西门子S7-200 SMART 在厌氧池控制中的应用
2022-08-02韦瑞录
韦瑞录
(广西机电职业技术学院, 广西 南宁 530007)
引言
在城镇污水处理中,厌氧池排泥是污水处理工艺中一个非常重要的环节。厌氧池内利用厌氧菌的作用,使有机物发生水解、酸化和甲烷化,去除废水中的有机物,并提高污水的可生化性,有利于后续的好氧处理。高分子有机物的厌氧降解过程可以被分为四个阶段:水解阶段、发酵(或酸化)阶段、产乙酸阶段和产甲烷阶段。西门子PLC 是自动控制领域应用最广泛的PLC 之一,西门子S7-200 SMART 则是更智能、更经济、高性能、更简约小型的控制器,最适合应用在小型的控制系统。本文将针对西门子S7-200 SMART 在污水处理厌氧池控制中的应用进行相应阐述。
1 厌氧工艺流程
高分子有机物的厌氧降解过程可以被分为四个阶段:水解阶段、发酵(或酸化)阶段、产乙酸阶段和产甲烷阶段。一般的厌氧池设计为多个相邻的矩形池,进水侧设置1 台潜水搅拌机。池中的反硝化细菌以污水中未分解的含碳有机物为碳源,将好氧池内通过内循环回流进来的硝酸根还原为N2而释放,如图1 所示。目前厌氧滤池一般在反应器内填充各种类型的固体填料,如卵石、炉渣、磁环、塑料来处理有机废水,污水在流动过能与填料表层悬浮的微生物接触,因为微生物附着在填料表层,不随水体溢出而流失,能够达到延长污泥龄的作用。
2 厌氧池控制要求
1)厌氧池控制部位为1 台水泵和18 个常闭气动阀。将厌氧池面上循环搅动泵的18 个出水管分为六或九组,即每组3 个或2 个气动阀(可在触摸屏上设置更改),每组按分钟计设置循环搅动的时间(可在触摸屏上设置更改),以及按分钟计算的开启下一次循环搅动的时间(可在触摸屏上设置更改)。具体做法:先将第1 组气动阀打开至全开(在设定时间内若该组有不能打开至全开的阀门,则需将这组阀门全部关闭并报警。同时,继续打开下1 组阀门,以此类推),接着开启水泵;20 min(该时间为循环搅动时间,按分钟计可在触摸屏上设置更改)后将下1 组气动阀打开至全开(在设定时间内若该组有不能打开至全开的阀门,则需将这组阀门全部关闭并报警。同时,继续打开下1 组阀门,以此类推),之后才关闭上1 组气动阀;如此操作,直到完成1 次循环搅动。接着,按分钟计时(此时为循环搅动等待时间,可在触摸屏上设置更改),在计时达到循环搅动等待时间的时候,按前面的方式再次开启第1 组气动阀,完成下一个循环。以此类推,一直循环。
2)厌氧池其他要求:启动方式:手动即时启动和定时(按分钟)启动两种模式,启动后按上面设置持续工作。直到按下“停止”键时,才结束以上自动启动循环模式;要求对所有阀门(包括电动阀和气动阀)能否正常开或关进行监控,有故障时能够及时报警(除每一组都有不能全开的阀门外,不用停机)。同时,须将故障的位置和内容保存在断电保持元件中(使用手动按钮才能将其解除),并将其在触摸屏上用中文显示;特别提示:为保护水泵,在启动之前要先开1 组气动阀直到全开。同时要求在水泵出水处安装流量感应器,在水泵抽不上水时能够及时报警并停机,同时将故障的位置在触摸屏上用中文显示。
3 厌氧池PLC I/O 接线图
厌氧池控制系统总共需用1 号、2 号、3 号三个控制柜,里面分别装有1 号、2 号、3 号三个PLC,下页图2、图3 是1 号柜1 号PLC 的I/O 接线图[1-3]。
4 厌氧池PLC 梯形图
厌氧池1 号PLC 程序包括主程序梯形图如下页图4 所示。子程序包括手动程序、厌氧六组、厌氧九组、嚗气四组、嚗气八组、厌氧反洗泵保、阀门故障、时间读取、厌氧排泥等。图5、下页图6 分别是厌氧六组的梯形图。
5 结语
目前该控制系统已经在多个污水处理厂投入运行,运行稳定正常,运行结果参数达到国家排放标准,得到用户充分肯定认可。污泥厌氧池日常运行管理中应注意:沼气柜尤其是湿式沼气柜更容易受H2S 腐蚀,要对柜体防腐,腐蚀严重的钢板要及时更换,阴极保护的锌块此时也应更换,各种阀门,特别是平常不易维修和更换的闸门修理没有保证的话就应换新,确保5 年内不出问题。整个系统要防火、防毒。所有电气设备应采用防爆型,接线要做好接地,防雷。严禁在防火、防爆警区域内吸烟,和防止有可能出现火花等明火。另外报警仪等都应正常维护保养。