如下:(1)叙述了污水处理的基本原理,完成了系统的总体设计,并绘制了系统硬件主电路图、电源控制电路图和PLC控制电路原理图;(2)应用PLC技术,完成了对总系统的手控和自控模式转换以及系统各部分启停在自控模式下运行的软件设计;(3)应用组态软件实现了对系统流程的监控和操作。仿真调试表明,本论文设计的污水处理控制系统具有生产效率高、可靠性高、工序流程易实现、操作简便等特点,可满足污水处理流程的自动控制需要。关键词污水处理;PLC;软件设计;组态软件AbstractWiththedevelopmentofsocietyandeconomy,thedischargedsewageisseriouslyharmfultothequalityofpeople'slivingenvironment,thedesignofanefficientsewagetreatmentcontrolsystemhasimportantsignificance。Comparingwiththedomesticsewagetreatmentcontrolsystem,thethesisdesignedasewagetreatmentcontrolsystemthatwasbasedonthetechnologyofPLC,thespecificcontentsareasfollows:(1)Describedthebasicprincipleofsewagetreatment,completedtheoveralldesignofthesystem,anddrawedthesystemhardwarethemaincircuit,powersupplycontrolcircuitandPLCcontrolcircuit;(2)WiththetechnologyofPLC,completedthesoftwaredesignofatotalsystemfortheconversionbetweenhandcontrolandautomaticcontrolmode,andeachpartofthesystem'sstartingandstoppinginautomaticcontrolmode;(3)Ithadfinishedmonitoringandoperatingthesystem’sprocesses,usingthesoftwareofconfiguration。Simulationexperimentsshowedthat,thedesignofsewagetreatmentcontrolsystemhastheadvantagesofhighproductionefficiency,highreliability,easyrealizationofprocessflow,simpleoperation,andsoon.Itcanmeettheneedofautomaticcontrolofsewagetreatmentprocess。KeywordssewagetreatmentPLCsoftwaredesignconfigurationsoftware目录TOC\o"1—3"\h\z\u1绪论PAGEREF_Toc168444964\h11.1研究背景44965\h11.2研究意义PAGEREF_Toc168444968\h11。3污水处理的研究现状11。4本文研究的主要内容与章节安排22系统总体设计方案32.1污水处理介绍32.1.1污水处理总体概念32.1.2常用污水处理基本原理32。2系统的总体设计32。2.1工艺总流程设计32。2.2系统各部分功能分析42。3本章小结53基于PLC的电气控制部分设计63。1PLC的简介63。1.1PLC选型63.2污水处理系统电气控制系统总体设计63。2.1控制系统方案设计63.2.2控制系统硬件主电路设计73.2。3PLC的I/O资源配置93.3本章小结114污水处理系统软件设计124。1污水处理系统软件设计总体概述124。1。1手动控制模式124.1。2自动控制模式134.2污水处理各个部分软件的设计144.2.1粗细格栅系统程序144.2.2进水泵程序154.2。3污泥回流泵程序164。2。4模拟/数字量间的转换184。3本章小结205组态软件在本系统中的应用215.1对上位机监控软件的要求215.2上位机的设计215。2.1定义数据对象215.2。2主画面的设计225。2.3联机调试285。3本章小结31结论32致谢33参考文献34附录351绪论1.1研究背景地球表面虽然被水覆盖的面积超过地球总面积的一半,但能被利用的水资源仅占其中很小很小的一部分。我国的水资源分布不均,人口数目庞大,因此我国的人均淡水资源量远远低于世界淡水人均资源量。世界上平均每天大约有200吨的垃圾被随意地倒入河流、湖泊和小溪,造成了本就短缺的淡水资源的污染,这对于很多正在面临着严重缺水的国家无非是个大危机。国家和各地方的管理人员应该逐渐加强在保护环境这块的意识,增加在这一块发展上的投资和建设措施。近年来,我国在污水处理这个行业上得到了快速的发展,每年处理的污水总量在不断地增加,处理的效率也在逐渐得到提高。由此,我国应制定和完善一系列的法律法规来促进污水处理产业的发展,建立一套较为完整的监控体制来保证这个行业的平稳的发展和扩大,努力将污水处理这个行业发展的更加市场化和产业化。污水处理行业在我国有着很可观的发展前景,未来我国在此行业上的道路令人憧憬[1]。1.2研究意义每个国家在经济得到快速的发展下,各种工业也得到相应的发展来适应人们日常生活中的各种需求,不管是人们日常还是工业生产都离不开水的供应,随之同时也产生了大量的污水。如果这些污水在没有被净化的状况下排出,必然会给周遭的环境造成一定程度的污染。我国处于缺失状态的城市就有几百个,这几百个城市中有部分是长期处于严重缺水状态的城市,根据有关的分析和统计,全国按照人们日常生活对水的正常需求,每年的缺水总量将达300亿立方米左右,其中因为缺水而导致的经济上的损失就有几千亿人民币之多。水资源的缺乏已经对人民的日常生活造成了严重的负面影响,同时对国家在经济建设方面的也有很大的影响。污水不能随意排放,应该用一定科学的程序净化之后再合理被利用。因此,建设出符合我国发展情况的污水厂自动控制系统,对于降低污水处理成本、改善周围环境、建立可持续发展社会、保持我国经济高速发展都具有重大的意义。1.3污水处理的研究现状随着当今在自动控制技术、信息通讯技术和现场总线技术方面的迅速发展,国外的污水处理厂基本在很早之前就能实现工艺的自动控制生产,也取得了相应地较好的效益。国外的污水处理工艺主要有以下几个特点:在水质的分析方面采用仪表的在线分析,能够实时地监测到整个系统生产过程中的水质变化,上位机随时将监控到的数据进行记录,水质得到及时的分析和反馈;智能控制整个系统的生产过程,对应的控制方式可以根据水质的变化来进行相应的调整;采用了相应的遥控设备,其中充分利用到了一些相关的社会信息资源。在国内,污水处理在控制方式方面采用手动和自动两种控制方式并用的方法,同时自制和引用共同发展。国内污水处理方面在最初发展之际主要采用的检测工具是热工仪表,厂中大都采用集中巡检;在中期发展之际主要采用分析仪表和分布式控制系统这两种检测技术;在近些年发展之际,污水处理工艺主要发展方向是自动控制这个方面,并获得了较好的成绩.国内污水处理工艺主要有以下几个特点:一些新建起的污水处理厂因为引进了国外的新技术,一般都采用了手动和自动两种控制方式相结合的主要控制方法。大部分早起建立的污水处理厂仍然达不到较高的自动化控制水平,并且由于国产的仪表在稳定性方面还没法达到生产的要求,因此国外的仪表被较多的使用着,价格过于贵的原因导致没有得到广泛的运用.目前国内的水质的检测主要还是通过实验人员对水质进行实现的检测来得到结果;污水厂里的每个控制站间没有信息的交换,完全独立完成操作;监控过程中监控系统很少被使用到,没法对全厂的每个部分进行实时监控;报表统计的工作也是由厂里的工作人员到现场手工进行记录后再统计来完成[2]。国内与国外的污水处理在自动控制方面的发展存在着很大的差距,但是国内的自动控制这方面的前景应用非常广泛,也有很大的发展前景.1.4本文研究的主要内容与章节安排本文论述了污水处理系统的基本方式及其流程的组成部分、PLC技术在整个系统中的合理运用,主要由以下内容组成:1、根据常用污水处理的基本原理,设计了一套污水处理的总体方案。2、介绍了PLC技术在污水处理工艺上的应用,设计了相关的电气控制图和主电路图。3、对系统各部分的功能在软件上的设计,及相对应的系统在组态模拟运作上的设计。本课题以实际课题为背景展开工作,主要完成了污水处理的PLC自动控制和上位机的组态监控画面设计,主要的章节安排如下:第1章介绍了选择研究本课题的背景和意义,并对此行业在国内外的发展进行了比较。第2章根据常用的污水处理的基本工作原理,介绍了本文中污水处理工艺的设计,并对流程中各部分的组成进行了详细的功能解说。第3章介绍了本设计中的PLC选型,描述了本设计中的电气控制系统的设计、主电路图和PLC的I/O资源配置。第4章介绍了污水处理系统的软件设计部分,总体流程软件方面的设计介绍与各不同部分的软件方面的设计解说。第5章介绍了组态监控软件在系统开发过程中的应用,概述了组态画面的设计和动画的连接操作。2系统总体设计方案2.1污水处理介绍污水处理是我国水污染和环境污染的主要原因,这就要求国家将节水和水资源的保护当做环境保护的重要策略,努力完善当前在这个污水处理这个方面上的基本设施的建设.2。1。1污水处理总体概念水资源被使用产生的污水绝大多数情况下都是被直接排放到可利用的水体中,严重污染了环境,同时这些没被处理过的污水中含有很多有害物质,有些甚至会使人生病。被处理过的污水一般有三个排放途径:1、排放至水体;2、灌溉田地;3、重复使用。未被处理过的污水中好氧的有机物的性质状态稳定,微生物利用自己的新陈代谢的功能将有害的有机物降解为二氧化碳、水、硝酸根离子等稳定状态的无机物.污水中的有机物在处理过程主要是靠微生物的分解作用,因此在此环节中会消耗掉水中大量的溶解氧2.1.2常用污水处理基本原理一般在选择合适的污水处理工艺时要根据处理对象和处理环境的不同这两个方面进行考虑。因此,要根据实际的的污水处理情况和周围环境,来认真考虑决定采用何种处理工艺完成污水的净化处理工作.污水处理的一般方法主要有物理、化学、生物或几种混合使用的方法。根据污水处理的实际情况,这些处理方法可以独立地被使用,也可以几种一起使用。常用的处理方法主要是生物处理方法占主要部分,化学和物理则是辅助其更充分地完成处理工作[3]。常用的污水处理中使用的生物处理方法,主要是利用污水中活性污泥所含有的微生物的氧化分解作用达到净化水质的效果。污水中的有机有害物比较不稳定,微生物吸附在有机物的上,消耗水中的溶解氧进行氧化作用,将有机物分解为稳定的无机物,再经过污水的沉淀,水中分解得到的无机物就被清除,起到了净化污水的作用。2.2系统的总体设计2.2.1工艺总流程设计本设计中污水处理工艺流程图如图2—1所示。污泥回流泵污泥回流泵曝气风机出水出水进水池(进水泵)进水池(进水泵)进水粗格栅细格栅曝气池沉淀池粗格栅细格栅曝气池沉淀池搅拌机搅拌机图2—1本设计污水处理工艺流程图本设计中根据传统活性污泥法的工作原理,主要采用了氧化还原处理工艺来完成对污水的杂质处理,整个流程是按“进水,氧化(空气氧化),出水”周期性的进行处理工艺。本设计工作原理与传统活性污泥法相同,但是又在后者的基础上对其系统的部分功能进行了相应的改进,改进的部分主要是对污泥进行氧化处理这个步骤中,设计中在曝气池处多增加了一个搅拌机和一个曝气风机,在曝气池占地小的前提下达到对一定量污水进行相同的氧化效果;并且在氧化处理前多增加了粗细格栅机的初步处理工序,主要是完成对污水中的固体杂质进行过滤[4]。从系统的污水进入到处理后清水的排出作为整个污水处理工序的一个完整周期.基本操作运行程序:进水泵开启,污水进入,经过除沙、氧化和沉淀的一系列处理工序,处理完的清水排出,没处理完的污水经过污泥回流到进水池进行二次处理。此流程中,各个电机的自动控制下的运行都是按一定的系统要求来实现的,本文采用了PLC技术来完成对电机自动控制方面上的技术设计.2。2.2系统各部分功能分析根据上面所述的污水处理工艺流程可以将整个处理流程全过程分为进水系统、除砂系统、氧化系统、沉淀系统和污泥回流系统这五个主要的系统[5]。进水系统:系统的进水主要由水泵组成,水泵的停止与运行是通过安装在进水池中的液位传感器对实际液位的检测来决定的.当检测到进水池中的实际液位低于系统设定要求的最低液面时,进水泵便开始工作;当检测到进水池中的实际液位高于系统设定要求的最高液位时,进水泵就停止工作。除砂系统:除砂系统主要是由粗格栅和细格栅两个部分组成,主要功能是粗格栅除去污水中大块固体状的物体,细格栅更进一步地净化污水中较小颗粒状的物体,将污水中没有被粗格栅去除的更细小的沙粒状杂质滤除。其中两者均是根据程序设定时间进行间歇工作,即根据系统中设定的时间进行停止和工作两个状态进行交替地工作。3、氧化系统:氧化系统是工业污水处理中最重要的环节,主要由曝气风机和搅拌机组成,主要功能是对污水进行生化处理,分解污水中含有的有害的有机物质,使其能够达到一定的要求水质标准。其中曝气池中装有搅拌机,搅拌机的作用是使污水和活性污泥处于剧烈的搅拌状态,让它们充分混合接触,与此同时曝气风机在整个系统上电运作的全过程中一直持续工作,这样将使得污水中的活性污泥的更加充分地对不稳定的有机物进行氧化分解为稳定的无机物,能够最大限度地除去污水中含有的有害物质.4、沉淀系统:沉淀系统主要由沉淀池组成,主要功能是对氧化过的污水进行物理沉淀,将污泥和清水分离。5、污泥回流系统:此系统主要由污泥回流泵组成,主要目的是将没达标的污水输送到流程最开始环节,对污水进行二次处理。污泥回流泵的停止与运行通过安装在沉淀池中的液位传感器对实际液位的检测来决定的。当检测到沉淀池中的实际液位低于系统设定要求的最低液面时,污泥回流泵就停止工作;当检测到沉淀池中实际液位高于系统设定要求的最高液面时,污泥回流泵便开始工作.系统在自动控制运行模式下,氧化系统中的曝气风机和搅拌机在PLC程序的控制下是持续进行运行;进水系统中的进水泵和污泥回流系统中的污泥回流泵是根据PLC将接收到的传感器反馈频率与程序要求的液位频率进行比较后,向水泵发送运行或停止的信号;除砂系统中的粗细格栅机是根据PLC程序设计中的停止和运行的设定时间值,完成对粗细格栅机间歇运行的控制。2。3本章小结本章叙述了常用的污水处理工艺的基本原理,介绍了系统的总体设计,并对系统各组成部分的功能进行了详细的解说分析。3基于PLC的电气控制部分设计3。1PLC的简介PLC(ProgrammableLogicController)全称为可编程控制器,是一款专为工业生产中用到的数字运算操作的电子式的装置。PLC主要是用能够编写程序的存储器来实现一系列的可操作运算,包含逻辑、数字和算术运算等,输入和输出由数字化和模拟化两种方式实现,能够控制生产过程和生产中的各类机械[6]。3。1.1PLC选型根据污水处理系统的电气控制系统的功能要求,以及其复杂程度,从经济性、可靠性等各个方面的考虑,最终本设计用到的电气控制系统的开发技术选择的是由西门子公司开发的S7—200系列的产品[7]。由于污水处理的电气控制系统中涉及到较多的输入和输出端口,控制过程的实现方面相对较为复杂,因此采用了CPU226的PLC机作为该控制系统涉及开发技术的主机。CPU226在污水处理系统使用到的数字量的输入点和输出点都比较多,因此除了主机自带的那些一定量的I/O口的数量外,还需要更多些能够扩展的的I/O模块。其中的输入点和输出点正好能够充分满足本设计的系统在控制这一方面对I/O口的需求量。在本系统中,由于使用到了对模拟量方面的采集和控制这两个功能的需求,因此还需要一个能够再次扩展的模拟量的输入和输出模块。西门子的S7—200系列配置了专门能后适应系统中模拟量的输入和输出模块即为EM235,该模块在分辨率方面较高和在输出方面有较强的驱动能力,可满足控制系统的功能要求。3。2污水处理系统电气控制系统总体设计3.2.1控制系统方案设计操作面板操作面板PLC液位高度传感器显示面板各类泵运行格栅机定时运行图3-1电气控制系统框图工作过程:在手动状态下,各类设备的控制根据对操作面板上的按钮操作来控制,无逻辑控制,不根据液位高度传感器的状态和设定的时间进行控制。在自动方式下进行闭环控制,系统根据检测的液位高度状态和设定的时间来对设备进行启停控制,其工作过程如下。1、系统上电电源接通后,按下自动控制按钮,自动控制方式被启动,系统中的搅拌机和曝气风机随即也被启动。2、运行粗、细格栅机,进行间歇运行,即运行一段时间然后停止一段时间,循环进行.3、进水泵根据进水池中反馈得到的实际液位与系统控制要求的液位进行比较后再决定其运行或停止.4、污泥回流泵根据沉淀池中反馈得到的实际液位与系统控制要求的液位进行比较后再决定其运行或停止。3.2.2控制系统硬件主电路设计1、电气控制主电路图[8]本设计的污水处理系统的主电路如图3—2所示。图3—2污水处理系统主电路图主回路中交流接触器KM1、KM2、KM3、KM4、KM5、KM6分别控制进水泵、粗格栅机、细格栅机、曝气风机、搅拌机、污泥回流泵这六个电机的启动与停止。这六个电机分别由六个相对应的热继电器FR1、FR2、FR3、FR4、FR5、FR6分别实现对各自所在的电路中确保其安全的过载保护功能。QF0为整个电路中的电源总开关,其功能是既可实现对主电路的短路保护作用,又起到了对三相交流电源进行电源分流的作用,在使用和维修方面也很方便。电路中安装的断路器QF1、QF2、QF3、QF4、QF5、QF6分别能够实现各自所在的与之相对应的分电路中所连接设备的安全方面的过载和短路保护作用的功能。控制电源路上的熔断器FU在电流过大时熔断自身切断电路起到保护作用。其中主电路中的控制电源部分的电路图如图3-3所示。图3-3污水处理电源控制电路图电路图的上方部分连接的器件是中间继电器KA,此继电器在电路中是具有一定的带负荷能力,上图中所示的电路中的中间继电器KA主要是为了替代小型接触器来实现其后者的功能。当接触器KM的线圈在不通电的情况下,与之相对应的KM接触点也一直保持着电路断开不导通的状态;KM线圈在通电的情况下,相对应的KM触点也就被接通,从而实现了由控制电路中的送电和断电来控制主电路中的各个电动机的启动与停止。电路中的热继电器FR在此电路中依旧是保护电路安全起到过载保护的功能。2、PLC电路控制设计根据上文中对整个工艺流程的介绍,对PLC的型号的选择,绘制的系统原理主电路图和控制电路中的电路连接图[9],来绘制本系统的PLC控制连接电路的原理图,同时完成系统控制中的I/O口的分配工作,将其对应的功能用表格的方式绘制下来。图3-4为污水处理系统PLC控制电路原理图。图中的PE为接地,输入端连接的接触器起到电路的送电和断电的作用,接触器下方接入的热继电器FR则起到保护电路的作用,输出端串联的中间继电器KA在电路中起到了消除干扰,保证了输出信号的稳定性。图3-4污水处理系统PLC控制电路原理图3。2.3PLC的I/O资源配置根据系统的功能要求,对PLC的I/O进行配置[10],具体分配见表3-1、表3—2。1、数字量输入部分:表3-1数字输入量地址分配输入地址输入设备输入地址输入设备I0.0进水泵接触器I0。3曝气风机接触器I0.1粗格栅机接触器I0.4搅拌机接触器I0.2细格栅机接触器I0。5污泥回流泵接触器2、数字量输出部分:表3-2数字输出量地址分配输出地址输出设备输出地址输出设备Q0.0进水泵启动Q0.3曝气机启动Q0.1粗格栅机启动Q0.4搅拌机启动Q0。2细格栅机启动Q0.5污泥回流泵启动3、软元件设置在设计程序过程中,会用到许多中间继电器、寄存器、定时器等软元件,为了便于编程及修改,将用到的软元件列出,如表3—3所示。表3-3软元件设置元件意义内容备注M0.0自动启动标志On有效M1.0进水泵手动启动标志On有效M1。1粗格栅机手动启动标志On有效M1.2细格栅机手动启动标志On有效M1.3曝气风机手动启动标志On有效M1.4搅拌机手动启动标志On有效M1。5污泥回流泵手动启动标志On有效M2.0进水泵自动启动标志On有效M2.1污泥回流泵自动启动标志On有效T37粗格栅机停止时间6001minT38粗格栅机运行时间6001minT39细格栅机停止时间6001minT40细格栅机运行时间6001minC0粗格栅机停止中间计数器VW100C1粗格栅机运行中间计数器VW102C2细格栅机停止中间计数器VW104C3细格栅机运行中间计数器VW106VD208进水实际液位寄存器续表3-3VD212进水要求最高液位寄存器VD216进水要求最低液位寄存器VD228回流实际液位寄存器VD232回流要求最高液位寄存器VD236回流要求最低液位寄存器3.3本章小结本章在系统总设计要求基础上,完成了系统电气控制的设计,包含了系统硬件主电路图、电源控制电路图和PLC控制电路图的绘制,PLC的I/O资源配置。4污水处理系统软件设计在本设计中主要用到的是S7-200系列的CPU226来完成系统软件方面的设计,上面主要介绍了污水处理控制系统的结构、工作原理和电气控制部分的结构,硬件结构的总体设计基本完成后,下面就要介绍的是系统的软件设计部分,根据系统设计中对整个流程中每个部分控制要求和已完成的全流程的控制电路上的设计,来进行系统的软件编程设计。在软件的设计中,所有部分的软件设计过程均是先按照系统实现的功能要求画出相对应的流程框图,再根据每个不同的部分所要实现的不同的功能要求来对其进行软件编程方面的设计,这样就提高了程序编写工作的效率[11]。4。1污水处理系统软件设计总体概述根据上文中所设计系统的控制要求,整个系统的控制方式主要可以分为两种控制模式:手动控制方式下的控制模式、自动控制方式下的控制模式.在手动控制方式的控制模式下,整个系统所涉及到的每个部分的电机都可以独立被操作,单独实现其运行和停止;在自动控制方式的控制模式下,系统中所涉及到的每个部分的电机均按照系统中所要求的一定的顺序来实现其运行和停止.如图4—1所示。手动和自动控制转换的对应梯形图如图4—2所示。开始开始手动?手动控制自动控制是否图4-1控制模式选择图M0.0接通后,系统有手动切换到自动,由M1。0起始的6个位(即M1.0~M1.5)均复位,即系统中的电机都恢复到程序的默认操作设置状态.图4—2手动自控转换梯形图4.1。1手动控制模式在手动控制模式的操作状态下,每个电机的工作状态是独立完成的,即操作人员可根据系统的实际需要随机控制电机的启动和停止,没有一定的规律和模式所言,操作过程如图4-3所示。在此手动控制的模式下,操作人员可以通过每个电机对应的操作按钮来对格栅机、曝气风机、搅拌机、各类泵的启停进行控制。进水泵启停进水泵启停污泥回流泵启停手动控制粗格栅机启停细格栅机启停曝气风机启停搅拌机启停图4-3手动控制模式流程图4.1。2自动控制模式当整个系统接通电源上电后,系统默认的是手动控制方式的控制模式,只要操作人员按下手动和自动控制转换控制界面上的自动控制方式的控制模式的启动按钮,系统就将在自动控制方式的控制模式的状态下开始工作,其整个流程的工作过程包括以下几个方面。(1)当系统上电后,按下自动控制模式启动按钮,启动曝气风机和搅拌机。(2)启动进水泵。(3)启动粗格栅系统。(4)启动细格栅系统。(5)启动污泥回流泵.上面所叙述的工作过程并不是系统中实际电机运行的顺序控制工作方式,实际的工作流程是按照PLC对检测到的传感器实际反馈的状态进行分析后再控制电机的运作,其控制模式流程如图4-4所示。启动进水泵启动进水泵启动污泥回流泵自动控制启动粗格栅机启动细格栅机启动曝气风机启动搅拌机图4—4自动控制模式流程图4。2污水处理各个部分软件的设计在以上绘制的自动控制模式流程图中,主要调用了长个系统中各个被控制部分系统的程序,其中包含五个部分的系统程序:粗格栅系统程序、进水泵程序、细格栅系统程序、曝气氧化系统程序、污泥回流泵程序。由于自动控制模式下,在整个系统运行过程中,曝气氧化系统中的曝气风机和搅拌机持续运行,因此下面的程序软件设计中主要介绍对于粗细格栅系统、进水泵和污泥回流泵这三个部分的运行程序的工作过程进行详细设计解说。4.2.1粗细格栅系统程序本设计中粗细格栅系统的工作过程一样,因此下面只介绍粗格栅系统工作过程。工作过程主要有以下几个方面:(1)系统的自动控制模式开启之后,粗格栅机停止不运行,停止状态定时时间为4min.(2)停止的定时时间4min结束后,粗格栅机开始运行,运行状态的设定时间为1min.(3)运行的定时时间1min结束后,粗格栅机停止运行4min后,再运行1min,整个操作过程如此循环运行.粗格栅机系统工作流程图如图4—5所示。其工作状态的对应梯形图如图4—6。否否开始是粗格栅控制手动控制粗格栅机不运行自动控制开启?粗格栅机运行运行时间到?停止时间到?是是否否图4-5粗格栅系统工作流程图T37为粗格栅机停止4min的定时器,C0为粗格栅机停止时间的计数器,T38为粗格栅机运行1min的定时器,C1为粗格栅机运行时间的计数器。图4-6粗格栅系统工作梯形图4.2。2进水泵程序进水泵主要的功能根据进水池中的液位检测传感器反馈的实际液位对进入系统的污水量的控制,其工作过程包括以下几个方面:(1)自动控制开启后,进水泵开始运行,并检测液面的高低。(2)若实际液面低于最低要求液面,进水泵持续运行。(3)若实际液面高于最高要求液面,进水泵停止运行,否则启动进水泵,如此循环运行。进水泵工作流程图如图4—7所示。对应梯形图如图4—8。开始开始进水泵控制高于最高要求液面?低于最低要求液面?停止进水泵手动控制是否否是是否启动进水泵自动控制开启?图4—7进水泵工作流程图进水泵在自动控制状态下,当液位传感器检测到进水池中的实际水位VD208高于系统最高要求的水位VD212时,进水泵M2.0就复位即进水泵停止运行工作;进水池中的水位VD208低于最低要求的水位VD216时,进水泵M2.0置位保持开启的状态,持续进水。图4-8进水泵工作梯形图4.2.3污泥回流泵程序污泥回流泵主要功能是将未能处理的污泥回流到处理系统的起始处进行再次处理。其工作过程包括以下几个方面:(1)自动控制开启后,污泥回流泵泵开始运行,并检测液面的高低。(2)若实际液面高于最高要求液面,污泥回流泵持续运行。(3)若实际液面低于最低要求液面,污泥回流泵停止运行,否则

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