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一、污水處置工藝控制要求

1.調(diào)節(jié)池液位控制。通過調(diào)節(jié)池超聲波液位計(jì)檢測(cè)到液位模擬輸入信號(hào)控制調(diào)節(jié)池排水管上的開關(guān)閥，達(dá)到控制調(diào)節(jié)池液位的目的

2.通過調(diào)節(jié)池排水總管流量計(jì)、pH計(jì)檢測(cè)排出工業(yè)污水量以及pH值等參數(shù)，自動(dòng)調(diào)節(jié)投加石灰乳量，以控制出水pH值為8.5左右。采用泵投加進(jìn)入石灰/泥漿混合槽。

3.通過調(diào)節(jié)池排水總管流量計(jì)檢測(cè)排出工業(yè)污水量，依照設(shè)定順序自動(dòng)控制螺桿泵的轉(zhuǎn)速控制絮凝劑溶液的添加量，投加至混合分配槽。

4.濃密池底泥濃度和高度控制。濃密池底泥的濃度和高度通過刮泥機(jī)的扭矩間接檢測(cè)，這一關(guān)系需在調(diào)試過程中獲得。濃密池底泥的濃度和高度與壓濾泵的排泥有關(guān)，純水設(shè)備當(dāng)扭矩大時(shí)，啟動(dòng)壓濾泵排泥，當(dāng)扭矩減小到一定值時(shí)，壓濾泵停止。濃密機(jī)底部的排泥泵為變頻泵，濃密機(jī)的底流排放流量由底泥儲(chǔ)槽的液位來決定，當(dāng)?shù)啄鄡?chǔ)槽的液位高時(shí)減小排泥泵的流量，當(dāng)?shù)啄鄡?chǔ)槽的液位低時(shí)加速排泥泵的流速，以確保底泥儲(chǔ)槽堅(jiān)持一定液位。

二、泥漿法自動(dòng)化控制系統(tǒng)和功能設(shè)計(jì)

通過廠區(qū)的污水處置系統(tǒng)中的電石乳的投放量、絮凝劑量等計(jì)量控制手段全憑人工根據(jù)系統(tǒng)測(cè)試的液位、PH值、SS值、流量等數(shù)據(jù)進(jìn)行控制。該礦區(qū)日處置酸性污水量達(dá)到500m3如果完成依靠人工進(jìn)行操作，則需要投入非常大的人力本錢。此外，由于污水處置順序過程繁瑣，操作人員經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)誤操作現(xiàn)象，使處理的污水達(dá)不到排放的規(guī)范，污染環(huán)境。該礦區(qū)進(jìn)行自動(dòng)化控制改造后，采用的污水處置工藝控制，由整個(gè)礦區(qū)的污水處置系統(tǒng)完全實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)。設(shè)計(jì)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以根據(jù)液位、PH值、SS值、流量等數(shù)據(jù)自動(dòng)控制電石乳的投放量、絮凝劑量等參數(shù)，不只有效地降低了人力本錢，提高了污水處置效率，而且電石乳的投放量、絮凝劑量、廢水流量等污水處置控制更加精準(zhǔn)。

1.控制系統(tǒng)，此系統(tǒng)過程控制層采用西門子生產(chǎn)的產(chǎn)品來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)污水處置過程中的液位、pH值、SS值、流量等數(shù)據(jù)測(cè)量，以及攪拌機(jī)、控制泵等控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)電石乳的投放量、絮凝劑量、廢水流量等污水處置參數(shù)的自動(dòng)控制。同時(shí)其可以實(shí)現(xiàn)對(duì)污水處置過程進(jìn)行監(jiān)控、顯示以及報(bào)警等功能。該自動(dòng)化系統(tǒng)可以在線pH計(jì)丈量反應(yīng)池中廢水的pH值，從而通過控制系統(tǒng)控制電石乳的投放量，可以精確的控制電石乳的投放，減少石灰的用量，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。此外，該礦區(qū)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)日處理500m3酸性污水，如此大的反應(yīng)空間中，不同區(qū)域的污水pH值會(huì)存在差別，如果只采用pH計(jì)進(jìn)行點(diǎn)檢測(cè)，可能會(huì)影響系統(tǒng)的控制準(zhǔn)確性，因此，為了反應(yīng)池內(nèi)各處的PH值相對(duì)堅(jiān)持一致，本設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)中還采用了中和反應(yīng)攪拌系統(tǒng)，此攪拌系統(tǒng)可以根據(jù)反應(yīng)池中廢水總量來控制轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，提高了控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。

2.控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。采用西門子公司生產(chǎn)的STEP7軟件進(jìn)行順序的設(shè)計(jì)和開發(fā)。STEP7軟件不只可以使用多種語(yǔ)言形式進(jìn)行編程，而且具有對(duì)順序進(jìn)行調(diào)試、系統(tǒng)故障診斷及測(cè)試等功能，有效地降低了技術(shù)人員的工作強(qiáng)度，減少順序裝置時(shí)間。當(dāng)采用SEP7編輯順序完成后，經(jīng)過編譯器進(jìn)行編輯后可直接裝置至PLC中使用，順序過程中完全與STEP7軟件無關(guān)，因此STEP7軟件僅僅具有編輯順序的功能。

1系統(tǒng)工藝流程順序設(shè)計(jì)。系統(tǒng)中PLC主要是對(duì)污水處置系統(tǒng)中各種設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，同時(shí)完成控制層指令。采用高密度泥漿法的礦山污水處置要求，對(duì)污水處置系統(tǒng)的工藝流程順序進(jìn)行了設(shè)計(jì)，達(dá)到對(duì)污水處置系統(tǒng)中各類設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)的目的進(jìn)行電石乳配備時(shí)，首先啟動(dòng)電石乳消化器設(shè)備后，斗式提升泵、加液泵分別會(huì)往電石乳制備桶中加入石灰及水，純水設(shè)備當(dāng)電石乳制備桶的液位上升到報(bào)警位時(shí)，兩泵將會(huì)停止運(yùn)行，此時(shí)電石乳消化器將會(huì)把多余的物料輸送至投加箱，如果輸送完成后，螺桿泵將會(huì)停止工作。進(jìn)行絮凝劑配制過程中，首先在絮凝劑配制裝置中將水與絮凝劑進(jìn)行充分?jǐn)嚢杌旌?span>45min后，再通過絮凝劑輸送泵進(jìn)入配制好的絮凝劑輸送至絮凝反應(yīng)槽中，同時(shí)往槽中加入藥劑進(jìn)行反應(yīng)，然后采用攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌45min不時(shí)循環(huán)上述過程。其中絮凝劑輸送泵配備兩臺(tái)，一臺(tái)工作，另一臺(tái)備用。濃密池在進(jìn)行底泥處置過程中，首先打開泥漿提升泵，則濃密池中的底泥將會(huì)經(jīng)過提升泵再次進(jìn)入回流攪拌桶中，當(dāng)濃密池中的液位達(dá)到報(bào)警未時(shí)，渣漿泵將會(huì)工作將濃密池中的底泥抽走。整個(gè)處置過程將會(huì)不斷往復(fù)的重復(fù)上述處置過程。

2PLC軟件順序設(shè)計(jì)。PLC順序采用西門子STEP7軟件進(jìn)行開發(fā)，整個(gè)順序使用的梯形圖語(yǔ)言編寫，采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，由一個(gè)主順序和多個(gè)子順序組成，如圖所示。

3系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果。通過采用本文設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)對(duì)該礦區(qū)處理的酸性污水進(jìn)行了試驗(yàn)檢測(cè)，詳細(xì)的研究了石灰用量、曝氣量、絮凝劑等污水處置工藝參數(shù)對(duì)處理效果的影響。最終得到基于該礦山污水處置工藝的最優(yōu)處理工藝，其中各最優(yōu)工藝參數(shù)為：石灰加入至污水PH值約為9曝氣量約為4L/min絮凝劑約為8mg/L同時(shí)對(duì)處理前、后的水質(zhì)進(jìn)行了檢測(cè)，基于高密度泥漿法污水處置工藝，設(shè)計(jì)的系統(tǒng)不只可以提高酸性礦山污水的水質(zhì)，而且可以有效地提高酸性礦山污水處置工藝的運(yùn)行穩(wěn)定性及可靠性。此外，進(jìn)行改造前后處置污水1m3費(fèi)用對(duì)比如表所示。

經(jīng)過自動(dòng)化控制改造后，雖然電費(fèi)有所增加，但是無論是石灰、絮凝劑的本錢，還是人工費(fèi)都降低了這也使得改造后污水處置所需的總成本也下降，污水處置系統(tǒng)經(jīng)過自動(dòng)化改造后，不只可以采用提高酸性礦山污水的水質(zhì)，而且還可以有效地降低運(yùn)營(yíng)本錢。

基于高濃度泥漿法工藝的自動(dòng)控制系統(tǒng)不只實(shí)現(xiàn)了電石乳投放、絮凝劑加入、廢水流量等自動(dòng)化，而且通過采用了中和反應(yīng)攪拌系統(tǒng)來控制攪拌系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，有效地提高了系統(tǒng)控制的準(zhǔn)確率。整個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用不只系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，而且有效地提高了生產(chǎn)效率以及設(shè)備管理水平。