印染企业污水处理论文

1远程监控系统设计

1.1GPRS网络GPRS(GeneralPacketRadioService）通用分组无线服务技术，具有传输速率高、实时在线、按流量计费、覆盖范围广等特点。GPRS是在GSM的基础上建立的移动网络系统，在传统的GSM网络中引入了3个新的组件：PCU(PacketControlUnit，分组控制单元)、SGSN(ServingGPRSSupportNode，服务支持节点)和GGSN(GatewayGPRSSupportNode，网关支持节点)，支持IP协议和X.25协议，使得GPRS能提供Internet和其它分组网络的全球性无线接入。GPRS通信系统结构如图1所示，主要由GPRS监控终端（应用电路和GPRSDTU）、GPRS网络（基站、服务支持节点、网关支持节点）、Internet网、监控中心计算机等组成。应用电路采集和处理后的数据通过串口发送到GPRSDTU，经GPRSDTU处理后的分组数据发送到GSM基站，分组数据再经SGSN封装和GGSN协议转换后，发送到Internet网络，最终数据传送至监控中心计算机。在本文中监控中心计算机采用公网固定IP地址方式接入Internet。在监控中心计算机上运行监控软件实现数据收发、显示、存储、查询和输出打印。监控中心的控制信息亦通过此通信链路下达至GPRSDTU和应用电路，来自Internet标识有GPRSDTU地址的数据包，由GGSN接收，再转发SGSN，继而通过基站传送到GPRSDTU，再通过串口传送至应用电路。

1.2远程监控系统设计

某印染集团企业有4个设在不同地方相距较远的印染工厂，若采用有线方式，监控数据点多，布线复杂，4个工厂不能实现统一集中监控，每个工厂都要建立一套监控系统，投资成本大，运营成本高，并且不能将监测数据实时传输到环保部门。本文研究的基于GPRS的印染企业污水处理远程监控系统，由4个污水处理现场控制器、GPRS模块、触摸屏、污水处理装置、GPRS网络、Internet网络、企业集团总部监控中心计算机、环保部门监控中心计算机等组成。污水处理现场控制器用单片机作处理器，现场检测仪表通过RS-485总线Modbus协议与单片机之间实现数据传输，监测数据通过单片机处理后经GPRS模块发送至GPRS网络，再通过GPRS网关传输到Internet网络，最后监测数据传输到环保部门和企业集团总部监控中心计算机，同时企业监控中心计算机也可向污水处理现场控制器发出控制指令，控制现场设备运行。触摸屏用于污水处理现场设备操作控制、参数设置、监测数据显示、趋势曲线、报表输出、历史数据查询等。本文在实际应用中单片机选择宏晶STC15F60S2单片机，GPRS模块选择西门子MC55模块，触摸屏选择威纶通TK6070触摸屏。

1.3污水处理控制器设计

污水处理控制器由单片机、检测仪表、泵、鼓风机、GPRS模块、触摸屏等组成，如图3所示。单片机作为处理器，采集现场各种检测仪表信号，通过编程实现对整个污水处理系统的控制。现场检测仪表提升泵流量计用于控制进入混凝沉淀池的污水量，加约泵流量计用于控制混凝沉淀池的混凝剂加药量，鼓风机流量计用于控制接触氧化池的曝气量，排污口流量计用于计量污水排放量，污泥泵流量计用于控制和计量进入压滤机的污泥量。CODcr检测仪、BOD5检测仪、SS检测仪、色度检测仪、pH检测仪用于检测进水口、调节池、混凝沉淀池、水解酸化池、接触氧化池、二沉池等各监测点的CODcr、BOD5、SS、色度、pH值。由于现场检测仪表多，并且安装较分散，与控制器相距甚远，所以本系统检测仪表采用RS-485总线通信方式，各检测仪表挂接在RS-485总线上，这样避免了长距离传输造成信号衰减，同时也避免了复杂的布线，信号传输更稳定可靠。所以检测仪表选择带RS-485ModbusRTU通信协议接口的仪表，如不带RS-485接口，则选择加装一个4-20mA模拟量信号转RS-485数字信号转换模块。提升泵用于将污水从调节池提升至混凝沉淀池，加药泵用于添加混凝剂，污泥泵用于将污泥池中的污泥抽取到脱泥车间。触摸屏通过RS-232串口与单片机相连，用于现场监控。GPRS模块通过RS-232串口与单片机相连，用于将单片机检测得到的监测数据发送到监控中心计算机，同时接收监控中心发送来的指令并传送给单片机。

1.4系统程序设计

系统程序由污水处理现场单片机控制程序和远程监控程序组成。单片机控制程序主要完成系统初始化、现场监控数据采集、现场控制设备驱动、GPRS通信、触摸屏通信等功能。单片机采集现场各污水处理池的参数，按设定的处理工艺自动控制各泵、阀、风机等的起停，实现污水达标排放。其中的GPRS通信程序主要完成GPRS初始化、网络连接、数据通信、关闭连接等功能，将现场污水处理参数无线发送到环保部门和企业总部的监控中心计算机，同时接收监控中心发送来的控制指令。触摸屏通信程序主要完成系统参数设置、系统起停控制、监控数据存储及显示、报表输出、历史数据查询等本地监控功能。远程监控程序主要通过GPRS网络通信实现污水处理远程监视、故障诊断、远程维护等功能。

2污水处理工艺

印染企业污水是一种水量大、色度高、组分复杂、水质变动范围大、温度高的较难处理有机污水，针对这些特点本文采用调节、混凝沉淀、水解酸化、接触氧化、二沉的处理工艺。印染企业车间废水经过格栅将废水中含有大量的布毛、线头、纤维碎屑等悬浮物去除后，经调节池对水质、水量进行调节，同时进行预沉淀、预曝气、降温处理。调节池中的废水经提升泵抽取到混凝沉淀池，在混凝沉淀池中投加铁盐、铝盐等无机混凝剂，混凝剂在水中先发生水解、聚合等化学反应，生成的水解、聚合产物再与水中的颗粒发生静电中和、粒间加桥、粘附卷扫等作用，生成粗大的混凝体再经沉淀除去。本文选择聚合氯化铝铁(PAFC)作为混凝剂，PAFC具有絮凝速度快、矾花大、沉降性能好等特点，并具有良好的除浊、脱色和去除COD性能，原料来源广泛，成本低廉，广泛应用于工业废水处理中。混凝沉淀有效减少对后续生化处理的冲击负荷，提高了废水的可生化性。经混凝沉淀处理后的废水进入水解酸化池，在厌氧条件下，通过厌氧菌的水解胞外酶作用，使长链大分子有机物降解为短链小分子有机物，不溶性有机物水解为溶解性有机物，提高废水的可生化性，使污水在后续的好氧池以较小的能耗和较短的停留时间得到处理，从而提高了污水的处理效率，并减少了污泥生成量。布水均匀与搅拌充分是水解酸化处理的关键，在水解酸化池底采用多点脉冲布水，通过搅拌使污泥和废水充分混合，提高了废水的水解酸化处理效果。经水解酸化处理后的废水进入接触氧化池，通过鼓风机曝气，向水体充氧，在有氧条件下，污水中的有机物不断被生物膜中的微生物吸附、氧化分解。曝气的目的一是供给微生物新陈代所需的氧量，二是使污泥与废水充分混合，达到搅拌的目的。曝气量控制是关键，本文中根据接触氧化池中溶解氧量自动调节曝气强度。污水经过接触氧化处理后，流入二沉池，经泥水分离后的上清液达标排放。物化污泥和生化污泥经浓缩后，通过污泥泵进入带式压滤机进行污泥脱水处理，泥饼定期清运处理。

3结束语

本系统采用GPRS网络对一个企业集团分布在不同地方的多家印染工厂进行污水处理远程无线集中监控，同时将监控数据实时传送到环保部门，使得监控及时、真实、有效，减轻了企业污水处理监控系统的投资成本和运营成本。现场单片机采用RS-485总线方式进行数据采集，避免了现场检测仪表因长距离的复杂布线而造成信号的衰减，提高了信号传输的有效性。经实际应用表明，该系统运行稳定可靠，可广泛应用于印染企业实现对污水处理的远程无线集中监控。

作者:李秀忠钟造胜陈思涛单位:佛山职业技术学院