基于PLC的化学水处理智能控制系统

1 引言

锅炉是工业生产和人们生活中使用最广泛的设备之一，锅炉水的处理工作，对确保锅炉安全、经济运行、节约燃料有着重要的意义，它是锅炉运行中的一项重要的技术基础工作。如果锅炉给水没有经过水处理或水处理不当，不但会缩短锅炉的使用寿命、浪费燃料，甚至会造成重大设备事故和人员伤亡。因此，锅炉使用单位必须因炉、因水制定锅炉水质标准，并根据实际情况选用合适的水处理工艺。目前锅炉水处理系统中的工艺流程设计中使用最广泛的是离子交换法(化学处理法)和渗透法(物理处理法)。传统的水处理过程多为继电器控制或人工操作，系统故障多，工人劳动强度大，运行成本高，对运行可靠、性价比高的控制系统需要迫切。本文介绍的是基于化学处理法工艺的水处理过程智能控制系统。

2 化学水处理工艺简述

本系统受河北某企业委托进行设计和实施，水源为水库地表水，设计供水能力为40t/h，系统主要设备：浮动床机械过滤器2台，逆流式固定床阴、阳离子交换器各2台及除碳设备和废水处理池等。通过过滤器去除原水中的悬浮物，阴、阳床去除原水中的各种离子，废水通过酸碱中和达到排放标准后排放，并通过检测相关工艺参数判断过滤器、阴床、阳床是否失效并自动进行再生处理，一般情况下两套设备并列运行，供水量富裕时一套设备再生完成后处于待机状态，在另一套设备失效(水质不合格)需再生时自动投入运行，两套设备共用原水供应、酸碱计量、除盐水储存，工艺流程简图如图1所示。

2.1 逆流式固定床离子交换器的基本操作和工艺过程

(1) 交换过程

水经过进水装置均匀配水后，以一定的流速，自上而下地通过一定高度的树脂层，水中离子和树脂中的可交换离子进行交换，使出水符合要求，然后经出水装置送出。当出水水质超标后，应停止运行。实际上是交换器的运行过程。

影响交换器运行的主要影响有：树脂层的高度;交换速度;树脂的工作交换容量。

(2) 反洗过程

在交换器运行失效后，需对树脂进行反洗，使压实的树脂层充分膨胀，保证再生的彻底，同时洗掉树脂上部交换时截留的下的杂质。

小反洗：反洗水从中部装置进入，并从交换器顶部排出，反洗中排以上的压实层及中间排水装置上污物。流量控制在，时间10-20min，洗到水清为止。待10-20运行周期过后再进行大反洗。

大反洗：反洗水从底部排水装置进入，使之从下而上通过树脂层冲洗到出水清晰。

(3) 再生过程

当出水水质超标后就要再生。即用一定量的适当浓度的再生剂，以一定的速度从交换器底部自下而上与失效树脂层进行接触，使其恢复交换能力。时间为30min左右，上升流量为。

(4) 置换过程

在再生液进完后，继续以再生过程的同方向进软化水，使后部分再生液完全通过失效树脂层。时间为30-40min。

(5) 小正洗

置换结束后从交换器上部进水，中间排水装置出水，以清洗渗入压实层中及上部的再生液。时间为10min左右，流量为。

(6) 大正洗

小正洗结束后，关闭中间排水装置，开下部排水阀，用按顺流方向冲洗树脂层到出水合格。流量为。

2.2 过滤器工作过程

主要包括：过滤、气洗、正洗和反洗等步序。

3 系统主要检测、控制要求

根据生产工艺要求，系统控制以时间顺序控制为主，通过检测过滤器出水流量和进出水差压值、阳床的钠度和阴床的电导率控制整个生产过程的正常制水和再生，同时根据污水池的ph值控制加酸加碱量以保证污水合理排放。整个水处理系统控制均由PLC来完成。