水處理行業(yè)自動化系統(tǒng)應用案例——南大傲拓NA2000系列PLC在農村污水處理中的應用

我國絕大多數的農村污水都未經處理直接排放到水體，農村生活污水在我國湖泊污染的來源中占了極大比例。而隨著我國城市化水平、農村城鎮(zhèn)化、城鄉(xiāng)一體化水平的日益提高，農民生活水平的提高，鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活污水排放量還會進一步快速增長，這無疑將給水源保護帶來更大壓力。要保護好城鎮(zhèn)水源，并逐步改善水環(huán)境質量，必須加大污水處理力度。為切實推進社會主義新農村建設，全面改善農村環(huán)境，切實解決當前農村生活垃圾亂堆亂倒、農村生活污水亂排亂放、治理滯后等突出問題，加快推進社會主義新農村建設，進一步改善農村群眾生產生活條件。必須不斷改善農村生態(tài)環(huán)境質量，因而，鄉(xiāng)鎮(zhèn)和農村小型生活污水處理尤其顯得重要。

農村污水有以下幾個特征：

(1)污染源相對分散，水量較小，有機物濃度較高，日變化系數高;

(2)大部分農村地區(qū)經濟相對落后，無法負擔高投入的處理設施，而土地資源則相對豐富;

(3)缺乏相應的專業(yè)管理人員。

現有技術對于生活污水的處理主要有生物法：城鎮(zhèn)污水處理廠通常采用的A2O、氧化溝等活性污泥法，這些方法的特點是：需要污水管網將污水集中收集起來、構筑物運行復雜、建設和運行成本高、需要有專業(yè)人員管理等，因而，這些方法很難適用于農村分散型生活污水的處理。

項目概況

陜西省XX市XX村污水處理項目是每天150T生活污水處理量。經過格柵池（將污水中漂浮物分離）、調節(jié)池、厭氧池、預脫銷池、缺氧池、好氧池等各個處理環(huán)節(jié)，將處理分離后的清水排放至人工濕地，再經過紫外消毒最終達到排放標準排放至河道。

項目實施方案

項目設計要點

（1）機械格柵一臺，控制將污水中上浮物與污水分離；

（2）通過管線自流方式將污水流至調節(jié)池內，通過提升泵輸送至厭氧池，并監(jiān)測流量數據；

（3）自流方式流至預脫銷池、缺氧池、好氧池；

（4）好氧池內回流泵將污水再輸送至預脫銷池，上清液自流至沉淀池和污泥池。

（5）污泥池內上清液自流至清水池和一、二級人工濕地，污泥通過排泥泵排出；

（6）上清液在人工濕地內進一步處理經過紫外消毒設備達到排放標準排至河流;

（7）所有設備均要實現就地、遠方（觸摸屏和云端）控制功能。

實施方案

充分考慮該項目的設計要求和實施特點，整體實施方案中現場采集控制使用PLC（NA2000），實現對傳感器、設備狀態(tài)采集顯示，并根據工藝要求控制現場設備啟停切換。通過無線網關4G將視頻信號和設備狀態(tài)、傳感器傳送至信息管理中心，為后期集中化管理做基礎。

自控系統(tǒng)結構圖如下：

整體網絡圖（來自設計圖紙）

該項目因圖紙設計使用第三方云平臺，僅使用南大傲拓NA2000PLC和觸摸屏作為控制中心實現現場控制功能，后期該類項目可建議使用傲拓云和NAControl實現遠程監(jiān)控和管理，方便維護。另外，陜西一家環(huán)保設備廠家已實現三十套污水設備接入傲拓云進行監(jiān)控。

根據NA2000 PLC IO點數配置如下圖：

實施柜內安裝圖如下所示：

云端畫面圖如下所示：

工藝圖（來自第三方云端）

設置畫面（來自第三方云端）

 手動畫面（來自第三方云端）

項目總結

農村污水處理站比較分散，通過PLC集成控制系統(tǒng)，采用4G無線傳輸方式，不但可以在中控室實現對污水站的實時監(jiān)控管理，還可以在管理中心使用上位機遠程對各個污水站進行程序的編程、修改和調試，同時可以避免各個站向管理中心鋪設光纖，解放大量的人力物力，節(jié)約了社會資源。

應用拓展

隨著經濟發(fā)展，無線4G應用會越來越廣泛，尤其在工業(yè)和民用方面，南大傲拓NA2000系列PLC集成無線和現場控制于一身，替代PLC和無線通訊模塊方案，方便現場組態(tài)，一套軟件即可實現，避免多軟件多環(huán)節(jié)操作，減少運行調試故障點，下面介紹幾種適用場合：

1、設備或項目現場具有4G網絡，鋪線距離長，為降低成本可采用CPU+4G方式實現控制監(jiān)控。結構圖如下：

2、設備現場沒有4G網絡的情況下，加上距離比較遠，且不具備鋪設電纜條件，可采用CPU+無線網橋(例如騰遠智拓)通過MQTT傳輸上云端，具體結構圖如下：

不同網橋傳輸距離不同

南大傲拓水處理行業(yè)自動化系統(tǒng)應用案例業(yè)績