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摘 要

本课题针对含有高聚物的精馏残液和有机杂质的工业废水，按照工业废水的净化的标准，应用了催化燃烧法，设计了一整套基于西门子SMART S7-200 PLC控制器的工业废水净化装置。本文首先阐述了催化燃烧法处理工业废水相较于其他方法的优越性，再详细描述了整个催化燃烧处理工业废水的工艺流程和实现方式，包含电气元件的选型、电气图纸的设计、PLC的选型、PLC程序的设计。并且使用MCGS绘制上位机监控界面监控整个废水净化过程，可以清晰的看到整个工业废水处理过程的系统的状态以及各个控制量的值。监控画面还提供报警页面，当系统有报警时，用户可以轻松判断报警来源并做出相应处理，大大提高了系统的安全性。本装置采用的流化床和固定床结构充分利用了各个环节产生的热量，以确保达到催化燃烧的温度要求，并使得整个废水净化过程在低能耗的条件的进行。

关键词：工业废水 催化燃烧法 PLC控制器 MCGS 低能耗

Abstract

Aiming at the industrial wastewater containing rectification residues of high polymer and organic impurities, according to the standard of industrial wastewater purification, a set of industrial wastewater purification device based on Siemens SMART s7-200 PLC controller is designed by applying catalytic combustion method. In this paper, the advantages of catalytic combustion method in industrial wastewater treatment compared with other methods are first described, and then the process flow and realization mode of the whole catalytic combustion process for industrial wastewater treatment are described in detail, including the selection of electrical components, the design of electrical drawings, the selection of PLC, and the design of PLC program. In addition, MCGS was used to draw the upper computer monitoring interface to monitor the entire wastewater purification process, so that the system status of the entire industrial wastewater treatment process and the value of each control quantity could be clearly seen. Monitoring screen also provides an alarm page, when the system has an alarm, the user can easily determine the source of the alarm and make corresponding treatment, greatly improving the security of the system. The fluidized bed and fixed bed structure of this device make full use of the heat generated by each link to ensure the temperature requirements of catalytic combustion, and make the whole wastewater purification process in the condition of low energy consumption.

Key words: Industrial waste water；Catalytic combustion method；PLC controller；MCGS；Low energy consumption

目 录

第一章 绪论 1

1.1 课题背景及意义 1

1.2 国内外现状 1

1.2.1 国内现状 1

1.2.2 国外现状 2

1.3 传统的工业废水净化方案存在的问题 2

第二章 工业废水净化装置的工艺及过控方案设计 4

2.1催化氧化工业废水处理工艺 4

2.2 过控方案设计 5

第三章 电气控制系统设计 7

3.1主要电气元件及选型 7

3.2 电气图纸的绘制 8

3.2.1精馏残液泵与工业废水泵的供电回路 8

3.2.2精馏残液泵与工业废水泵的控制回路 9

3.2.3变频器控制回路 10

3.2.4可控硅的控制回路 11

第四章 工业废水净化装置的程序设计 13

4.1 西门子PLC概述 13

4.1.1 CPU模块 13

4.1.2 数字量扩展模块 13

4.1.3 模拟量扩展模块 14

4.2 PLC的选型与接线 14

4.2.1 PLC的选型 14

4.2.2 PLC的I/O分配 14

4.3 PLC软件编程 16

4.3.1 PID的使用 16

4.3.2 编程 17

第五章 工业废水净化装置的组态设计 20

5.1 组态软件的选择 20

5.2 MCGS画面 20

5.2.1 主画面的设计 20

5.2.2 报警监控画面的设计 21

结 论 22

致 谢 23

参考文献 24

第一章 绪论

1.1 课题背景及意义

工业生产活动势必离不开工业废水的产生，生产过程中产生的含污染液体物质都属于工业废水。从性质上可以将其分为冷却水、生产废水或污水。工业废水中常常含有对人体和环境有害的重金属物质，不同的工业生产活动所产生的工业废水中的重金属种类不尽相同。比如：重金属冶炼废水中常常含有镉和铅等金属，石油炼制所产生的废水中含有酚等物质，电镀行业排出的废水中含氰化物和铬等重金属，而电解盐工业的废水中含有汞^[1]。

一直以来，人们对于保护环境的意识不够充分，加上政府在防止污染的设施方面投入少，部分企业直接将污水排入江河湖泊中，造成了水质的严重污染，严重危害人类的健康。因此，净化工业废水十分重要。然而,要想完美地处理工业废水，使之能够安全的排放并且不对自然造成伤害又是一个非常复杂的过程，不仅要考虑不同工业废水所含废物的种类，还要考虑其处理的成本^[2]。对于不同种类的工业废水，又会不同的排放标准和处理方案，不可以一概而论。本文所研究的一种含有邻/对氯苯甲醛精馏残液和含有有机物的工业废水联合净化处理装置的综合设计。

1.2 国内外现状

1.2.1 国内现状

目前，我国工业上存在的水资源的问题表现在两个方面。首先，随着工业的迅猛发展，水资源难以满足工业发展的需求；此外，工业污染较为严峻。根据我国的国情，我国有关部门对于工业的发展采取的是“先发展，后治理”的方法，在污水处理方面与一些发达国家相比起步较迟。我国到八十年代开始才意识到了环境污染的严重性，采取了相关治理政策，开展了“三河三湖”等相关的工程，此外，污水处理厂在我国各地陆续开办，这段时期我国工业污水得到了有效的处理^[3]。第八个五年计划时期，我国政府对污水的治理提出了更加严格的标准，污水处理厂的数量剧增。我国污水处理采用的控制方式可以分为自动和手动两种。热工仪表是我国污水处理发展的起步时期所使用的主要检测工具，发展中期使用的是分布控制系统和分析仪表检测技术，近年来，我国污水处理技术的发展主要以自动控制为目标，部分处理厂目前只在部分设备和现场检测方面实现自动控制，未能实现全

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