農(nóng)村污水處理應(yīng)用解決方案 ——傲拓科技NA2000系列PLC應(yīng)用

2021-06-03 傲拓科技傲拓科技540540

核心提示：充分考慮該項目的設(shè)計要求和實施特點，整體實施方案中現(xiàn)場采集控制使用PLC（NA2000），實現(xiàn)對傳感器、設(shè)備狀態(tài)采集顯示，并根據(jù)工藝要求控制現(xiàn)場設(shè)備啟停切換。通過無線4G將設(shè)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(chǔ)。

概述

1、歷史背景

我國絕大多數(shù)的農(nóng)村污水都未經(jīng)處理直接排放到水體，農(nóng)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(nóng)村城鎮(zhèn)化、城鄉(xiāng)一體化水平的日益提高，農(nóng)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(zhì)量，必須加大污水處理力度。為切實推進社會主義新農(nóng)村建設(shè)，全面改善農(nóng)村環(huán)境，切實解決當前農(nóng)村生活垃圾亂堆亂倒、農(nóng)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(nóng)村建設(shè)，進一步改善農(nóng)村群眾生產(chǎn)生活條件。必須不斷改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，因而，鄉(xiāng)鎮(zhèn)和農(nóng)村小型生活污水處理尤其顯得重要。

農(nóng)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(shù)高;

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

(3)缺乏相應(yīng)的專業(yè)管理人員。

現(xiàn)有技術(shù)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(wǎng)將污水集中收集起來、構(gòu)筑物運行復(fù)雜、建設(shè)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(nóng)村分散型生活污水的處理。

2、農(nóng)村污水處理前景

國家政策規(guī)定：到2020年，新增完成環(huán)境整治的建制村13萬個;到2020年，30%的村鎮(zhèn)人口將得到比較完善的公共排水服務(wù);到2020年底，實現(xiàn)城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施全覆蓋，縣城不低于85%，建制鎮(zhèn)達到70%;到2035年我國農(nóng)村污水處理率將達到70%;到2040年，90%的村鎮(zhèn)建立完善的排水和污水處理的設(shè)施與服務(wù)體系。并且有關(guān)專家分析，農(nóng)村污水處理的市場空間約為3000億元，2035年我國農(nóng)村污水治理市場規(guī)模約2016億元。1/3分布于千噸級規(guī)模的集中式污水處理市場，2/3分布于百噸級規(guī)模的分散式污水處理市場。由此可以看出，未來我國農(nóng)村污水處理市場空間潛力巨大。

結(jié)合我國農(nóng)村污水處理的現(xiàn)狀可以得出，未來農(nóng)村污水處理發(fā)展方向主要為：一是降成本。對已建成的污水處理項目采取第三方運營的專業(yè)化運營模式，發(fā)揮專業(yè)環(huán)境服務(wù)商的優(yōu)勢，從而降低成本;在進行污水處理基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的時候，要根據(jù)實際需求合理的選擇建設(shè)及運行費用低的污水處理工藝技術(shù)。二是高技術(shù)。在農(nóng)村污水處理項目建設(shè)時最好采用成熟可靠、穩(wěn)定性好的處理工藝，有利于適應(yīng)較大的水量和水質(zhì)變化;同時還要兼顧環(huán)境好、低能耗、易操作的原則。三是易管理。未來農(nóng)村污水處理技術(shù)管理要符合自動化程度高、管理簡單、維護量低、低運行管理及技術(shù)要求等條件;并且要積極學習和運用互聯(lián)網(wǎng)思維，采用新型管理模式進行農(nóng)村污水處理技術(shù)的管理。

農(nóng)村污水處理在目前的發(fā)展形式上來看是有很大的空間需要進行提升，每個不同的農(nóng)村地區(qū)有著不同的問題存在，推動農(nóng)村污水處理的工作，需要針對不同的地形和污水的處理規(guī)模進行不同的處理措施。要針對農(nóng)村污水處理的現(xiàn)實條件，相關(guān)的科研機構(gòu)制定新的污水處理方法，更要加強對農(nóng)村污水處理的重要性的宣傳力度，讓每一位村民都能夠意識到污水處理的重要，并能夠自覺去維護和推進污水處理。同時國家應(yīng)該制定一系列相應(yīng)的政策，保證污水在處理上能夠有所依據(jù)，能夠根據(jù)國家相應(yīng)的文件進行履行。農(nóng)村污水的處理也是我國經(jīng)濟發(fā)展的一個重要的指標。

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(jīng)過格柵池（將污水中漂浮物分離）、調(diào)節(jié)池、厭氧池、預(yù)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(jīng)過紫外消毒最終達到排放標準排放至河道。項目整體如下圖所示：

圖1 整體布局圖（來自設(shè)計圖紙）

項目實施方案

1、項目設(shè)計要點

> 機械格柵一臺控制將污水中上浮物與污水分離；
> 通過管線自流方式將污水流至調(diào)節(jié)池內(nèi)，通過提升泵輸送至厭氧池，并監(jiān)測流量數(shù)據(jù)；
> 自流方式流至預(yù)脫銷池、缺氧池、好氧池；
> 好氧池內(nèi)回流泵將污水再輸送至預(yù)脫銷池，上清液自流至沉淀池和污泥池。
> 污泥池內(nèi)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；
> 上清液在人工濕地內(nèi)進一步處理經(jīng)過紫外消毒設(shè)備達到排放標準排至河流;
> 所有設(shè)備均要實現(xiàn)就地、遠方（觸摸屏和云端）控制功能。

2、實施方案

充分考慮該項目的設(shè)計要求和實施特點，整體實施方案中現(xiàn)場采集控制使用PLC（NA2000），實現(xiàn)對傳感器、設(shè)備狀態(tài)采集顯示，并根據(jù)工藝要求控制現(xiàn)場設(shè)備啟停切換。通過無線4G將設(shè)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(chǔ)。

圖2 整體網(wǎng)絡(luò)圖（來自設(shè)計圖紙）

該項目使用傲拓科技帶4G功能的NA2000PLC和觸摸屏作為控制中心實現(xiàn)現(xiàn)場控制功能，通過云平臺和手機客戶端均可監(jiān)視和操作。另外，陜西一家環(huán)保設(shè)備廠家已實現(xiàn)三十套污水設(shè)備接入傲拓云進行監(jiān)控。

根據(jù)IO點數(shù)配置如下圖（可根據(jù)實際現(xiàn)場要求配置具體點數(shù)）：

圖3 NA2000系統(tǒng)配置

實施柜內(nèi)安裝圖如下所示：

圖4 實施柜內(nèi)安裝圖

云端畫面圖

圖5 工藝圖

圖6 設(shè)置畫面

圖7 手動畫面

云端畫面和觸摸屏畫面可以根據(jù)不同要求設(shè)計，上圖是當前客戶已經(jīng)運行的系統(tǒng)畫面。

項目總結(jié)

農(nóng)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(xiàn)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(diào)試，同時可以避免各個站向管理中心鋪設(shè)光纖，解放大量的人力物力，節(jié)約了社會資源。

應(yīng)用拓展

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

1.設(shè)備或項目現(xiàn)場具有4G網(wǎng)絡(luò)，鋪線距離長，為降低成本可采用CPU+4G方式實現(xiàn)控制監(jiān)控。結(jié)構(gòu)圖如下：