CN102147241A - 炼钢厂除尘废水沉淀池污泥沉积厚度上下限测控专用装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种炼钢厂沉淀池污泥处理装置，特别涉及一种炼钢厂除尘废水沉淀池污泥沉积厚度上下限测控专用装置。包括超声波发送传感器和超声波接收传感器，所述超声波发送传感器和超声波接收传感器分为两组，通过专用支架分别安装在污泥沉积厚度的上、下限位置，该上、下限处的两传感器间的距离为等距，上、下限两处距离按污泥最大厚度设置。本发明通过在污泥沉积厚度的上、下限位置安装超声波测控传感器，采用简单的测量原理就可以实现本发明目的，使得系统硬件、软件设计得到了很大的简化，测量精度高，操作简便，成本低廉，易于大范围推广使用。

Description

炼钢厂除尘废水沉淀池污泥沉积厚度上下限测控专用装置

 

技术领域

本发明涉及一种炼钢厂沉淀池污泥处理装置，特别涉及一种炼钢厂除尘废水沉淀池污泥沉积厚度上下限测控专用装置。本装置也可用于城市污水处理厂污泥沉积厚度测控。

背景技术

钢铁企业不仅是高耗水行业，同时也是产生大量污水的行业。转炉除尘废水是钢铁企业的主要工业废水之一，具有水量大、水温高、悬浮物含量高等特点。转炉除尘废水经废水处理系统回收得到转炉污泥，其主要成分为：TFe、FeO、CaO等，污泥含铁量达65%左右，是很好的烧结和炼钢原料。转炉除尘废水在沉淀池内经重力脱水，并配合加入絮凝剂，除尘废水中的大部分固态悬浮物质就会沉积到沉淀池底部，当沉积到一定厚度时，用泥浆泵将沉淀池污泥排除；排除污泥后，关闭泥浆泵，待污泥继续沉淀到一定厚度再排除，如此循环处理。实现这一过程，需要对沉淀污泥与清水界面的位置进行较准确的检测。否则，污泥沉积过厚会造成沉淀池底部污泥板结、排污堵塞，排污过量会将清水排出，两种现象均会给工艺过程带来很大影响。因此，监测沉淀池沉积污泥厚度是炼钢厂污水处理工艺过程中最为关键的环节。根据有关资料，沉淀池污泥的泥位检测至今还没有一个较为成熟的方法，原因在于沉淀池中污泥与清水之间没有十分清晰地界面，往往存在过渡的混浊层，而且现场工作环境比较恶劣，各地污泥污水处理的工艺不尽相同，处理设备的自动化水平，先进程度差别很大，增加了泥位测量的难度。

当前国内普遍采用插杆目测，也有部分企业使用进口设备进行测量。前者方法简陋，测量误差大，操作繁琐，不能形成自动控制；进口污泥界面测量设备因价格昂贵、不便维护、误差较大而难以普及。以大型国有钢铁企业唐钢为例，其仍然使用传统的人工插杆目测方法，该方法误差大、效率低、泥浆泵开启频繁，使得污泥处理周期长，泥浆泵寿命缩短。国外相关产品种类繁杂，但工作原理基本相同，以德菲世纪仪表公司的CSM—5000型号泥水界面仪为例，泥水界面仪的传感器位于水面以下，通常5cm-10cm，由伺服电机系统控制传感器位置保证其始终位于水面以下，超声波传感器从探头表面向沉淀池下面发射，超声波会被水中的固体悬浮物反射，形成连续回波，被传感器接收。根据其专门的分析软件对数据进行分析可以连续获得泥水界面（较稀的泥）和泥位（较稠的泥）。该类产品需要高精度的传感器以及强大的数据分析软件，其测量精度受污泥成分及污水物理状态影响，设计难度大且成本过高，很难推广应用。

发明内容

本发明的目的在于摆脱国内传统人工插杆目测方法，实现炼钢厂沉淀池污泥泥位的自动化检测，以实现闭环自动控制，提高效率，降低成本成。考虑到炼钢厂除尘废水沉淀池污泥厚度只需要准确地确定其沉积的上下限位置，并在其到达上下限位置时开启或者关闭泥浆泵即可满足工艺要求的特点，则可通过监测污泥沉积上下限处的位置就能达到满足炼钢厂除尘废水沉淀池污泥排除的工艺要求指标。本发明就是针对此问题进行展开，开发了一种炼钢厂除尘废水沉淀池污泥沉积厚度上下限测控专用装置。

本发明解决此问题采用的技术方案是：一种炼钢厂除尘废水沉淀池污泥沉积厚度上下限测控专用装置，包括超声波发送传感器和超声波接收传感器，所述超声波发送传感器和超声波接收传感器分为两组，通过专用支架分别安装在污泥沉积厚度的上、下限位置，该上、下限处的两传感器间的距离为等距，上、下限两处距离按污泥最大厚度设置。

本发明与现有技术相比，其有益效果是：通过在污泥沉积厚度的上、下限位置安装超声波测控传感器，采用简单的测量原理就可以实现本发明目的，使得系统硬件、软件设计得到了很大的简化，测量精度高，操作简便，成本低廉，易于大范围推广使用。

附图说明

图1是本发明超声波发送/接收传感器安装简图。

图2是本发明在炼钢厂应用示意图。

图3是本发明电路系统结构框图。

图中：专用支架1，上限超声波发送传感器2，上限超声波接收传感器3，下限超声波发送传感器4，下限超声波接收传感器5，沉淀池6，澄清水7，悬浊层8，泥浆层9，泥浆泵10，污泥沉积厚度下限11，污泥沉积厚度上限12。

具体实施方式

以下结合附图及实施例详述本发明。

参见图1、图2，此装置主要由专用支架1、上限超声波发送传感器2、上限超声波接收传感器3、下限超声波发送传感器4、下限超声波接收传感器5组成，该专用支架1固定在沉淀池6的池壁上，其上部在污泥沉积厚度的上限位置安装上限超声波发送传感器2和上限超声波接收传感器3，其下部在污泥沉积厚度的下限位置安装下限超声波发送传感器4和下限超声波接收传感器5，所述的下限超声波发送传感器4和下限超声波接收传感器5之间距为等距，上、下限两处距离按污泥最大厚度设置。

参见图3，所述超声波发送传感器和超声波接收传感器与单片机、超声波处理芯片构成超声波发送/接收电路，该单片机内置有通过编程可产生震荡波的晶振，该超声波处理芯片包括信号放大电路和检波整形电路。

本实施例中，上限超声波发送传感器2、上限超声波接收传感器3、下限超声波发送传感器4和下限超声波接收传感器5均采用TCF1M-21T/R1液体超声波传感器，可在液体中长期工作。单片机采用Atmega16，超声波处理芯片采用CX20106，Atmega16具有内部晶振，通过编程可产生1MHz震荡波，再经超声波发送传感器发送出，实现超声波的发送；CX20106处理电路包括信号放大电路和检波整形电路，超声波接收传感器接收到的微弱回波信号首先经信号放大电路进行放大，以便后续电路能够识别此回波，然后经检波整形电路将回波中的杂波虑掉，使回波规整便于单片机判断，至此将信息传递给Atmega16，构成超声波接收电路。

单片机程序处理电路以单片机Atmega16为核心器件，其他外围电路与之连接关系的电路，一旦检测泥浆到达排放位置，单片机发出指令控制电机自行排放，排放结束后可控制电机终止排放。

单片机Atmega16还配置有LED显示电路，不同颜色的LED灯便于工作人员远距离观察当前系统工作状态。

以下简述本装置的工作过程：

1.接通电源；

2.当污泥未达到排放上限时，绿色指示灯亮；

3.当除尘废水不断注入沉淀池6，污泥泥位不断上升，污泥泥位到达污泥沉积厚度上限12处时，上限超声波发送传感器2与上限超声波接收传感器3之间即充满泥浆层9中的泥浆介质，根据检测原理和先验数据，由单片机确认上限处两超声波传感器间的介质为泥浆介质，红色指示灯亮，单片机输出控制信号，打开继电器，泥浆泵10开始工作；

4.随着泥浆泵10工作，泥位不断下降，当泥位到达污泥沉积厚度下限11处时，下限超声波发送传感器4与下限超声波接收传感器5之间即充满澄清水7中的水，根据检测原理和先验数据，由单片机确认下限处两超声波传感器间的介质为水介质，单片机输出控制信号，红色指示灯灭，泥浆泵10停止工作。

5.此后注入新的转炉污水，进入检测是否排放状态，蓝色指示灯亮。

本实施例的应用效果证明本发明结构简单、稳定可靠、便于维护，与传统的人工插杆目测方法相比，提高了污泥处理效率，实现了炼钢厂沉淀池污泥泥位的自动化检测，与国外进口设备相比，提高了测量精度，并具有很高的成本优势，易于大范围推广使用。

Claims (2)

1.一种炼钢厂除尘废水沉淀池污泥沉积厚度上下限测控专用装置，包括超声波发送传感器和超声波接收传感器，其特征在于，所述超声波发送传感器和超声波接收传感器分为两组，通过专用支架分别安装在污泥沉积厚度的上、下限位置，该上、下限处的两传感器间的距离为等距，上、下限两处距离按污泥最大厚度设置。

2.根据权利要求1所述的炼钢厂除尘废水沉淀池污泥沉积厚度上下限测控专用装置，其特征在于，所述超声波发送传感器和超声波接收传感器与单片机、超声波处理芯片构成超声波发送/接收电路，该单片机内置有通过编程可产生震荡波的晶振，该超声波处理芯片包括信号放大电路和检波整形电路。

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