城市生活污水处理电气自控系统的设计与实现(2)

解放初期由于工农业生产刚刚起步，当时的污水污染程度很低，

且提倡利用污水进行农业灌溉，特别是北方缺水地区将污水灌溉利

用作为经验进行推广，如著名的沈轨灌渠等，所以全国仅有几个城

市建设了近十座污水处理厂（还包括１９２１～１９２６年间外国人兴建３座

污水处理厂），在处理工艺有的还是一级处理，处理的规模也很小，

每天只有几千立方米，最大的也只有每天５万立方米左右，致使污水

处理技术和管理水平处于较落后的状态。

我国第一座大型城市污水处理厂一一天津市纪庄子污水处理厂

于１９８２年破土动工，１９８４年４月２８日竣工投产运行，处理规模为２６月

立方米／天。纪庄子污水处理厂投产运行后多年来达到设计出水水质

标准，使黑臭的污水变为清流，它的诞生填补了我国大型污水处理厂建设的空白。在此成功经验的带动下，北京、上海、广东、广硒、

PLC污水处理控制系统

西南交通大学硕士研究生学位论文第４页

陕西、山西、河北、江苏、浙江、湖北、湖南等省市根据各自的具

体情况分别建设了不同规模的污水处理厂。

与国外相比，我国污水处理自动化控制起步较晚，七十年代开

始采用热工仪表，实行集中巡检；八十年代应用分析仪表和ＤＣＳ系统；

至九十年代，随着一大批利用国际贷款的大型污水处理厂的建成投

产，我国污水处理控制系统的自动化水平有了很大提高。从国外引

进污水厂的自动控制系统已广泛采用集散式计算机监控系统，应用

了自动化程度较高的检测仪表，各种新工艺、新设备大量出现并得

到应用。可以说我国污水处理自动化的现状是：手动与自动皆各，自

制和引用并举”１。可以看出我国的污水处理厂自控系统有以下特点：

（Ｉ）对于新建的污水处理厂，引进了计算机分散控制系统，手

动与自动并存的控制方式。大部分以前建设的污水厂自动化程度仍

然很低，仍采用人工巡检的方式。

（２）国产在线仪表的稳定性还没有达到要求，所以大部分采用

进口的在线仪表，但是由于进口仪表价格昂贵，所以应用并不是很

广泛。水质的检测主要是有实验室人员通过实验来测量。

（３）各个控制站之间完全独立，无没有信息的交换。并且各个

控制单元由于其内部资源的限制，只是实现了简单的时间控制和逻

辑控制。

（４）上位机监控软件很少使用，几乎没有中控室，不能对全厂

的设备实行实时监控。而一些报表的工作也主要是由厂里的工作人

员手工完成。

通过对比，不难看出：整体上和国外相比我国污水厂的自控系统

仍然存在很大的差距，但是我国的应用前景却非常广泛、潜力很大。

１．３课题的研究目的和意义

世界任何国家的经济发展，都会推进社会进步、促进工农业生

产能力，使人民生活得到进一步改善，但是也随之带来不同程序的

环境污染。污水也是造成环境污染的来源之一。这个污染源的出现

引起了世界各国政府的关注，治理水污染环境的课题被列入世界环

保组织的工作同程。我国是一个严

PLC污水处理控制系统

PLC污水处理控制系统

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PLC污水处理控制系统

西南交通大学硕士研究生学位论文第７页

污水中除含有碳水化和物、蛋白质、尿素、氨基酸、动植物脂肪、合成洗涤剂、氨等物质外，还含有细菌、病毒等使人致病的微生物。水处理的目的不外乎三种ｎ¨“：

（１）去除水中的影响使用水质的杂质以及污泥的处置，这是最主要的内容；

（２）为了满足用水的要求，在水中加入新的成分以改变水的的化学性质，如食用水中加氟以防止龋齿痛，循环冷却水中加缓浊剂以控制腐蚀和结垢等：

（３）改变水的物理性质的处理，如水的冷却，降低水的粘滞度等。

２．２城市污水的性质与污染指标

２．２．１污水的物理性质及指标

表示污水的物理性质的指标主要指水温、色度、臭味、固体含量及泡沫等¨１。

１．水温

污水的水温，对污水的物理性质、化学性质及生物性质有直接的影响。

２．色度

色度由悬浮固体、胶体或溶解物质形成。

３．臭味

臭味主要由有机物腐败产生的气体造成，臭味给人以感观不悦，甚至会危及人的生理、呼吸困难，倒胃胸闷等。

４．固体含量

固体物质按存在的形态不同可分为：悬浮的、胶体的和溶解的三种；按性质的不同可分为：有机物、无机物与生物体三种。

２．２．２污水的化学性质及指标

污水中的污染物质，按化学性质可分为无机物与有机物；按存在形态可分为悬浮状态和溶解状态。

１．无机物及指标

无机物包括酸碱度，氮，磷，无机盐及重令属离子等。

（１）酸碱度当ｐＨ值超出６～９的范围时，会对人、畜造成危害，并对污水的

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可生物降解有机物，但对微生物有毒害或抑制作用。

（６）表面活性剂第９页

生活污水与表面活性剂制造工业废水，含有大量表面活性剂。含有磷并易产生大量泡沫，属于难生物降解有机物，同时磷是水体富营养化的主要元素之一。

（７）有机农药

有机农药有两大类，即有机氯农药与有机磷农药。有机氯农药毒性极大且难分解，会在自然界不断积累，造成二次污染，故我国于７０年代起，禁止生产与使用。现在普遍采用的有机磷农药，约占农药总量的８０％以上，毒性大，属于难生物降解的有机物，并对微生物有毒害与抑制作用。

２．２．３污水的生物性质及指标

污水中的有机物是微生物的食物，污水中的微生物以细菌与病菌为主。污水生物性质的检测指标有大肠菌群数（或称大肠菌群值）、大肠菌群指数、病毒及细菌总数。

（１）大肠菌群数（大肠菌群值）与大肠菌群指数

大肠菌群数（大肠菌群值）是每升水样中所含有的大肠菌群的数目，以个／Ｌ计：大肠菌与病原菌都存在于人类肠道系统中，水中存在大肠菌，就表明受到了粪便的污染，并可能存在病原菌。

（２）病毒

污水中已检查出的病毒有１００多种。检出大肠菌群，可以表明肠道病原菌的存在，但不能表明是否存在病毒及其他病原菌（如炭疽杆菌）。

（３）细菌总数

细菌总数是大肠菌群数、病原菌、病毒及其他细菌的总和，以每毫升水样中的细菌菌落总数表示。

２．３城市污水处理工艺

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