馬東平

1  概述
采用中和池實(shí)現污水中和處理是國內目前使用較多的污水處理裝置。它是向污水中投放堿（酸）與污水中和，使pH值合格后排放的一種污水處理方法。但由于中和過(guò)程的嚴重非線(xiàn)性以及污水池的大容性滯后，使人工投酸（堿）中和方法很難將pH值控制在標準要求的范圍內。具有采樣控制及間歇控制功能的程序控制系統不僅實(shí)現了對象的非線(xiàn)性控制，同時(shí)也克服了污水池的容性滯后甚至純滯后，較好地實(shí)現了對污水中pH值的控制。本文就此控制過(guò)程及系統實(shí)施做重點(diǎn)介紹。
2  工藝及自控過(guò)程
 

圖1  污水中和工藝及自控流程圖

如圖1所示，污水中和裝置（以酸性污水中和為例）是由中和池、風(fēng)機、泵、堿液罐及控制系統組成。
裝置中和工藝過(guò)程是：當中和池液面達到一定高度時(shí)，裝置自啟動(dòng)（手動(dòng)狀態(tài)可隨時(shí)啟動(dòng)）進(jìn)入中和處理程序，自動(dòng)實(shí)現污水中和。中和完畢，合格污水外放。液面降至低限后裝置停車(chē)，系統返回初始等待。中和過(guò)程中當堿液罐液面降至低限時(shí)，中和暫停（只進(jìn)行污水循環(huán)和空氣攪拌），執行堿罐加堿程序，完畢后中和程序繼續進(jìn)行。所有控制閥門(mén)及風(fēng)機、水泵均可手動(dòng)控制。
 

圖2  污水中和控制程序框圖

如圖2所示，中和控制過(guò)程是：系統啟動(dòng)后，先進(jìn)行10分鐘自攪拌（污水自循環(huán)，風(fēng)機鼓風(fēng)攪拌）實(shí)現污水自中和，然后執行投堿。當pH<3.5時(shí)，由于離給定較遠（一般7～9）且此時(shí)中和曲線(xiàn)處于較平緩區域，故可開(kāi)雙閥連續加堿直至pH>3.5。此時(shí)中和曲線(xiàn)趨于傾斜，加堿速度開(kāi)始放慢，由于從加堿、攪拌到中和過(guò)程具有較大的容性滯后和純滯后，因此在pH>3.5后將連續加堿改為間歇加堿。pH<4.5時(shí)為每攪拌10分鐘開(kāi)單閥加堿3分鐘，pH>4.5時(shí)為每攪拌10分鐘開(kāi)單閥加堿1分鐘，進(jìn)一步放慢加堿速度，使pH值逐步靠近給定值而最終不超過(guò)上限值。pH值達到給定值后，風(fēng)機停止攪拌，污水由自循環(huán)改為外放排出。
堿液配制即先進(jìn)水至堿液罐的一定液面，然后再加堿至上限液面，從而得到一定比例的稀堿液。
3  PLC實(shí)現中和程序控制

圖3  污水中和程序控制原理圖

    中和控制系統是由過(guò)程檢測儀表（pH值、液位），程控、顯示報警單元以及執行機構等部分組成。程控單元為系統的核心部分，它是一個(gè)具有邏輯判斷功能、定時(shí)功能并可產(chǎn)生多路邏輯輸出的控制儀表，從而實(shí)現對液位、pH值的邏輯判斷和對各閥門(mén)、機、泵的邏輯控制。采用可編程控制器（PLC）取代過(guò)去的繼電器電路不僅使電路更加簡(jiǎn)單而且工作速度及可靠性都大大提高，系統調試維護也更加方便，不失為一種理想選擇?，F以OMRON C系列PLC為例就實(shí)現上述中和控制系統加以說(shuō)明。中和控制梯形圖如圖3所示。
接點(diǎn)代號說(shuō)明：
0000～0012為外部輸入接點(diǎn)、0501～0510為外部輸出接點(diǎn)、1000～1019為內部輔助接點(diǎn)、001～002為保持繼電器接點(diǎn)、01～07為延時(shí)繼電器接點(diǎn)，其中0000、0001、0003為系統手，自，停轉換開(kāi)關(guān)接點(diǎn)；0002為手動(dòng)啟動(dòng)按鈕；0004～0007為pH值檢測輸入；0008、0009、0010、0012為中和池及堿液罐液位接點(diǎn)輸入；0510～0506為閥門(mén)控制輸出接點(diǎn)；0507～0510為風(fēng)機、污水泵開(kāi)停接點(diǎn)；01～07的延時(shí)時(shí)間分別為10分、2秒、10分、3分、1分、2秒、2秒。
閥門(mén)手動(dòng)控制可在PC機相應輸出接點(diǎn)后加接兩位開(kāi)關(guān)實(shí)現手動(dòng)、自動(dòng)轉換。
其它儀表選型，中和池及堿罐液位可選用多點(diǎn)報警輸出的磁浮子液位檢測儀，污水控制閥可選用襯膠氣動(dòng)碟閥，堿液控制閥可選用氣動(dòng)襯膠隔膜閥。pH檢測及二次儀表在系統中起著(zhù)重要作用，應盡量選用精度和可靠性較高的儀表。