2013NO .01
China New Technologies and Products 中国新技术新产品
中国新技术新产品生态与环境工程
污水处理自动控制系统的设计研究
熊伟
陈小宜
（中钢集团武汉安全环保研究院有限公司华安分公司，湖北武汉430081）
环境污染问题关系到人们的生产生活，在污水处理过程中，随着人们对污水处理要求的逐渐提高，传统的污水处理控制方法难以达到控制要求，使得污水处理的现状不容乐观，还存在诸多亟待解决的问题。在新形
势下，污水处理自动控制系统的设计，运用现代化自动化控制处理污水满足了污水处理的要求，在污水处理过程中发挥着重要的作用。如何进行污水处理自动控制系统的设计是当前污水处理关注的焦点。因此，研究污水处理自动控制系统的设计具有十分重要的现实意义。鉴于此，笔者对污水处理自动控制系统的设计进行了初步探讨。1污水处理工艺流程。近年来，从污水处理的实际需求的环境出发，污水处理的工艺过程也日趋复杂，污水处理工艺流程按处理程度的不同，分为不同的处理阶段。具体说来，污水处理一般可分为五个阶段，即预处理、一级处理、二级处理、深度处理和污泥处理及处置。其中，预处理主要包括:粗格栅、细格栅、沉砂池;一级处理主要包括:初沉池;二级处理主要包括:生物滤池、曝气池和二沉池;深度处理:常用的工艺有混凝沉淀和过滤。污泥处理主要包括浓缩、消化、脱水、堆肥或卫生填埋。通过对需求进行详细的调研，决定污水处理工艺流程应包括粗格栅、沉砂池、细格栅、初沉池、生物滤池、提升泵房、曝气池、二沉池等，结构图如图1所示:图1污水处理工艺流程图2污水处理自动控制系统设计要求污水处理自动控制系统，在设计过程中，必须按照一定的要求来进行设计，其具体内容如下：(1)所有的电气和机械设备能够
自动或手动操作，控制系统需包括报警、
联锁和控制回路。并且上述设备传送的信息应能够在控制面板和过程控制计算机显示器上显示。（2）所有的设定值（液位、流量、温度、PH 值、溶解氧量）和计时器可以在控制系统中通过操作面板或键盘更改。（3）通常，过程
联锁的设定值不能被未授权的人员通过操
作面板修改，只有在输入正确的密码之后，才能进行操作。（4）控制系统负责系统自动化运行的监管，能实现24h 全天候连续运转，并按工艺要求进行自动操作。（5）利用工艺参数的反馈，实现过程的稳定控制（液位、温度、流量、PH 值和溶解氧），提高反应效率、节约能源，并提高系统的抗冲击性能。（6）实现厌氧处理过程集水井液位与2台入水泵、初沉池液位与2台冷却塔进料泵、均衡
池液位与2台调制池进水泵、
2台浅液式搅拌机之间的连锁控制。（7）实现冷却塔温度与冷却塔2台风扇、调制池回流管温度与进料阀门XV-401A/B 、碱液投加泵、盐酸投加泵、磷酸投加泵以及尿素投加泵之间的联锁控制。（8）实现2台初沉池污泥泵、进料阀门XV-401A/B 、厌氧污泥泵、磷酸投加泵以及尿素投加泵的时间控制。（9）实现调制池回流管流量开关与进料阀门XV-401A/B 、厌氧污泥泵、碱液投加泵、盐酸投加泵、磷酸投加泵
以及尿素投加泵之间的联锁控制。（10）实现
好氧处理过程集水井液位与提升泵的联锁
控制。
（11）实现曝气池溶解氧（DO ）与4台罗茨鼓风机的联锁控制。
（12）实现液位、温度、流量、PH 值和溶解氧（DO ）的高低限报警。（13）实现好氧处理过程加药设备的控制。（14）实现脱水机房相关设备的运行状态显示及故障报警显示。（15）对所有带控制点的
电机和泵实现启停控制。（16）实现模拟量的
历史趋势及趋势图表显示。
（17）实现必要的流量累计功能。（18）实现整个污水处理系统
所有电机、
泵的故障报警。3污水处理自动控制系统硬件设计。污水处理控制系统设计是污水处理的重要组成部分，污水处理自动控制系统具有广阔的
发展前景。在污水处理系统中，
关于污水处理自动控制系统硬件设计，以下将从污水处理系统控制和PLC 控制系统硬件的介绍来阐述，其具体内容如下：
3.1污水处理系统控制介绍。污水处理系统控制对象既有开关量又有模拟量，污水处理过程的共同特点就是开关量多，模拟量少；与此同时，既有开环控制又有闭环控制，具体在污水处理系统控制中，以逻辑控制为主，闭环控制为辅。污水处理系统控制的控制系统包括两套CPU412控制器，三条通讯链路，三个ET200M 从站。工程师站通过上位机监控软件实现对全厂设备的监控、水质数据记录、生产报表等功能。其中，自动控制柜是整个自动控制系统的核心部分，自动控制系统的功能主要是由PLC 按照实现编好的程序进行控制。3.2PLC 控制系统硬件介绍。可编程逻辑控制器，简称PLC 。PLC 控制系统在工业领域应用极为广泛，PLC 控制系统硬件设计需要考虑的PLC 产品种类。从PLC 的定义上看，PLC 实质是一种专用于工业控制的计
算机，它采用了可编程序的存储器，其工作
过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新，并通过数字式和模拟式的输入和输出，取代了继电器控制装置的要求，控制各种类型的机械或生产过程。PLC 控制系统硬件，根据对控制系统工艺特点和现场生产的条件，适应于现代工业的需要，例如采用了S7-400PLC 作为主站，从站采用有源底板总线的方式将各模块从物理上和电气上连接起来，每块信号模块都带有总线连接器。安装时先将有源底板装入导轨，然后依次将各模块插入，最后将这组模块固定在导轨上。
4污水处理自动控制系统软件设计。目前污水处理的PLC 控制系统在国内外已经得到广泛应用。在污水处理系统中，关于污水处理自动控制系统软件设计。以下将从PLC 控制程序的开发和上位机监控软件开发两个方面进行深入探讨，下文将逐一进行分析。
4.1PLC 控制程序的开发。PLC 控制程序的开发要以满足系统控制要求为主线，按PLC 的工作原理，PLC 控制程序的开发可分为建立I/0映像区、循环扫描。I/O 映像区的大小由用户程序确定，对于系统的每一个输入或输出点总有输入或输出映像区的某一位与之对应，PLC 在执行用户程序时所需要的外部信息取自于I/O 映像区而不直接与外
部设备发生关系。I/O 映像区的建立，
使PLC 工作时只和有关地址单元内所存信息状态发生关系，系统输出也是只给内存某一地址单元设定一个状态。PLC 控制程序开发下位机是整个控制系统的核心部分，负责完成所有的控制功能和现场数据采集功能。
4.2上位机监控软件开发。上位机监控界面采用组态软件WinCC 进行开发，完成对系统现场数据的采集以及控制工艺流程的实时监控。西门子视窗控制中心SIEMENS WinCC 是一个集成的人机界面(HMI)系统和监控管理系统。WinCC 提供各种PLC 驱动程序，因此使PLC 与上位机联接变得非常容易。由于监控系统要求覆盖几乎整个工艺流程，因此在结构规划时紧紧围绕合理地安排信息反映形式，既要实现所有的功能模块又要保证监控系统的安全可靠运行。根据污水处理厂的自身工艺和控制系统对上位机软件的要求，上位机监控软件主要由登录管理模块、预测模块、监控界面、趋势、报警、报表、数据库、系统帮助等模块组成。
摘
要：污水处理是控制环境污染的重要措施，污水处理过程具有多变性、非线性和随机性等特点，污水处理自动控制系统
的设计对污水处理具有十分重要的意义。在污水处理厂中进行污水处理，合理地对其进行供配电系统的设计是保证其正常
运行的必然条件。本文以污水处理自动控制系统为切入点，
在阐述污水处理工艺流程的基础上，通过分析污水处理自动控制系统设计要求，分别从污水处理自动控制系统硬件设计和污水处理自动控制系统软件设计，对污水处理自动控制系统的设计研究进行了相关探索，以期为污水处理自动控制系统的设计提供参考。关键词：污水处理；自动；控制系统；设计中图分类号：U664.9+2文献标识码：A 199--
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结语
总之，当前污水处理任务十分紧迫，污水处理自动控制系统是一项综合的系统工程，具有长期性和复杂性，利用自动控制系统处理好污水，在一定程度上可以避免环境恶化和经济资源的损失。关于污水处理控制系统的设计，应符合国家相关部门的电气设计基本要求，并结合具体情况综合考虑，选取设计成本较低，维护费用较少，可靠性较较强的污水处理自动控制系统设计，只有这
样，才能保证水资源的持续再生功能的发
挥，进而改善水环境污染的现状。
参考文献
[1]朱英爱，杨杰.污水处理自动控制系统的设计[J].电工技术.2009(12).
[2]乔显斌.高炉喷煤自动控制系统的改进[J].科技情报开发与经济.2007(18).[3]宋青，王文成.基于工业以太网多PLC 的污水处理控制系统[J].自动化与仪表.2011(06).[4]罗向阳.基于PLC 及WinCC 的控制系统
在化工污水处理中的应用[J].机械与电子.2010(S1).[5]师新利，崔世钢，胡山，田立国.基于现场总线的自动化控制实验装置设计[J].电气应用.2008(08).
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试论餐厨废弃物的管理与利用
吕志超
（盘锦市环境科学研究院，辽宁盘锦124013）
餐厨废弃物是人类生产、消费、生活过程中的产物，一般包括家庭、学校、机关、公
共食堂以及餐饮行业的食物废料和餐饮剩
余物，传统亦称泔水，是城市生活垃圾的一
部分，具有典型的“废物和资源”双重属性。据统计，我国城市每年产生的餐厨废弃物不
低于6000万吨。在上世纪八十年代，利用餐
厨废弃物养猪曾作为发展城郊畜牧业的模
式加以推广，现已明令禁止。但在利益的驱
动下以及管理的缺失，“垃圾猪”，“地沟油”的
现象也是屡禁不止。
随着城市人口的增加和人民生活水平的不断提高，餐厨废弃物的产
量也是越来越大，由此而引发的环境问题和
食品安全问题日益严重，已经引起了社会的广泛关注，寻求一条正确管理和资源化利用餐厨废弃物的途径非常必要。
2餐厨废弃物的危害与资源性
2.1餐厨废弃物的危害。餐厨废弃物来
源复杂，在高温条件下能很快腐烂发臭，释
放温室气体和恶臭气体污染空气，并且滋生
蚊、蝇，传播病菌。餐厨废弃物被非法收运，作为“垃圾猪”的食用饲料，或加工成“地沟
油”
重复使用。其中含有大量病原微生物、黄曲霉素、苯、霉菌霉素等有害物质和致病茵，可通过食物链传染给人类，对人体健康带来
极大危害。餐厨废弃物的传统处理方法是将
其混入生活垃圾进行填埋或焚烧，不仅会占
用大量土地，也会导致垃圾渗滤液增多，通
过渗滤作用污染地表水和地下水。餐厨废弃
物一般含水60%左右，未经处理的废弃物所
含水分中的CODcr 在50000ml 左右，直接
排放污染水体，产生的气味污染环境。进行
焚烧处理则使燃烧不充分，热值较低，不能
达到热利用目的，造成大气环境污染。
2.2餐厨废弃物的资源性。餐厨废弃物
含有丰富的有机营养成分，其特点是粗蛋白
和粗纤维等有机物含量较高，开发利用价值
较大。经过科学处置后制作动物饲料，
5000万吨餐厨废弃物干物质含量相当于500万
吨优质饲料，相当于每年1000万亩耕地的
能量产出；制备生物柴油、生物燃料，实验证
明，每吨干燥餐厨废弃物可转化为730-1300kwh 能源，每吨餐厨废弃物可提炼出
20-80kg 废油脂，经过加工处理即可制成生物柴油；利用餐厨废弃物堆肥，餐厨废弃物有机质含量高，含有大量的微生物菌种适合堆肥进程的进行。
3餐厨废弃物的管理与利用3.1管理现状。目前，全国约有40多个城市和地区出台了餐厨废弃物相关法规，其余大部分城市尚未出台相应管理规定，没有建立餐厨废弃物的管理机构和完善的管理体系。辽宁目前也只有沈阳和大连有相关的管理规定，以盘锦市为例：全市约有4000余家餐饮服务企业，其餐厨废弃物大部分被“养猪户”非法无序收集后毫无处理地喂饲
“垃圾猪”
，甚至部分废弃油脂被回收、提炼后非法出售。家庭餐厨废弃物主要作为生活垃圾被收运和处理。而食品药品监督管理部门、环卫部门、环保部门也只能根据各自职责分别管理，没有形成有效合力，各项管理措施的叠加效应难以显现，使监管乏力空白，
造成管理瓶颈。3.2管理与利用对策3.2.1建立和完善餐厨废弃物管理及处置体系。要从环境治理、
资源再利用、循环经济的高度抓紧制定和完善国家层面的餐厨废弃物管理法规和处置标准，做到有法可依，便于各地统一管理执行。各级政府部门要切实重视，纳入政府的公共管理范畴之内，明确产生者、管理者和处置者的责任和义务，提高管理者的权威性、效率性和处置者的效益性。建立联动机制和收集网络，配备专用餐厨废弃物收集容器和运输车辆，规范餐厨废弃物回收、使用行为，打击非法收运加工餐厨废弃物行为。3.2.2加强餐厨废弃物处置利用技术研究和推广。目前，餐厨废弃物的处置与利用方式主要是焚烧、填埋、饲料化、厌氧消化及堆肥等，技术水平普遍不高，处理餐厨废弃物经济效益低下，因此，开发和推广新技术是关键所在。学习国内外典型城市对餐厨废弃物处置利用先进经验，积极攻关和探索适应本市实际情况的餐厨废弃物处理技术，研制先进餐厨废弃物处置设备，形成一整套无
害化处理和再利用的技术规范。考虑餐厨废弃物副产品消纳问题，把餐厨废弃物加工成附加值高的不同副产品。典型引路，坚持由点到面推广国、内外先进技术工艺，提高餐厨废弃物的资源化循环利用程度，增加产品附加值，降低运营成本，使企业产业链条得以延伸，化解餐厨废弃物处置与利用的技术瓶颈。
3.2.3加强宣传教育，发挥社会和舆论监督作用。要采取多种形式，广泛开展宣传教育，提高市民环保意识，普及食品安全常识和相关法律知识，引导群众科学消费。充分利用市场机制，从支持环保事业和高新技术产业发展的高度，加强舆论宣传和引导。推动报纸、电视、网络等新闻媒介，加强对餐厨废弃物的管理与利用的社会监督作用，强化企业诚信和行业自律意识，建立有奖举报制度，广开渠道支持鼓励群众积极参与餐厨废弃物管理工作。
结语
餐厨废弃物不是一个单纯的环保问题或某个环节的问题，而是一个产业链和利益链的问题，其管理与利用是一项工程量大、涉及面广而又迫切需要下大力气解决的民生工程，需要全社会的支持和配合。餐厨废弃物处理受到收集、运输、管理、技术、模式以及利益链等方面的影响，因此统筹考虑这些
因素，通过法律约束、
源头控制、资源化利用等措施，建立和完善管理机制、体制，实现减量化、资源化、无害化的综合处置利用，才能把握问题的关键，才能解决制约餐厨废弃物管理与利用的瓶颈问题。
参考文献
[1]餐厨垃圾资源化路还有多长[J].中国环境报，2011.
[2]浅析餐厨垃圾利用处置不当产生的危害[J].环境卫生工程,.2010(04).
[3]餐厨垃圾资源化技术及应用[J].建设科技，2008(Z2).
[4]餐厨垃圾资源化利用[J].技术与市场，2007（11）.摘
要：由餐厨废弃物引发的“地沟油”、“垃圾猪”等食品安全问题引起社会的广泛关注，通过对餐厨废弃物的危害与管理现
状的分析，提出管理利用建议，达到减量化、无害化、资源化的目的。
关键词：餐厨废弃物；危害；资源；再利用中图分类号：TU993.3文献标识码：A
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