基於PLC和SBR的家庭生活汙水處理方法及其系統與流程
2023-07-12 00:39:31 1
本發明涉及汙水處理領域，尤其涉及一種基於plc和sbr的家庭生活汙水處理方法，還涉及一種基於plc和sbr的家庭生活汙水處理系統。
背景技術：
國外的汙水處理技術起步比較早，在二戰後已經形成了大規模的汙水治理。到70年代末，英國、美國等大多數發達國家都投入巨資建設大型的城市汙水處理工廠，這些工廠大多採用了比較先進的汙水處理工藝如好氧酸化技術、sbr等，汙水處理效率高，對改善其國家的水體汙染問題起到關鍵性作用，也積累了豐富的汙水處理經驗。目前，國外的汙水處理技術已經達到很先進水平。大多的汙水處理廠已經用上了最先進的汙水處理技術，如升流式厭氧汙泥層反應器法、曝氣生物濾池法、內循環厭氧反應器法等。這些工藝汙水處理效率高，處理成本低。我國在汙水處理方面，早期的汙水處理研究比較多的問題土地汙染處理和複合生態系統的自然處理技術，並以這些研究結果為設計基礎，我國建立了氧化塘和土地廢水處理一些試點項目。我國最早的汙水處主要以活性汙泥法為主，並在活性汙泥法的基礎上研究出許多的汙水處理工藝，比如a/o法、cass法、ab法、ab法、a/a/o法等。
但是，我國的淡水資源空間分布很不均勻，南方的淡水資源多北方少，而且北方由於過度開發水資源，出現了河水斷流等現象。我國的淡水資源在不斷地減少，但是水汙染卻越來越嚴重，其中，很多的地方汙水沒有經過處理直接排放，造成環境汙染。人們每天生活產生的大量的生活汙水，能經過處理回收利用的很少。我國的生活汙水利用率和處理率很低，大城市對生活汙水採取一定的措施使得大部分的生活汙水得到處理和利用，水汙染不是很嚴重。但一些小城市乃至小城鎮的生活汙水處理就不容樂觀了。小城市由於沒有政策和資金的支持，沒有比較完善的汙水處理政策和處理設備，生活汙水大部分直接排放，汙染水環境。缺乏對生活汙水的處理，使得環境問題阻礙著這些城鎮的經濟發展，甚至嚴重威脅到人們的健康。
技術實現要素：
本發明的目的一是，提供一種基於plc和sbr的家庭生活汙水處理方法，可以有效的對生活汙水進行處理，從而保護環境。
本發明的目的二是，提供一種實現該方法的處理系統。
為實現該目的一，提供了一種基於plc和sbr的家庭生活汙水處理方法，其特徵在於：本方法還包括以下處理步驟：
步驟1：啟動系統，plc控制導入需處理的汙水，同時plc控制對汙水進行過濾；
步驟2：過濾後汙水導入sbr反應池，當sbr反應池中水位達到設定的液位，則進行反應，同時plc通過對sbr反應池中水的含氧量的實時檢測數據來控制向sbr反應池中吹入空氣的大小，以穩定sbr反應池中水的含氧量；
步驟3：反應結束後，plc控制將清水排出，並且plc控制將剩餘的泥水進行汙泥脫水，然後將汙泥脫水後的泥餅運走並且將汙水重新進行步驟1處理。
優選地，在步驟1中，通過粗過濾裝置和細過濾裝置分別對大雜質和小雜質進行；並且在步驟2中，當sbr反應池中水位達到設定的液位後，粗過濾裝置和細過濾裝置停止工作，同時，還對粗過濾裝置和細過濾裝置兩邊液位差進行檢測，當液位差超過設定值時則對粗過濾裝置和細過濾裝置進行去汙，直到液位差低於設定值。
優選地，在步驟2中，plc通過對sbr反應池中水的含氧量的實時檢測數據來控制向sbr反應池中吹入空氣的大小，其中，好氧反應時，控制sbr反應池中水的含氧量在不小於2.0mg/l，厭氧反應時，控制sbr反應池中水的含氧量不大於0.5mg/l。
優選地，在步驟3中，將汙泥脫水後的汙水導入剩餘汙水池，並且檢查剩餘汙水池的液位，當剩餘汙水池的液位高於設定液位時，則將剩餘汙水池中的汙水導出重新進行步驟1處理直到剩餘汙水池的液位低于于設定液位停止導出汙水，當剩餘汙水池的液位高於最高設定液位時發出報警。
優選地，該方法還能夠通過手動輸入控制信號來控制plc的工作，從而控制各步驟的進行。
為實現目的二，提供了一種基於plc和sbr的家庭生活汙水處理系統，包括用於導入汙水的進水裝置和用於導出清水的潷水裝置，還包括與進水裝置依次連接用於過濾大雜質的粗過濾裝置、用於過濾小雜質的細過濾裝置和用於有害物質反應分解的sbr反應池，所述sbr反應池與潷水裝置連接並且sbr反應池還設置有用於向sbr反應池中吹入空氣的鼓風裝置，所述sbr反應池通過一泥水脫水結構與粗過濾裝置連接，形成對剩餘汙水再處理的系統。
優選地，所述泥水脫水結構包括與sbr反應池連接的泥水導出裝置、與泥水導出裝置連接用於泥水脫水從而導出泥餅的泥水脫水機、與泥水脫水機連接用於盛裝剩餘汙水的剩餘汙水池、與剩餘汙水池連接用於將剩餘汙水池中汙水導入粗過濾裝置的汙水回流裝置。
優選地，所述sbr反應池還設置有用於對sbr反應池中水的含氧量進行實時檢測的含氧量檢測裝置。
優選地，所述sbr反應池還設置有用於加速sbr反應池反應的潛水攪拌機。
優選地，所述粗過濾裝置為粗格柵機，所述細過濾裝置為細格柵機，所述粗過濾裝置設置有第一清汙機，所述細過濾裝置設置有第二清汙機。
本發明與現有技術相比，其有益效果在於：
本發明通過plc控制汙水導入sbr反應池及清水導出後剩餘汙水的在循環處理，可以有效的對生活汙水進行處理，節約水資源，從而保護環境。在本發明中通過設置泥水脫水結構，能夠有效加強汙水的處理精度，從而避免汙水的排放，只需將泥餅排出。在本發明中通過plc控制工作能夠實現手動或自動化控制，提高了使用的實用性和自動化程度。在本發明中對粗過濾裝置和細過濾裝置兩邊液位差進行檢測能夠有效避免過濾裝置的堵塞，從而避免汙水處理的效率降低。在本發明中設置泥水脫水結構中設置剩餘汙水池既能沉澱汙水，又能通過集中處理節省泵的使用成本。sbr反應池設置鼓風裝置、含氧量檢測裝置和潛水攪拌機能夠有效的控制sbr反應池中的含氧量，從而加快反應效率將有害物質完全分解，提高汙水處理的質量。
附圖說明
圖1為本發明流程框圖；
圖2為本發明結構框圖。
具體實施方式
下面結合實施例，對本發明作進一步的描述，但不構成對本發明的任何限制，任何在本發明權利要求範圍所做的有限次的修改，仍在本發明的權利要求範圍內。
如圖1-圖2所示，本發明提供了一種基於plc和sbr的家庭生活汙水處理方法，本方法還包括以下處理步驟：
步驟1：啟動系統，plc控制導入需處理的汙水，同時plc控制對汙水進行過濾；
步驟2：過濾後汙水導入sbr反應池4，當sbr反應池4中水位達到設定的液位，則進行反應，同時plc通過對sbr反應池4中水的含氧量的實時檢測數據來控制向sbr反應池4中吹入空氣的大小，以穩定sbr反應池4中水的含氧量；
步驟3：反應結束後，plc控制將清水排出，並且plc控制將剩餘的泥水進行汙泥脫水，然後將汙泥脫水後的泥餅運走並且將汙水重新進行步驟1處理。
在本實施例中，反應進行過程還進行攪拌以加快反應效率。反應結束還包括對汙水進行沉澱，沉澱後上清液由潷水器抽出進入清水池。
在本實施例中，從經濟性和實用性的角度出發，作為控制裝置的plc選擇西門子s7-300plc做為主控制器，cpu為313c-2dp可以適用於比較複雜的控制過程和較多的輸入輸出接口，cpu自帶16數字量i/o輸入點數和16數字量i/o輸出點數已經符合系統的數字量輸入輸出接口。plc連接有觸控螢幕，該觸控螢幕為mcgs觸控螢幕，其採用mpi協議進行通訊，mpi協議是西門子研究出的一種用於plc之間的通訊協議，西門子s7-300plc數據接口是mpi，而mcgs觸控螢幕數據接口是rs232，mcgs觸控螢幕要讀取西門子s7-300plc各個寄存器的數據，要用到mpi適配器，並且要設置相關的參數，使得plc與觸控螢幕採用統一的數據傳輸速率進行通訊。
在本實施例中，各液位通過浮球液位開關進行檢測，其適用於腐蝕性、高溫、高壓如石油化工、汙水處理、醫藥等工業液位計量和控制，其結構簡單，調試簡便，可靠性高、高精度等特點。汙水處理過程需要對sbr反應池4和剩餘汙水池73的液位進行控制，對sbr反應池4和剩餘汙水池73過高時進行報警。浮球液位開關用浮球控制開關的通斷，當浮球上升時，浮球內的磁鐵遠離了彈簧片，彈簧片無法吸合，開關處於斷開狀態。當浮球下降時，浮球內磁鐵使彈簧片吸合，開關處於接通狀態。根據開關的狀態得知水位的高低，從而對水位進行控制。
在步驟1中，通過粗過濾裝置2和細過濾裝置3分別對大雜質和小雜質進行；並且在步驟2中，當sbr反應池4中水位達到設定的液位後，粗過濾裝置2和細過濾裝置3停止工作，同時，還對粗過濾裝置2和細過濾裝置3兩邊液位差進行檢測，當液位差超過設定值時則對粗過濾裝置2和細過濾裝置3進行去汙，直到液位差低於設定值。
在步驟2中，plc通過對sbr反應池4中水的含氧量的實時檢測數據來控制向sbr反應池4中吹入空氣的大小，其中，好氧反應時，控制sbr反應池中水的含氧量在不小於2.0mg/l，厭氧反應時，控制sbr反應池中水的含氧量不大於0.5mg/l。
在步驟3中，將汙泥脫水後的汙水導入剩餘汙水池73，並且檢查剩餘汙水池73的液位，當剩餘汙水池73的液位高於設定液位時，則將剩餘汙水池73中的汙水導出重新進行步驟1處理直到剩餘汙水池73的液位低于于設定液位停止導出汙水，當剩餘汙水池73的液位高於最高設定液位時發出報警。
該方法還能夠通過手動輸入控制信號來控制plc的工作，從而控制各步驟的進行。
在本實施例中，汙水處理過程中的參數和液位能夠根據需要進行設定，以滿足使用的需求。
如圖2所示，本發明還提供了一種基於plc和sbr的家庭生活汙水處理系統，包括用於導入汙水的進水裝置1和用於導出清水的潷水裝置5，還包括與進水裝置1依次連接用於過濾大雜質的粗過濾裝置2、用於過濾小雜質的細過濾裝置3和用於有害物質反應分解的sbr反應池4，sbr反應池4與潷水裝置5連接並且sbr反應池4還設置有用於向sbr反應池4中吹入空氣的鼓風裝置6，sbr反應池4通過一泥水脫水結構7與粗過濾裝置2連接，形成對剩餘汙水再處理的系統。sbr反應池4還設置有用於對sbr反應池4中水的含氧量進行實時檢測的含氧量檢測裝置9。sbr反應池4還設置有用於加速sbr反應池4反應的潛水攪拌機8。粗過濾裝置2為粗格柵機，細過濾裝置3為細格柵機，粗過濾裝置2設置有第一清汙機10，細過濾裝置3設置有第二清汙機11。第一清汙機10為粗格柵機清汙機，第二清汙機11為細格柵機清汙機。
泥水脫水結構7包括與sbr反應池4連接的泥水導出裝置71、與泥水導出裝置71連接用於泥水脫水從而導出泥餅12的泥水脫水機72、與泥水脫水機72連接用於盛裝剩餘汙水的剩餘汙水池73、與剩餘汙水池73連接用於將剩餘汙水池73中汙水導入粗過濾裝置2的汙水回流裝置74。
在本實施例中，含氧量檢測裝置9為溶解氧測量儀。本實施例選擇型號為sa29-mp525的溶解氧測量儀，其測量的溶解氧範圍是0～40mg/l，測量精度為±0.10mg/l，測量範圍大、精度高，並支持rs232數據輸出從而方便與plc或計算機的通訊。適用於汙水處理、電力、石化等需要精確測量溶解氧的行業。
在本實施例中，進水裝置1、泥水導出裝置71和汙水回流裝置74均為水泵，潷水裝置5為潷水機。
在本實施例中，鼓風裝置6為鼓風機並且通過變頻器進行鼓風的頻率控制,從而控制鼓風機運行速度，控制對sbr反應池4鼓風，控制反應池的溶氧量。在實施例中變頻器可以選擇三菱d700變頻器，其是一款能源利用率高的變頻器，使用方便，變頻器設置簡便，便於操作。
本實施例的工作流程；啟動系統，plc控制進水裝置1導入需處理的汙水，同時plc控制粗過濾裝置2和細過濾裝置3對汙水進行過濾；過濾後汙水導入sbr反應池4，當sbr反應池4中水位達到設定的液位，則進行反應，同時plc通過含氧量檢測裝置9檢測sbr反應池4中水的含氧量從而控制控制鼓風裝置6對sbr反應池4中吹入空氣的大小，以穩定sbr反應池4中水的含氧量，並且控制潛水攪拌機8加快sbr反應池4中的反應速度；反應結束後的汙水進行沉澱，沉澱後上清液由潷水器抽出進入清水池，並且plc控制將剩餘的泥水通過泥水脫水結構7進行汙泥脫水，然後將汙泥脫水後的泥餅12運走並且將汙水重新進行處理，避免汙水的排放。
通過本實施例可以有效的對生活汙水進行處理，節約水資源，從而保護環境。
以上僅是本發明的優選實施方式，應當指出對於本領域的技術人員來說，在不脫離本發明結構的前提下，還可以作出若干變形和改進，這些都不會影響本發明實施的效果和專利的實用性。