基于一体化活性污泥法的城市污水处理控制系统研究

【摘要】：LIER-POOLK污水处理工艺，又称一体化活性污泥法，由专门设计的自控系统与生物反应池组成，具有占地、投资、能耗和运行成本四低的特点，是新世纪最有前途的污水处理技术之一。该工艺所需设备和仪表繁多，工序随时间、空间轮换，自动化要求非常高，所以对自控系统有很强的依赖性。 本课题创新性地采用二维矩阵控制设计来实现污水在同一特殊的反应池中自动完成进水、厌氧生化、兼氧生化、好氧生化、沉淀、出水、排泥等功能；通过污水处理工艺控制矩阵图，在污水成分、气候、进水流量变化时，可以方便、快捷的调整污水处理控制工艺，满足污水处理厂安全、稳定运行的要求。在本项工程中，运用以上的技术设计，将多达27台(套)的工艺设备置于自动工艺运行的控制之下，实现多达32个细分工序的工艺步骤。实现工艺细化：提供32个工艺时序控制功能，时序可以自由组态；工艺设备也可以自由组态，从而生成任意多种工艺控制流程，实现配方化管理。自动工序工艺运行的全部参数，都可以在中央监控室通过控制网络重新设置到PLC自动控制程序中，从而生成全新的污水处理工艺流程，以适应污水成分、气候、进水流量等的变化。 本系统上位计算机监控系统设计采用WinCC 5.1组态软件作为开发和运行平台，完成了污水处理工艺过程监控，污水处理工艺运行管理，污水处理工艺管理。 本文在城市污水处理自动化、智能化方面作了一些探索和研究，籍此能够对现有城市污水处理系统的改造、新型污水处理智能设备和自控系统的设计提供一些借鉴和参考，以提高我国城市污水处理系统的技术水平和自动化、智能化管理应用水平。 【关键词】：污水处理 自动控制 二维矩阵控制 PLC WinnCC
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：X703
【目录】：

• 中文摘要4-5
• 英文摘要5-8
• 1 绪论8-12
• 1.1 引言8
• 1.2 课题意义8-9
• 1.3 国内外现状综述9-10
• 1.4 研究目的、内容、技术路线10-12
• 2 城市污水处理典型工艺流程12-36
• 2.1 城市污水处理工艺概述13
• 2.2 城市污水生化处理典型工艺流程13-33
• 2.2.1 生化处理基本原理及一般过程13-14
• 2.2.2 生化处理的种类14-15
• 2.2.3 传统活性污泥工艺及其变形15-18
• 2.2.4 生物脱氮除磷工艺18-21
• 2.2.5 生物氧化沟工艺21-27
• 2.2.6 SBR活性污泥工艺27-33
• 2.3 LIER-POOLK(一体化活性污泥法)工艺33-36
• 2.3.1 LIER-POOLK工艺原理33-34
• 2.3.2 工艺特点34-36
• 3 自控系统总体方案设计36-57
• 3.1 自控系统构成37-42
• 3.1.1 SIMATIC NET工业以太网络组件37-39
• 3.1.2 工艺过程控制PLC控制站组成39-42
• 3.2 各PLC站控制、检测对象描述42-49
• 3.2.1 提升泵房42-44
• 3.2.2 细格栅沉砂池44-46
• 3.2.3 鼓风机房46-47
• 3.2.4 一体化生物反应器47-49
• 3.2.5 污泥脱水机房49
• 3.3 主要控制对象的控制及相关工艺参数设定49-52
• 3.3.1 潜污泵49-50
• 3.3.2 细格栅除污机50
• 3.3.3 无轴螺旋输送压榨一体机50
• 3.3.4 钟式沉砂池50-51
• 3.3.5 鼓风机51
• 3.3.6 进气电动阀51
• 3.3.7 DN1000、DN800、DN700附壁闸门51
• 3.3.8 DN150电动排泥阀51-52
• 3.3.9 剩余污泥泵52
• 3.3.10 搅拌器、回流泵52
• 3.4 现场工程师操作站52-53
• 3.5 一体化生物反应器PLC自动控制程序53-57
• 3.5.1 传统PLC程序设计方法的局限53-54
• 3.5.2 二维矩阵控制设计特点54
• 3.5.3 PLC运行程序设计54-55
• 3.5.4 PLC运行程序与上位计算机监控系统通讯55-57
• 4 上位计算机监控系统设计57-68
• 4.1 开发和运行平台57
• 4.2 上位监控系统通用功能57-59
• 4.3 上位监控系统设计59-65
• 4.3.1 污水处理工艺过程监控60-62
• 4.3.2 污水处理工艺运行管理62-65
• 4.4 污水处理工艺管理65-68
• 5 结束语68-69
• 致谢69-70
• 参考文献70-72
• 独创性声明72
• 学位论文版权使用授权书72

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