一种基于plc的mbr污水处理系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于PLC的MBR污水处理系统，包括格栅槽、调节池、缺氧池、曝气池、MBR膜池、消毒池以及PLC系统，格栅槽通过管道与调节池相连，调节池通过管道与所述缺氧池相连，缺氧池、曝气池、MBR膜池一体化依次相连，MBR膜池通过管道与所述的消毒池相连。PLC控制系统分别与各工艺池内的仪表设备及各进出水泵相连，以实现整个处理流程的自动化控制。本实用新型结构简单，占地面积小，并且克服了传统活性污泥法易发生污泥膨胀的弊端。实现了对MBR工艺时间控制，顺序控制的自动化。
【专利说明】
一种基于PLG的MBR污水处理系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及污水处理技术领域，具体涉及一种基于PLC的MBR污水处理系统。
【背景技术】
[0002]MBR为膜生物反应器(Membrane B1-Reactor)的简称，是一种将膜分离技术与生物技术有机结合的新型水处理技术，它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物截留住，省掉二沉池。膜-生物反应器工艺通过膜的分离技术大大强化了生物反应器的功能，使活性污泥浓度大大提高污泥停留时间(SRT)可以分别控制及水力停留时间(HRT)0
[0003]现有的MBR工艺流程冗长繁琐且自动化程度较低，操作控制复杂，对操作人员要求也较高。
【实用新型内容】
[0004]为了解决上述技术问题，本实用新型提出一种基于PLC的MBR污水处理系统，以实现MBR污水处理系统的自动化控制。
[0005]具体方案如下:一种基于PLC的MBR污水处理系统，包括格栅槽、调节池、缺氧池、曝气池、MBR膜池、消毒池以及PLC系统，所述的格栅槽通过管道与调节池相连，所述的调节池通过管道与所述缺氧池相连，所述的缺氧池、曝气池、MBR膜池一体化依次相连，所述的MBR膜池通过管道与所述的消毒池相连，所述的格栅槽内设有格栅，所述的调节池内设置有潜水排污栗、第一液位计以及与MBR膜池相连的回流管，所述的缺氧池内设置有潜水搅拌器，所述的曝气池设置有第一鼓风机以及曝气器，所述的MBR池设置有第二鼓风机、第二液位计以及膜清洗设备，所述的格栅槽与调节池相连的管道设置有第一电控阀；所述的调节池与缺氧池相连的管道设置有第二电控阀；所述的缺氧池出水口设置有第三电控阀；所述的曝气池出水口设置有第四电控阀;所述的MBR膜池与消毒池相连的管道设置有第五电控阀;所述的PLC系统分别与所述的第一电控阀、第二电控阀、第三电控阀、第四电控阀以及第五电控阀相连，所述PLC系统所述的PLC系统分别与所述第一液位计、第二液位计相连。
[0006]其中，所述的PLC系统包括上位机以及PLC控制器。
[0007]进一步的，所述的上位机为人机界面。
[0008]与现有技术相比，本实用新型无需二沉池，工艺设备集中，可去除氨氮及难降解有机物，实现了高效的固液分离，出水水质优质稳定，剩余污泥产量少，占地面积小，并且克服了传统活性污泥法易发生污泥膨胀的弊端。实现了对MBR工艺时间控制，顺序控制的自动化。
【附图说明】
[0009]图1是本实用新型的实施例的结构示意图；
[0010]图2是本实施例PLC系统控制结构框图。
【具体实施方式】
[0011 ]现结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进一步说明。
[0012]参阅图1，本实用新型的污水处理工艺流程如下:污水—格栅槽—调节池—缺氧池—曝气池—MBR膜池—消毒池—达标排放，MBR膜池—污泥脱水—消毒后作为危废外运。
[0013]本实施例中，格栅槽内安装格栅，格栅主要用来拦截污水中的大块漂浮物，以保证后续处理构筑物的正常运行及有效减轻处理负荷，为系统的长期正常运行提供保证。格栅选用不锈钢格栅，规格600mmX 1000栅条间隙为15mm。栅渣需定期清理，可作垃圾处理。
[0014]本实施例中，由于进入调节池的水质、水量不一样，因此为使处理系统连续稳定地运行，同时调节水量和均化水质，设计有MBR膜池一调节池的回流管，调节池的设计有效容积能够满足每天的处理要求。调节池内置潜污栗及回流措施，以保证一定的额定流量提升至后续生物处理系统，减少水量对系统的冲击负荷。同时为保证调节池内不沉积污物，设置潜水搅拌器进行搅拌。调节池采用钢筋混凝土结构，埋地设置，设计有效水深为3.0m。
[0015]本实施例中，污水进入缺氧池，同时进入的还有膜池的回流污泥。缺氧池的首要功能是脱氮，反硝化菌利用污水中的有机物作为碳源，将膜池回流污泥中带入的大量N03-和N02-还原为N2并释放到空气中，BOD浓度继续下降，N03-浓度也大幅度下降。池内设潜水搅拌器。缺氧池采用钢筋混凝土结构，埋地设置，设计有效水深为3.3m。
[0016]本实施例中，在曝气状态下中大量繁殖的活性污泥中微生物以及硝化菌群、磷细菌，降解或吸附水中含碳、氨氮、磷有机污染物质，以达到净化水质的目的。池内设置管式橡胶微孔曝气器，具有良好的氧转移率。曝气池采用钢筋混凝土结构，埋地设置，设计有效水深为3.3m。
[0017]本实施例中，MBR膜池利用膜对生化反应池内的含泥污水进行过滤，实现泥水分离。一方面，膜截留了反应池中的微生物，使池中的活性污泥浓度大增加，达到很高的水平，使降解污水的生化反应进行得更迅速更彻底，另一方面，由于膜的高过滤精度，保证了出水清澈透明，得到高质量的产水。膜池设置MBR膜组件系统及配套的出水、反洗、清洗、吹扫等系统。MBR膜区内的吹扫(曝气)有两个用途，一是用于膜组件周围的气水振荡，保持膜表面清洁，二是为提供生物降解所需要的氧气。通过膜的高效截留作用，全部细菌及悬浮物均被截流在曝气池中，可以有效截留硝化菌，使硝化反应顺利进行，有效去除氨氮；同时可以截留难于降解的大分子有机物，延长其在反应器中的停留时间，使之得到最大限度的降解。剩余污泥通过膜池剩余污泥栗定期排出，可控制系统内活性污泥的浓度。膜池采用钢筋混凝土结构，埋地设置，设计有效水深为3.3m。
[0018]本实施例中，经膜过滤的出水尚有一部分病毒不能被去除，出水再经消毒(紫外线消毒器或是二氧化氯消毒器装置)即可达标回用，本工程采用紫外线消毒。消毒后的水通过接触消毒池排往市政污水管网。消毒池采用钢筋混凝土结构，埋地设置，设计有效水深为3.5m。膜池的剩余污泥经污泥栗抽吸至叠螺机压缩水分，定期抽吸、压榨、外运，由于膜生物反应器工艺产生的污泥较少，3个月或半年抽吸一次即可。
[0019]参阅图2，本实施例中PLC系统控制结构图，PLC系统包括PLC(可编程控制器)以及上位机HMI (人机界面)，其中污水处理系统内包括调节池及MBR膜池内的液位计组成仪表系统，仪表系统由各种传感器和变送器组成。变送器的标准直流信号(或电压信号)首先送至PLC，然后PLC根据各仪表系统返回的参数，根据液位计各参数以及时间参数，PLC控制与其相连的各工艺池中的进水栗、出水栗以及鼓风机清洗设备进行工作。
[0020]本实施例中的工艺设备的控制分为两级:
[0021]第一级是PLC根据预定控制程序和现场实际情况，实行自动控制，无需人为干预(自动);PLC控制说明如下:
[0022]1、调节池的污水液位达到高水位(由液位计控制)，潜水栗I台开始工作，水位低是自动停栗(由液位计控制);
[0023]2、调节池的污水经膜前格栅过滤后进入缺氧池，缺氧池内的搅拌器工作，搅动缺氧池内的污水;再顺流入好氧池，经生化鼓风机气流，使微孔曝气器开始工作，经一定的时间停留，增强氧的利用率，分解微生物；
[0024]3、好氧池的水位达到高位时，膜进水栗开始抽水往膜池，待膜池的液位达到一定高位后(必须水位超过MBR膜组架1.0米高度)，膜出水栗开始生产出水，同时启动紫外线消毒装置，再次对污水中的各类微生物进行消毒处理；
[0025]4、紫外线消毒器排出的水进入接触消毒池，经过接触消毒池沉淀过后进入标准排放口，在标准排放口进行水质监测，合格后排入市政污水管网。(二氧化氯发生器作为备用消毒装置，和紫外线消毒装置交替使用)。
[0026]5、MBR膜的吹扫和清洗:
[0027]通过鼓风机鼓气，空气吹扫一般每隔8-12分钟停止产水，维持空气吹扫I分钟；吹扫空气引起水流及膜丝的波动，通过引起摆动和污染颗粒的剥落来达到清洗膜的目的。最大吹扫空气流量一般吹气量在2-5(m3/.hr片膜)，可以降低能耗，提高吹扫效果。
[0028]在线化学清洗，化学清洗可以将特殊的化学溶液有集水口反向通过膜组件到膜池一侧，也可以通过药剂侵泡的在线清洗过程。化学清洗除去了沉积膜表面的细菌和溶解有机颗粒，因此可以恢复TMP。在进行化学清洗时，过滤处于停止状态。实现清洗的设备包括PAM清洗罐、化学品加药桶和计量栗，计量栗可以控制流量，且适合抽送化学品溶液。
[0029]—般化学清洗应该至少每3个月进行一次，但也可以根据过滤过程可以在3-12周的范围内变动。这个周期可经过在线检测TMP与操作通量确定，一般TMP增加量>20KPa就可以必须化学清洗，在大通量运行时清洗必须频繁，清洗的时间需30-90分钟。
[0030]美能膜推荐以下化学清洗的程序:
[0031]a、溶液1: 100-500ppm有效氯的次氯酸钠；
[0032]b、溶液 2: 0.5_2%ppm 柠檬酸；
[0033]c、清洗用量:0.2-lL/m2膜元件+清洗管道体积。
[0034]第二级手动控制，当把相应控制柜上的“手动/自动”选择开关打到“手动”时，各设备实现手动操作。手动控制优先级最高，此时，PLC控制被屏蔽，现场设备可在就地控制箱或控制柜上实现开、停等人工操作。此种模式主要是用在设备安装阶段的单台调试或PLC故障时的操作。
[0035]本实施例中上位机，主要用于与PLC控制器数据同步显示及操作；将PLC控制器的逻辑语言表达成文字图像，使操作人员对设备操作一目了然。上位机通过以太网连接到PLC控制器，实现上位机和PLC控制器的数据交换，从而实现通过上位机进行整条生产线的操作，生产线上各个设备的各种状态及数据集成到上位机上显示。通过上位机的时间参数设置可以实现风机和栗的定时启动或停止，实时观察污水参数测量值和设备状态测量值，并通过设定值由PLC控制器来实施风机和栗的运行时间，最终满足水质达标，本实施例中的上位机为MM(人机界面)，其与PLC连接，以实现PLC的显示及触屏控制操作，自动档位时，按自动开机，则按如下流程进行运行:开启原水栗，污水可以进入集水池，当集水池的液位非低液位状态时，自动启动提升栗，开始往膜池送水，同时，搅拌器依触摸屏上的时间设置开始工作，风机也按HMI上时间设备启动，至此，自动控制准备就绪。各电机自动根据液位高低做相应的开启和停止动作。具备产水，反洗，和化学清洗的条件。风机按时间启动后，且膜池处于非低液位状态下，打开产水进阀和产水出阀，启动产水栗，开始进行产水的过程。这个过程做间歇时间控制，运行到指定时间后，打开反洗进水阀和出水阀，开始进行反洗的过程。反洗指定时间后，重新开始产水过程。如此循环运行。当压差超过负设定值(参数界面中设轩)，或设备连续运行指定时间后，则开启化学清洗阀，停止产水栗，I秒钟后，开启化学栗，开始化学清洗过程，化学清洗时间到达后，开启反洗阀，关闭化学清洗栗，I秒钟后开启反洗栗，运行10分钟反洗。反洗工作结束后，重新进入产水过程。如此循环运行。当点击停止按钮时，系统会停止产水栗和产水阀，进行最后一次反洗，反洗结束后，停止所有电机及阀门，系统恢复为手动档位。当生产现场有紧急情况时，按下控制柜上的急停按钮，PLC停止输出，所有电机及阀门关闭。紧急情况解除后，复位急停按钮，系统回到手动状态，确认具体正常生产条件后，选择自动开启，继续生产。
[0036]本领域的的相关技术人员应该知道，其他的上位机如计算机对HMI进行替代也是可行的，相比计算机，HMI体积小安装方便，耗电量少且易于操控，因此本实施例中采用HMI作为上位机对PLC进行控制。
[0037]尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种基于PLC的MBR污水处理系统，其特征在于:包括格栅槽、调节池、缺氧池、曝气池、MBR膜池、消毒池以及PLC系统，所述的格栅槽通过管道与调节池相连，所述的调节池通过管道与所述缺氧池相连，所述的缺氧池、曝气池、MBR膜池一体化依次相连，所述的MBR膜池通过管道与所述的消毒池相连，所述的格栅槽内设有格栅，所述的调节池内设置有潜水排污栗、第一液位计以及与MBR膜池相连的回流管，所述的缺氧池内设置有潜水搅拌器，所述的曝气池设置有第一鼓风机以及曝气器，所述的MBR池设置有第二鼓风机、第二液位计以及膜清洗设备，所述的格栅槽与调节池相连的管道设置有第一电控阀；所述的调节池与缺氧池相连的管道设置有第二电控阀；所述的缺氧池出水口设置有第三电控阀；所述的曝气池出水口设置有第四电控阀;所述的MBR膜池与消毒池相连的管道设置有第五电控阀;所述的PLC系统分别与所述的第一电控阀、第二电控阀、第三电控阀、第四电控阀以及第五电控阀相连，所述的PLC系统分别与所述第一液位计、第二液位计相连。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于:所述的PLC系统包括上位机以及PLC控制器。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于:所述的上位机为人机界面。
【文档编号】C02F9/14GK205635287SQ201620483493
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月24日
【发明人】郑运鸿, 花自强, 张辑
【申请人】厦门理工学院