SBR污水處理開題報告

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報告設(shè)計(jì)（論文）題目：污水處理的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)院系名稱:機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)班級:機(jī)械08-9學(xué)生姓名:張轟導(dǎo)師姓名:劉桂波開題時間:2012.02.27一.課題來源及研究目的和意義研究目的：廢水處理技術(shù)是一種高效廢水回用的處理技術(shù)，采用優(yōu)勢菌技術(shù)對校園生活污水進(jìn)行處理，經(jīng)過處理后的中水可以用來澆灌綠地、花木、沖洗廁所及車輛等，從而達(dá)到節(jié)約水資源的目的。廢水處理系統(tǒng)方案應(yīng)充分考慮現(xiàn)實(shí)生活中校園生活區(qū)較為狹小的特點(diǎn)，力求達(dá)到設(shè)備體積小，性能穩(wěn)定，工程投資少的目的。廢水處理過程中環(huán)境溫度對菌群代謝產(chǎn)生的作用直接影響廢水處理效果，因此采用地理式磚混結(jié)構(gòu)處理池，以降低溫度對處理效果

2、的影響。同時，廢水處理技術(shù)工藝參數(shù)變化大，硬件設(shè)計(jì)選型與設(shè)備調(diào)試比較復(fù)雜，采用先進(jìn)的控制技術(shù)可以提高廢水處理的效率，方便操作和使用。水研究意義：水世界上任何國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，都會推進(jìn)社會進(jìn)步、促進(jìn)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力，使人民的生活得到進(jìn)一步改善，尤其在工業(yè)革命之后，各國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，全球大量的不可再生資源（例如石油）被利用。水如果這些污水無凈化排出必定會給周圍環(huán)境造成很大的污染，而且我國是一個嚴(yán)重缺水的國家，已經(jīng)被聯(lián)合國列為世界上13個缺水國家之一。目前我國約30個0城市缺水，其中嚴(yán)重缺水城市有50個，據(jù)中國經(jīng)濟(jì)信息網(wǎng)分析統(tǒng)計(jì)，全國按目前正常需要，年缺水總量約為30億040億0立方米，因缺水造成的經(jīng)濟(jì)

3、損失達(dá)230億0元，超過洪澇災(zāi)害。水資源的匱乏和水資源的污染已經(jīng)嚴(yán)重的影響了人民的日常生活，嚴(yán)重的影響了全國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和發(fā)展。特別是我國北方城市，如北京、天津、沈陽等城市水資源更為短缺。在這種情況下，油田的污水更加不能隨便外排，而是要凈化之后合理利用。水我國污水處理的電耗為、日本為、美國為,因此建設(shè)符合我國具體情況的污水廠自動控制系統(tǒng)對降低污水處理成本、改善環(huán)境、建立可持續(xù)發(fā)展社會、保持我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展具有重要意義。二.文獻(xiàn)綜述近年我國的污水處理行業(yè)雖然取得了較大發(fā)展，但仍然存在污水處理廠設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低、水設(shè)備和工藝技術(shù)落后等問題。污水處理工藝與其他工藝過程相似，水需要在一定的溫度、壓力、流量、液

4、位等工藝條件下進(jìn)行。水污水處理的可變因素較多，水量、濃度、溫度、氣量、微生物狀態(tài)、機(jī)械運(yùn)行和系統(tǒng)控制情況等，都會影響污水處理效率以及功能，因此盡快建立自動化程度較高的污水處理廠并高效運(yùn)作已經(jīng)成為當(dāng)下刻不容緩的任務(wù)。水水水水根水據(jù)污水處理中心綜合情況，結(jié)合國際國內(nèi)的先進(jìn)技術(shù)以及經(jīng)驗(yàn)，水進(jìn)一步強(qiáng)化污水處理中心自控和計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。水計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)能夠即時監(jiān)控污水處理的每道工序，即控工藝。監(jiān)控泵站設(shè)備運(yùn)行，使機(jī)組能達(dá)到計(jì)算機(jī)控制優(yōu)化運(yùn)行；組建上位機(jī)系統(tǒng)，經(jīng)過上位機(jī)將泵站運(yùn)行參數(shù)、污水濃度、排水流量、水位高低等工情以及水情信息形象展示出來。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)還能夠以視頻形式全方位的監(jiān)視污水處理中心重點(diǎn)區(qū)域

5、，為操作員及時作出反應(yīng)提供技術(shù)保障。目前我國大城市污水處理后排放的不到10,%未經(jīng)處理的污水嚴(yán)重影響了水環(huán)境,制約了現(xiàn)代化進(jìn)程的告訴發(fā)展。這種狀況已經(jīng)引起了各級政府的高度關(guān)注,開始逐步推行各級政府的污水處理項(xiàng)目。國外發(fā)展情況：國外一些發(fā)達(dá)國家，如美國、日本、西歐等國，由于這些國家經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，并較早的實(shí)現(xiàn)了工業(yè)現(xiàn)代化。環(huán)境問題特別是水資源污染的嚴(yán)重性也較早的體現(xiàn)出來，對污水的處理更先進(jìn)一些，同時也得到了這些國家政府的重視，投入了大量的人力、物力進(jìn)行油田污水處理的研究。這些國家在研究水處理新理論和工藝的同時，也重視污水處理自控系統(tǒng)的研究。先后投資研究高效型、智能型、集約型污水處理設(shè)備和自動化控制儀表

6、。一些發(fā)達(dá)國家經(jīng)過幾十年的努力，污水處理率已經(jīng)達(dá)到80%，9成0功%地解決了來自于工業(yè)的點(diǎn)源污染問題。同時一些國家開始重視污水的回用，如以色列的污水回用率達(dá)到了90。%由于控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)以及現(xiàn)場總線技術(shù)的飛速發(fā)展，國外的污水廠很早就實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)控制，如、系統(tǒng)。同時國外較早的技術(shù)引入到了給排水工程當(dāng)中，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。國外同時注重水處理中的開發(fā)，相繼研制出了一些智能、穩(wěn)定、小巧的控制單元，如公司的系列、的系列、的系列。同時國外也很重視在線儀表的研制，如德國公司，美國的哈希公司相繼研制了溶解氧()、化學(xué)需氧量()分析儀。國外污水處理自控系統(tǒng)主要存在以下特點(diǎn)：(、采用集散控制

7、系統(tǒng)和現(xiàn)場控制系統(tǒng)。按照廠區(qū)的自身情況和工藝段來劃分若干個控制站，站與站之間可以平級關(guān)系也可以是上下級關(guān)系，站與站之間一般獨(dú)立運(yùn)行。設(shè)立中控室，中控室友操作員站和工程師站，負(fù)責(zé)全廠的數(shù)據(jù)管理與記錄、報表等工作。大量采用在線監(jiān)測的水質(zhì)分析儀表對全廠的水質(zhì)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，并有上位機(jī)記錄下來，提高了測量精度。生產(chǎn)過程中不同程度上采用了智能控制，可以根據(jù)水質(zhì)和水源的變化自動的調(diào)整相應(yīng)的控制方式。大量采用遙測、遙控設(shè)備，并開始有效地利用社會信息資源，如電話網(wǎng)絡(luò)、移動電話網(wǎng)絡(luò)、國際互聯(lián)網(wǎng)、氣象信息等。國內(nèi)發(fā)展情況：隨著工業(yè)的發(fā)展，各項(xiàng)先進(jìn)、成熟的污水處理技術(shù)逐漸引進(jìn)、應(yīng)用于現(xiàn)場生產(chǎn)。主要污水處理設(shè)備及配套沒

8、備基本實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化，并逐步形成了系列化、規(guī)模化，如用于不同條件下的過濾設(shè)備、氣浮選、壓力除油、液液旋流除油等除油處理設(shè)備、藥劑投加設(shè)備等。水處理的自動化程度有了提高。過濾處理、污泥脫水、氣浮裝置、加藥裝置等實(shí)現(xiàn)了集成面板自動控制；流量、液位、以及懸浮周體含量等水質(zhì)指標(biāo)也實(shí)現(xiàn)了實(shí)時在線監(jiān)測。水處理更加重視工藝和化學(xué)的有機(jī)結(jié)合。水處理劑的品種增多、效能提高。水化學(xué)的研究手段增強(qiáng)、水平提高。特別是針對污水達(dá)標(biāo)外排處理的要求。開展了水微生物學(xué)的研究，發(fā)展應(yīng)用了生化處理技術(shù)，特別是開展生化處理以后，水微生物學(xué)的研究從無到有逐步發(fā)展，開始建立用于污水、污泥處理的菌種庫，適應(yīng)了達(dá)標(biāo)外排處理的需要。盡管我們在

9、水處理方面取得了一些成果，但新的矛盾不斷出現(xiàn)，新的難題需要解決，油田水系統(tǒng)面臨著嚴(yán)峻的形勢，受到前所未有的挑戰(zhàn)，存在的主要問題是：（1）各污水廠都面臨著水處理設(shè)施老化，裝備落后，效率較低，技術(shù)改造工作量較大，特別需要用先進(jìn)的技術(shù)、先進(jìn)的裝備對系統(tǒng)進(jìn)行升級換代的徹底改造，以提高水處理系統(tǒng)的水平。（2）運(yùn)行成本高，特別是藥劑用量大，藥劑費(fèi)用居高不下，與降本增效矛盾較大，影響到處理水質(zhì)和系統(tǒng)保護(hù)。急需開發(fā)高效、多效、低成本的水處理劑。（3）腐蝕和結(jié)垢問題仍然是困擾水系統(tǒng)正常生產(chǎn)的嚴(yán)重問題。不少設(shè)備腐蝕問題沒有得到根本解決，腐蝕十分嚴(yán)重，不僅影響生產(chǎn)，而且維修量大，維修費(fèi)用高。（4）水系統(tǒng)發(fā)展和提高的

10、技術(shù)還待解決，如污泥的無害化處理及綜合利用、高含鹽采出水的處理利用、處理設(shè)備的高效化、加強(qiáng)油田水化學(xué)研究等。解決水系統(tǒng)存在的問題除大力推廣新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備，加大對水系統(tǒng)改造的投入外，關(guān)鍵的是依靠科技進(jìn)步，加強(qiáng)科技攻關(guān)，針對污水廠急需解決的難題開展研究，開發(fā)一批適用新技術(shù)，滿足油田開發(fā)的需求。三.課題研究內(nèi)容與擬解決問題分析污水處理系統(tǒng)的特點(diǎn)、性能要求、工藝過程。根據(jù)技術(shù)要求確定總體方案?？刂葡到y(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)?？刂葡到y(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。綜合考慮，城市污水處理選用法最經(jīng)濟(jì)實(shí)用，法集進(jìn)水、曝氣、沉淀、出水在座池子中完成，常由四個或三個池子構(gòu)成一組，輪流運(yùn)轉(zhuǎn)，一池一池地間歇運(yùn)行，故稱序批式活性污泥瀏11

11、污水在反應(yīng)池中通過曝氣與停氣間斷的反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)好氧與厭氧交替的進(jìn)行，最終實(shí)現(xiàn)脫氮除磷的作用。四.技術(shù)路線污水處理采用法和值調(diào)節(jié)污水處理工藝，是按“進(jìn)水、中和反應(yīng)、曝氣、沉淀、排水”步驟周期性進(jìn)行生化反應(yīng)。五.預(yù)期的成果和表現(xiàn)形式通過各工藝的比較，最終選擇氧化溝法進(jìn)行污水處理設(shè)計(jì)。在硬件設(shè)計(jì)中，完成了機(jī)型的選擇，模擬量模塊的選擇，開關(guān)量模塊的選擇和電源模塊的選擇。在軟件設(shè)計(jì)中，通過工藝進(jìn)行了流程圖和梯形圖的設(shè)計(jì)，并做了上位機(jī)和下位機(jī)的軟件設(shè)計(jì)。利用組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)動態(tài)實(shí)時顯示過程控制參數(shù)和系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，報警和報表等功能。的運(yùn)用實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過程的自動控制，減輕了操作工的勞動強(qiáng)度，高可靠性的，以較低的成

12、本實(shí)現(xiàn)工業(yè)污水處理系統(tǒng)的自動控制，可靠性高，節(jié)省人力，物力、財力，達(dá)到最佳控制效果。污水處理系統(tǒng)應(yīng)用控制達(dá)到了設(shè)備的自動監(jiān)視和控制，使出水指標(biāo)穩(wěn)定，滿足了工藝要求。六進(jìn)度安排月日73月1日4：分配任務(wù)書，查閱資料，書寫開題報告3月1日43月3日1：擬定總體方案設(shè)計(jì)；4月日14月1日5：相關(guān)元器件的選擇；4月1日65月日5：硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)；5月日65月2日0：系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)；5月2日16月日5：撰寫設(shè)計(jì)說明書，繪制圖紙；6月日56月1日5：完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，準(zhǔn)備答辯。七主要參考文獻(xiàn)李金城在城市污水處理中的應(yīng)用自動化與控制0）都志民明立雪在污水處理過程中的應(yīng)用濟(jì)南：山東出版社楊帆基于的污水處理控制系統(tǒng)武漢化工學(xué)院電氣信息學(xué)院（4黃維菊污水處理工程設(shè)計(jì)北京：國防工業(yè)出版社栗小寬技術(shù)在中小型污水處理廠的應(yīng)用科技創(chuàng)新導(dǎo)報（）崔新勝控制系統(tǒng)在污水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用甘肅科技，（1）:21-22陳金華可編程技術(shù)及應(yīng)用天津：天津大學(xué)出版社高欽和可編程控制器應(yīng)用與設(shè)計(jì)實(shí)例北京：人民郵電出版社何慶泉控制系統(tǒng)在污水處理中的應(yīng)用深圳：化學(xué)工業(yè)出版社吳中俊，黃永紅可編程控制器原理及應(yīng)用北京：機(jī)械工業(yè)出版社黎一強(qiáng)技術(shù)在生活污水處理及回用系統(tǒng)中的應(yīng)用自動化技術(shù)與應(yīng)用，027（8）:123-125高德欣路永華在城市污水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用青島：山東出版社皮壯行可編程控制器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用實(shí)例M北京：機(jī)