CN107285460A - 基于plc和sbr的家庭生活污水处理方法及其系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于PLC和SBR的家庭生活污水处理方法及其系统，一方面，本发明提供了一种基于PLC和SBR的家庭生活污水处理方法，本方法还包括以下处理步骤：步骤1：启动系统，PLC控制导入需处理的污水，同时PLC控制对污水进行过滤；步骤2：过滤后污水导入SBR反应池，当SBR反应池中水位达到设定的液位，则进行反应，同时PLC通过对SBR反应池中水的含氧量的实时检测数据来控制向SBR反应池中吹入空气的大小，以稳定SBR反应池中水的含氧量；步骤3：反应结束后，PLC控制将清水排出，并且PLC控制将剩余的泥水进行污泥脱水。另一方面，本发明还提供了一种基于PLC和SBR的家庭生活污水处理系统。通过本发明可以有效的对生活污水进行处理，从而保护环境。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理领域，尤其涉及一种基于PLC和SBR的家庭生活污水处理方法，还涉及一种基于PLC和SBR的家庭生活污水处理系统。
背景技术
国外的污水处理技术起步比较早，在二战后已经形成了大规模的污水治理。到70年代末，英国、美国等大多数发达国家都投入巨资建设大型的城市污水处理工厂，这些工厂大多采用了比较先进的污水处理工艺如好氧酸化技术、SBR等，污水处理效率高，对改善其国家的水体污染问题起到关键性作用，也积累了丰富的污水处理经验。目前，国外的污水处理技术已经达到很先进水平。大多的污水处理厂已经用上了最先进的污水处理技术，如升流式厌氧污泥层反应器法、曝气生物滤池法、内循环厌氧反应器法等。这些工艺污水处理效率高，处理成本低。我国在污水处理方面，早期的污水处理研究比较多的问题土地污染处理和复合生态系统的自然处理技术，并以这些研究结果为设计基础，我国建立了氧化塘和土地废水处理一些试点项目。我国最早的污水处主要以活性污泥法为主，并在活性污泥法的基础上研究出许多的污水处理工艺，比如A/O法、CASS法、AB法、AB法、A/A/O法等。
但是，我国的淡水资源空间分布很不均匀，南方的淡水资源多北方少，而且北方由于过度开发水资源，出现了河水断流等现象。我国的淡水资源在不断地减少，但是水污染却越来越严重，其中，很多的地方污水没有经过处理直接排放，造成环境污染。人们每天生活产生的大量的生活污水，能经过处理回收利用的很少。我国的生活污水利用率和处理率很低，大城市对生活污水采取一定的措施使得大部分的生活污水得到处理和利用，水污染不是很严重。但一些小城市乃至小城镇的生活污水处理就不容乐观了。小城市由于没有政策和资金的支持，没有比较完善的污水处理政策和处理设备，生活污水大部分直接排放，污染水环境。缺乏对生活污水的处理，使得环境问题阻碍着这些城镇的经济发展，甚至严重威胁到人们的健康。
发明内容
本发明的目的一是，提供一种基于PLC和SBR的家庭生活污水处理方法，可以有效的对生活污水进行处理，从而保护环境。
本发明的目的二是，提供一种实现该方法的处理系统。
为实现该目的一，提供了一种基于PLC和SBR的家庭生活污水处理方法，其特征在于：本方法还包括以下处理步骤：
步骤1：启动系统，PLC控制导入需处理的污水，同时PLC控制对污水进行过滤；
步骤2：过滤后污水导入SBR反应池，当SBR反应池中水位达到设定的液位，则进行反应，同时PLC通过对SBR反应池中水的含氧量的实时检测数据来控制向SBR反应池中吹入空气的大小，以稳定SBR反应池中水的含氧量；
步骤3：反应结束后，PLC控制将清水排出，并且PLC控制将剩余的泥水进行污泥脱水，然后将污泥脱水后的泥饼运走并且将污水重新进行步骤1处理。
优选地，在步骤1中，通过粗过滤装置和细过滤装置分别对大杂质和小杂质进行；并且在步骤2中，当SBR反应池中水位达到设定的液位后，粗过滤装置和细过滤装置停止工作，同时，还对粗过滤装置和细过滤装置两边液位差进行检测，当液位差超过设定值时则对粗过滤装置和细过滤装置进行去污，直到液位差低于设定值。
优选地，在步骤2中，PLC通过对SBR反应池中水的含氧量的实时检测数据来控制向SBR反应池中吹入空气的大小，其中，好氧反应时，控制SBR反应池中水的含氧量在不小于2.0mg/L，厌氧反应时，控制SBR反应池中水的含氧量不大于0.5mg/L。
优选地，在步骤3中，将污泥脱水后的污水导入剩余污水池，并且检查剩余污水池的液位，当剩余污水池的液位高于设定液位时，则将剩余污水池中的污水导出重新进行步骤1处理直到剩余污水池的液位低于于设定液位停止导出污水，当剩余污水池的液位高于最高设定液位时发出报警。
优选地，该方法还能够通过手动输入控制信号来控制PLC的工作，从而控制各步骤的进行。
为实现目的二，提供了一种基于PLC和SBR的家庭生活污水处理系统，包括用于导入污水的进水装置和用于导出清水的滗水装置，还包括与进水装置依次连接用于过滤大杂质的粗过滤装置、用于过滤小杂质的细过滤装置和用于有害物质反应分解的SBR反应池，所述SBR反应池与滗水装置连接并且SBR反应池还设置有用于向SBR反应池中吹入空气的鼓风装置，所述SBR反应池通过一泥水脱水结构与粗过滤装置连接，形成对剩余污水再处理的系统。
优选地，所述泥水脱水结构包括与SBR反应池连接的泥水导出装置、与泥水导出装置连接用于泥水脱水从而导出泥饼的泥水脱水机、与泥水脱水机连接用于盛装剩余污水的剩余污水池、与剩余污水池连接用于将剩余污水池中污水导入粗过滤装置的污水回流装置。
优选地，所述SBR反应池还设置有用于对SBR反应池中水的含氧量进行实时检测的含氧量检测装置。
优选地，所述SBR反应池还设置有用于加速SBR反应池反应的潜水搅拌机。
优选地，所述粗过滤装置为粗格栅机，所述细过滤装置为细格栅机，所述粗过滤装置设置有第一清污机，所述细过滤装置设置有第二清污机。
本发明与现有技术相比，其有益效果在于：
本发明通过PLC控制污水导入SBR反应池及清水导出后剩余污水的在循环处理，可以有效的对生活污水进行处理，节约水资源，从而保护环境。在本发明中通过设置泥水脱水结构，能够有效加强污水的处理精度，从而避免污水的排放，只需将泥饼排出。在本发明中通过PLC控制工作能够实现手动或自动化控制，提高了使用的实用性和自动化程度。在本发明中对粗过滤装置和细过滤装置两边液位差进行检测能够有效避免过滤装置的堵塞，从而避免污水处理的效率降低。在本发明中设置泥水脱水结构中设置剩余污水池既能沉淀污水，又能通过集中处理节省泵的使用成本。SBR反应池设置鼓风装置、含氧量检测装置和潜水搅拌机能够有效的控制SBR反应池中的含氧量，从而加快反应效率将有害物质完全分解，提高污水处理的质量。
附图说明
图1为本发明流程框图；
图2为本发明结构框图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步的描述，但不构成对本发明的任何限制，任何在本发明权利要求范围所做的有限次的修改，仍在本发明的权利要求范围内。
如图1-图2所示，本发明提供了一种基于PLC和SBR的家庭生活污水处理方法，本方法还包括以下处理步骤：
步骤1：启动系统，PLC控制导入需处理的污水，同时PLC控制对污水进行过滤；
步骤2：过滤后污水导入SBR反应池4，当SBR反应池4中水位达到设定的液位，则进行反应，同时PLC通过对SBR反应池4中水的含氧量的实时检测数据来控制向SBR反应池4中吹入空气的大小，以稳定SBR反应池4中水的含氧量；
步骤3：反应结束后，PLC控制将清水排出，并且PLC控制将剩余的泥水进行污泥脱水，然后将污泥脱水后的泥饼运走并且将污水重新进行步骤1处理。
在本实施例中，反应进行过程还进行搅拌以加快反应效率。反应结束还包括对污水进行沉淀，沉淀后上清液由滗水器抽出进入清水池。
在本实施例中，从经济性和实用性的角度出发，作为控制装置的PLC选择西门子S7-300PLC做为主控制器，CPU为313C-2DP可以适用于比较复杂的控制过程和较多的输入输出接口，CPU自带16数字量I/O输入点数和16数字量I/O输出点数已经符合系统的数字量输入输出接口。PLC连接有触摸屏，该触摸屏为MCGS触摸屏，其采用MPI协议进行通讯，MPI协议是西门子研究出的一种用于PLC之间的通讯协议，西门子S7-300PLC数据接口是MPI，而MCGS触摸屏数据接口是RS232，MCGS触摸屏要读取西门子S7-300PLC各个寄存器的数据，要用到MPI适配器，并且要设置相关的参数，使得PLC与触摸屏采用统一的数据传输速率进行通讯。
在本实施例中，各液位通过浮球液位开关进行检测，其适用于腐蚀性、高温、高压如石油化工、污水处理、医药等工业液位计量和控制，其结构简单，调试简便，可靠性高、高精度等特点。污水处理过程需要对SBR反应池4和剩余污水池73的液位进行控制，对SBR反应池4和剩余污水池73过高时进行报警。浮球液位开关用浮球控制开关的通断，当浮球上升时，浮球内的磁铁远离了弹簧片，弹簧片无法吸合，开关处于断开状态。当浮球下降时，浮球内磁铁使弹簧片吸合，开关处于接通状态。根据开关的状态得知水位的高低，从而对水位进行控制。
在步骤1中，通过粗过滤装置2和细过滤装置3分别对大杂质和小杂质进行；并且在步骤2中，当SBR反应池4中水位达到设定的液位后，粗过滤装置2和细过滤装置3停止工作，同时，还对粗过滤装置2和细过滤装置3两边液位差进行检测，当液位差超过设定值时则对粗过滤装置2和细过滤装置3进行去污，直到液位差低于设定值。
在步骤2中，PLC通过对SBR反应池4中水的含氧量的实时检测数据来控制向SBR反应池4中吹入空气的大小，其中，好氧反应时，控制SBR反应池中水的含氧量在不小于2.0mg/L，厌氧反应时，控制SBR反应池中水的含氧量不大于0.5mg/L。
在步骤3中，将污泥脱水后的污水导入剩余污水池73，并且检查剩余污水池73的液位，当剩余污水池73的液位高于设定液位时，则将剩余污水池73中的污水导出重新进行步骤1处理直到剩余污水池73的液位低于于设定液位停止导出污水，当剩余污水池73的液位高于最高设定液位时发出报警。
该方法还能够通过手动输入控制信号来控制PLC的工作，从而控制各步骤的进行。
在本实施例中，污水处理过程中的参数和液位能够根据需要进行设定，以满足使用的需求。
如图2所示，本发明还提供了一种基于PLC和SBR的家庭生活污水处理系统，包括用于导入污水的进水装置1和用于导出清水的滗水装置5，还包括与进水装置1依次连接用于过滤大杂质的粗过滤装置2、用于过滤小杂质的细过滤装置3和用于有害物质反应分解的SBR反应池4，SBR反应池4与滗水装置5连接并且SBR反应池4还设置有用于向SBR反应池4中吹入空气的鼓风装置6，SBR反应池4通过一泥水脱水结构7与粗过滤装置2连接，形成对剩余污水再处理的系统。SBR反应池4还设置有用于对SBR反应池4中水的含氧量进行实时检测的含氧量检测装置9。SBR反应池4还设置有用于加速SBR反应池4反应的潜水搅拌机8。粗过滤装置2为粗格栅机，细过滤装置3为细格栅机，粗过滤装置2设置有第一清污机10，细过滤装置3设置有第二清污机11。第一清污机10为粗格栅机清污机，第二清污机11为细格栅机清污机。
泥水脱水结构7包括与SBR反应池4连接的泥水导出装置71、与泥水导出装置71连接用于泥水脱水从而导出泥饼12的泥水脱水机72、与泥水脱水机72连接用于盛装剩余污水的剩余污水池73、与剩余污水池73连接用于将剩余污水池73中污水导入粗过滤装置2的污水回流装置74。
在本实施例中，含氧量检测装置9为溶解氧测量仪。本实施例选择型号为SA29-MP525的溶解氧测量仪，其测量的溶解氧范围是0～40mg/L，测量精度为±0.10mg/L，测量范围大、精度高，并支持RS232数据输出从而方便与PLC或计算机的通讯。适用于污水处理、电力、石化等需要精确测量溶解氧的行业。
在本实施例中，进水装置1、泥水导出装置71和污水回流装置74均为水泵，滗水装置5为滗水机。
在本实施例中，鼓风装置6为鼓风机并且通过变频器进行鼓风的频率控制,从而控制鼓风机运行速度，控制对SBR反应池4鼓风，控制反应池的溶氧量。在实施例中变频器可以选择三菱D700变频器，其是一款能源利用率高的变频器，使用方便，变频器设置简便，便于操作。
本实施例的工作流程；启动系统，PLC控制进水装置1导入需处理的污水，同时PLC控制粗过滤装置2和细过滤装置3对污水进行过滤；过滤后污水导入SBR反应池4，当SBR反应池4中水位达到设定的液位，则进行反应，同时PLC通过含氧量检测装置9检测SBR反应池4中水的含氧量从而控制控制鼓风装置6对SBR反应池4中吹入空气的大小，以稳定SBR反应池4中水的含氧量，并且控制潜水搅拌机8加快SBR反应池4中的反应速度；反应结束后的污水进行沉淀，沉淀后上清液由滗水器抽出进入清水池，并且PLC控制将剩余的泥水通过泥水脱水结构7进行污泥脱水，然后将污泥脱水后的泥饼12运走并且将污水重新进行处理，避免污水的排放。
通过本实施例可以有效的对生活污水进行处理，节约水资源，从而保护环境。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。
Claims (10)
1.一种基于PLC和SBR的家庭生活污水处理方法，其特征在于：本方法还包括以下处理步骤：
步骤1：启动系统，PLC控制导入需处理的污水，同时PLC控制对污水进行过滤；
步骤2：过滤后污水导入SBR反应池(4)，当SBR反应池(4)中水位达到设定的液位，则进行反应，同时PLC通过对SBR反应池(4)中水的含氧量的实时检测数据来控制向SBR反应池(4)中吹入空气的大小，以稳定SBR反应池(4)中水的含氧量；
步骤3：反应结束后，PLC控制将清水排出，并且PLC控制将剩余的泥水进行污泥脱水，然后将污泥脱水后的泥饼运走并且将污水重新进行步骤1处理。
2.根据权利要求1所述的一种基于PLC和SBR的家庭生活污水处理方法，其特征在于：在步骤1中，通过粗过滤装置(2)和细过滤装置(3)分别对大杂质和小杂质进行；并且在步骤2中，当SBR反应池(4)中水位达到设定的液位后，粗过滤装置(2)和细过滤装置(3)停止工作，同时，还对粗过滤装置(2)和细过滤装置(3)两边液位差进行检测，当液位差超过设定值时则对粗过滤装置(2)和细过滤装置(3)进行去污，直到液位差低于设定值。
3.根据权利要求1所述的一种基于PLC和SBR的家庭生活污水处理方法，其特征在于：在步骤2中，PLC通过对SBR反应池(4)中水的含氧量的实时检测数据来控制向SBR反应池(4)中吹入空气的大小，其中，好氧反应时，控制SBR反应池中水的含氧量在不小于2.0mg/L，厌氧反应时，控制SBR反应池中水的含氧量不大于0.5mg/L。
4.根据权利要求1所述的一种基于PLC和SBR的家庭生活污水处理方法，其特征在于：在步骤3中，将污泥脱水后的污水导入剩余污水池(73)，并且检查剩余污水池(73)的液位，当剩余污水池(73)的液位高于设定液位时，则将剩余污水池(73)中的污水导出重新进行步骤1处理直到剩余污水池的液位低于设定液位停止导出污水，当剩余污水池的液位高于最高设定液位时发出报警。
5.根据权利要求1所述的一种基于PLC和SBR的家庭生活污水处理方法，其特征在于：该方法还能够通过手动输入控制信号来控制PLC的工作，从而控制各步骤的进行。
6.一种根据权利要求1所述的基于PLC和SBR的家庭生活污水处理系统，包括用于导入污水的进水装置(1)和用于导出清水的滗水装置(5)，其特征在于：还包括与进水装置(1)依次连接用于过滤大杂质的粗过滤装置(2)、用于过滤小杂质的细过滤装置(3)和用于有害物质反应分解的SBR反应池(4)，所述SBR反应池(4)与滗水装置(5)连接并且SBR反应池(4)还设置有用于向SBR反应池(4)中吹入空气的鼓风装置(6)，所述SBR反应池(4)通过一泥水脱水结构(7)与粗过滤装置(2)连接，形成对剩余污水再处理的系统。
7.一种根据权利要求6所述的基于PLC和SBR的家庭生活污水处理系统，其特征在于：所述泥水脱水结构(7)包括与SBR反应池(4)连接的泥水导出装置(71)、与泥水导出装置(71)连接用于泥水脱水从而导出泥饼(12)的泥水脱水机(72)、与泥水脱水机(72)连接用于盛装剩余污水的剩余污水池(73)、与剩余污水池(73)连接用于将剩余污水池(73)中污水导入粗过滤装置(2)的污水回流装置(74)。
8.一种根据权利要求6所述的基于PLC和SBR的家庭生活污水处理系统，其特征在于：所述SBR反应池(4)还设置有用于对SBR反应池(4)中水的含氧量进行实时检测的含氧量检测装置(9)。
9.一种根据权利要求6或8所述的基于PLC和SBR的家庭生活污水处理系统，其特征在于：所述SBR反应池(4)还设置有用于加速SBR反应池(4)反应的潜水搅拌机(8)。
10.一种根据权利要求6所述的基于PLC和SBR的家庭生活污水处理系统，其特征在于：所述粗过滤装置(2)为粗格栅机，所述细过滤装置(3)为细格栅机，所述粗过滤装置(2)设置有第一清污机(10)，所述细过滤装置(3)设置有第二清污机(11)。
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