引言

隨著環境問題對人類生存的影響日趨加重，人們對環境保護的意識也日益重視。特別是近10多年來，我國在環保方面的工作取得了一定的成績，使環境污染得到了一定的遏制。與此同時，環保產業也取得了很大的發展，許多地區競相將其作為重點發展的領域之一。其中城市污水處理和工廠廢水處理，控制污水排放，都得到高度重視，污水處理行業已成為一個新興、熱門的行業。

我國在《污水綜合排放標準》（GB8978－88）中規定了各種工業廢水排入城市排水管網時，各類污染物的最高允許排放濃度，以保證城市污水處理廠的正常運行。由于各地城市污水的水源水質不同，因此相應采用的污水處理工藝方法也不同。

1工藝介紹

1.1啤酒廠廢水翠的主要工藝

一般啤酒廠的廢水處理主要采用好氧處理、水解－好氧處理和厭氧－好氧聯合處理等幾種工藝技術。

好氧處理工藝主要采用活性污泥法、高負荷生物過濾法和接觸氧化法等。水解－好氧處理主要利用水解反應器使啤酒廢水中的大分子難降解有機物被轉變為小分子易降解的有機物，出水的可生化性能得到改善。實驗結果表明，水解和好氧處理相結合，比完全好氧處理更為經濟。厭氧－好氧聯合處理技術是一種能有效去除有機污染物并使其礦化的技術，它將有機化合物轉變為甲烷和二氧化碳，該處理技術系統結構簡單、占地面積小、便于運行管理。

目前，啤酒的廢水處理，一般采用厭氧－好氧處理技術，這是一種在處理效果、投入成本和經濟運行方面都較為合理、經濟的方案。

南京英特布魯啤酒廠廢水處理系統設計指標為：日處理能力為5000/天，進水指標為：COD2500、、及～12；經過處理后，其排放指標為：COD、、及。處理后的水質達到國家排放標準。

整個污水處理系統主要由集水井、調節池、預酸化池、IC塔、二沉池等設備和建筑物構成，自動控制系統配置一套SiemensS7－300PLC系統和一套上位機監控系統。

1.2工藝流程

啤酒廠廢水處理的工藝過程如圖1所示。啤酒生產過程中的麥糟水、洗滌水等排放廢水，首先進入集水井并流入調節池，進行初步的物理處理，去除污水中的雜質，在必要時進行降溫處理。隨后進入預酸化池進行pH值等指標調整，使其滿足在IC塔處理過程，在其處理過程中產生的沼氣，目前主要采用燃燒排放的方式（以后可以進行沼氣利用處理）。在IC處理過程中，當污水水質達到一定要求后，廢水排放到曝氣池進行好氧處理，隨后在二沉池進一步沉淀、分離污泥，使排放水質達到排放標準，最后才排放至附近河流或經消毒后進行2次利用。

圖1工藝流程示意圖

2控制系統設計及實現

本控制系統采用Siemens公司的S7－3000系列CPU315－2DPPLC，配置輸入輸出點：DI32×6＝192點、DO32×3＝96點、AI8×4＝32點、A04×1＝4點；配置CP343－1以太網通信模塊及TSAdapter與上位機監控計算機進行通信。上位監控計算機采用Siemens工控機。

2.2系統網絡結構

本控制系統由1個主站和1個遠程站構成，主站與遠程站間采用Profibus-DP通信，通信速率最高可達12Mbps。PLC通過以太網和上位機進行通信，其通訊速率可以到10Mbps，并為其它計算機訪問本控制系統預留接口。為了方便工藝工程師對工藝參數的遠程監控以及自控工程師對本PLC系統的遠程維護，本系統配備了遠程監控系統，通過公共電話網，工藝工程師及自控工程師可在異地監控運行參數及設備運轉情況，極大地提高了快速處理現場發生故障地能力，節省了維護的費用和企業的成本。PLC和變頻器在污水處理中的應用（2）2004年9月

3A/D和D/A模塊初始化程序

PID指令所涉及到的24個數據寄存器也需要設定，如采樣時間、濾波常數，積分時間、微分增益等。這些數據需要根據被控對象的實際情況來定量，如pH值的存在范圍、污水的流量大小、加入中和藥水的品質、中和速度等。通常工廠的生產工藝相對較為穩定，污水的pH值和流量基本穩定，即使有些變化，只要控制參數設置合理一般不會有太大出入，而其它的影響因數比較容易控制，所以這些參數可以定值設置，并在PLC上電工作時就調入并在控制過程中使用。

3.2采樣過程

采樣的間隔時間可以根據實際情況定置，時間因子可以采用PLC內部的時間基準，如圖4中M8013為秒脈沖的時鐘繼電器。

圖4所示的A/D轉換程序可以每秒鐘完成一次pH值的采樣。

圖4A/D轉換程序

3.3分析、計算過程

采樣完成后，利用PID指令進行分析和計算。

圖5PID指令程序

在圖5所示的PID指令程序中，目標值是指用戶希望被控對象應穩定在哪一個模擬值所對應的數字量。如pH值0～14的模擬量4～20mA對應的數值為0～1000，若被控對象的pH值需要穩定在7，那么目標值數字量就應設定為500。測定值是指A/D采樣所得到的pH值的數字量。參數D20表示PID指令在執行時所需的24個參數的第一個參數，同時也指明了這24個參數的首地址指針。從D20至D43應專門留給PID指令用于存儲參數，通常需要在系統上電初始化時完成參數的輸入，或者還可以使用編程器輸入到受電池保護的D200以后的數據存儲器，這樣就不需要在每次上電時都把參數調入了。由PID指令分析后所得到的輸出值存儲在D50中。

在FX系列中，FX是首次在內部固化了PID指令的PLC，它使用戶在面對復雜控制時編程更加方便、程序量可以大大減少，控制的準確性和反應速度得到了很大的提高。

3.4輸出程序

在PID指令執行后，所得數據將送至D/A模塊，由它轉換成4～20mA信號來控制變頻器的輸出，調節加藥量，控制pH至。輸出語句如圖6所示。

圖6D/A轉換程序

4結束語

以PLC和變頻器為核心的自動控制系統運用于pH值的控制，在工廠污水治理中取得了很好的效果。在以太湖流域為主要治理對象的“零點行動”中，許多污水處理廠采用這種自動控制系統都能很好地控制排放污水地pH值，提高了工作效率，降低了工人的勞動強度，提升了污水處理廠的現代化水平。