CN107065715A - 一种矿山选矿废水处理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种矿山选矿废水处理系统及方法，涉及矿山领域，其特征在于，所述系统包括：若干个废水处理单元；所述废水处理单元连接于下水道和蓄水池；所述蓄水池包括：出水口、水位传感器和蓄水池控制系统；所述控制系统分别信号连接于水位传感器和出水口；所述出水口通过上水管和废水处理单元连接，同时与农田灌溉系统相连；所述废水处理单元包括：废水箱、水位传感器、过滤装置、水质传感器、气体传感器和、三通电磁阀和控制系统；所述废水箱通过上水管和蓄水池的出水口相连接，同时所述废水箱连接于水位传感器；所述水位传感器信号连接于过滤装置。本发明具有循环利用、节约能源、监测准确和智能控制等优点。

Description

一种矿山选矿废水处理系统及方法

技术领域

本发明涉及矿山领域，特别涉及一种矿山选矿废水处理系统及方法。

背景技术

我国很多工业城市的废水排放量较大，已造成城市地表水的严重污染。各城市的环境监测中心站肩负着对城市地表环境水质及污染源排放废水的监测工作，很多城市相继形成了以市站为网头，与区站、行业站构成一体的废水监测网。

物联网是新一代信息技术的重要组成部分。顾名思义，物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;第二，其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间，进行信息交换和通信。因此，物联网的定义是：通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

随着物联网技术的不断发展，其技术也广泛应用到各个领域。利用物联网的传感器技术，对生活废水进行二次利用，可以有效地保护环境、缓解水资源等问题，为创建节水型城镇，实施可持续发展，共建和谐社会起到了推动作用。

发明内容

鉴于此，本发明提供了一种矿山选矿废水处理系统及方法，本发明具有循环利用、节约能源、监测准确和智能控制等优点。

本发明采用的技术方案如下：

一种矿山选矿废水处理系统，其特征在于，所述系统包括：若干个废水处理单元；所述废水处理单元连接于下水道和蓄水池；所述蓄水池包括：出水口

、水位传感器和蓄水池控制系统；所述控制系统分别信号连接于水位传感器和出水口；所述出水口通过上水管和废水处理单元连接，同时与农田灌溉系统相连；所述废水处理单元包括：废水箱、水位传感器、过滤装置、水质传感器、气体传感器和、三通电磁阀和控制系统；所述废水箱通过上水管和蓄水池的出水口相连接，同时所述废水箱连接于水位传感器；所述水位传感器信号连接于过滤装置；所述过滤装置信号连接于水质传感器；所述水质传感器信号连接于气体传感器；所述气体传感器信号连接于三通电磁阀；所述三通电磁阀分别信号连接于下水道和蓄水池；所述控制系统分别信号连接于废水箱、水位传感器、过滤装置、水质传感器、气体传感器和和三通电磁阀。

进一步的，所述气体传感器包括：采集电路和数模转换器；所述采集电路信号连接于数模转换器；所述采集电路包括：匹配电阻，所述匹配电阻分别与气敏材料和一个运算放大器串联；所述运算放大器与气敏电阻并联，所述运算放大器与数模转换器串联；所述匹配电阻由八个标准电阻组成，它们连接在一个八路开关上由单片机的3个I/O控制通断来自动实现匹配电阻与材料的最佳匹配；所述金属氧化物传感器上的八个感应点点也与一个八路开关连接，并由3个I/O控制通断顺序；所述数模转换器与单片机信号连接于单片机；所述单片机通过数据转换器获取采集电路采集到的数据信息，计算出金属氧化物传感器的一个感应点的电阻值。

进一步的，所述气体传感器还包括一个控制模块，用于控制气体传感器上的光激发和加热，它包括光激发控制模块和加热控制模块；所述光激发控制模块信号连接于单片机，用于对金属氧化物半导体传感器的金属氧化物半导体材料进行光激发；所述加热控制模块，用于对金属氧化物半导体材料进行加热，它包括：数模转换器、运算放大器和一个三极管；所述数模转换器信号连接于单片机，用于将单片机设置的加热电压值转换为模拟信号，经运算放大器反打后，通过一个三极管输出最终的加热电压，加热电压加载于铂丝上，进行加热。

进一步的，在进行光热控制的过程中，光激发控制模块对金属氧化物半导体传感器的金属氧化物半导体材料采用紫外光激发；所述加热控制模块对金属氧化物半导体材料默认加热至75℃。

进一步的，所述蓄水池控制系统和所述控制系统相互信号连接。

一种矿山选矿废水处理系统的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1：矿山选矿排除的废水排出到废水箱中；水位传感器感应废水箱中的水位，将获取的数据信息发送给控制系统；

步骤2：控制系统根据接收到的数据信息，控制废水箱排水排出的废水经过过滤装置的处理后，水质传感器实时获取水质信息，将获取的水质数据信息发送给控制系统；

步骤3：控制系统根据接收到的数据信息判断废水的水质情况，将判断结果进行暂存；

步骤4：同时，气体传感器对废水挥发出来的气体进行检测，将检测到的数据信息发送给控制系统；

步骤5：控制系统根据气体传感器的检测结果和暂存的水质情况的结果，综合判断水质的情况，根据判断结果控制三通电磁阀的运行，进而控制废水的流向；若废水的水质不符合要求，则将废水排入下水道；若废水的水质符合要求，则将废水排入蓄水池；同时，控制系统也会将最终的水质情况发送给蓄水池控制系统。

进一步的，所述蓄水池控制系统的控制方法包括以下步骤：

步骤1：蓄水池中的水位传感器实时监测蓄水池中废水的水位，将监测结果发送给蓄水池控制系统；

步骤2：蓄水池控制系统根据水位传感器的监测结果，判断是否应该打开出水口；若水位已经超出预设的水位值，则打开出水口；若水位没有超出预设的水位值，则不进行处理；

步骤3：蓄水池控制系统根据控制系统发送过来的水质的情况，控制出水口的水是通过上水管返回到废水箱中还是直接传输至农田灌溉系统；若水质达到预设的阈值，则控制出水口的水直接传输至农田灌溉系统；若水质未达到预设的阈值，则控制出水口的水是通过上水管返回到废水箱中。

采用以上技术方案，本发明产生了以下有益效果：

1、智能控制：本发明的矿山选矿废水处理系统通过自动控制实现矿山废水的处理，整个系统无须人工操作，系统自动完成废水处理的整个过程，具备高度的智能化。

2、节约能源：本发明的矿山选矿废水处理系统通过将废水循环利用，节约了水资源。

3、监测准确：本发明的矿山选矿废水处理系统除了通过水质传感器对水质进行检测以外，还采用了气体传感器对废水挥发出的气体进行检测，在废水会挥发出有害气体的时候及时预警；同时通过两者的结合对水质有了一个更加准确的检测。

附图说明

图1是本发明的一种矿山选矿废水处理系统及方法的系统结构示意图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

本发明实施例1中提供了一种矿山选矿废水处理系统，系统结构如图1所示：

一种矿山选矿废水处理系统，其特征在于，所述系统包括：若干个废水处理单元；所述废水处理单元连接于下水道和蓄水池；所述蓄水池包括：出水口

、水位传感器和蓄水池控制系统；所述控制系统分别信号连接于水位传感器和出水口；所述出水口通过上水管和废水处理单元连接，同时与农田灌溉系统相连；所述废水处理单元包括：废水箱、水位传感器、过滤装置、水质传感器、气体传感器和、三通电磁阀和控制系统；所述废水箱通过上水管和蓄水池的出水口相连接，同时所述废水箱连接于水位传感器；所述水位传感器信号连接于过滤装置；所述过滤装置信号连接于水质传感器；所述水质传感器信号连接于气体传感器；所述气体传感器信号连接于三通电磁阀；所述三通电磁阀分别信号连接于下水道和蓄水池；所述控制系统分别信号连接于废水箱、水位传感器、过滤装置、水质传感器、气体传感器和和三通电磁阀。

进一步的，所述气体传感器包括：采集电路和数模转换器；所述采集电路信号连接于数模转换器；所述采集电路包括：匹配电阻，所述匹配电阻分别与气敏材料和一个运算放大器串联；所述运算放大器与气敏电阻并联，所述运算放大器与数模转换器串联；所述匹配电阻由八个标准电阻组成，它们连接在一个八路开关上由单片机的3个I/O控制通断来自动实现匹配电阻与材料的最佳匹配；所述金属氧化物传感器上的八个感应点点也与一个八路开关连接，并由3个I/O控制通断顺序；所述数模转换器与单片机信号连接于单片机；所述单片机通过数据转换器获取采集电路采集到的数据信息，计算出金属氧化物传感器的一个感应点的电阻值。

进一步的，所述气体传感器还包括一个控制模块，用于控制气体传感器上的光激发和加热，它包括光激发控制模块和加热控制模块；所述光激发控制模块信号连接于单片机，用于对金属氧化物半导体传感器的金属氧化物半导体材料进行光激发；所述加热控制模块，用于对金属氧化物半导体材料进行加热，它包括：数模转换器、运算放大器和一个三极管；所述数模转换器信号连接于单片机，用于将单片机设置的加热电压值转换为模拟信号，经运算放大器反打后，通过一个三极管输出最终的加热电压，加热电压加载于铂丝上，进行加热。

进一步的，在进行光热控制的过程中，光激发控制模块对金属氧化物半导体传感器的金属氧化物半导体材料采用紫外光激发；所述加热控制模块对金属氧化物半导体材料默认加热至75℃。

进一步的，所述蓄水池控制系统和所述控制系统相互信号连接。

本发明实施例2中提供了一种矿山选矿废水处理系统的方法：

一种矿山选矿废水处理系统的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1：矿山选矿排除的废水排出到废水箱中；水位传感器感应废水箱中的水位，将获取的数据信息发送给控制系统；

步骤2：控制系统根据接收到的数据信息，控制废水箱排水排出的废水经过过滤装置的处理后，水质传感器实时获取水质信息，将获取的水质数据信息发送给控制系统；

步骤3：控制系统根据接收到的数据信息判断废水的水质情况，将判断结果进行暂存；

步骤4：同时，气体传感器对废水挥发出来的气体进行检测，将检测到的数据信息发送给控制系统；

步骤5：控制系统根据气体传感器的检测结果和暂存的水质情况的结果，综合判断水质的情况，根据判断结果控制三通电磁阀的运行，进而控制废水的流向；若废水的水质不符合要求，则将废水排入下水道；若废水的水质符合要求，则将废水排入蓄水池；同时，控制系统也会将最终的水质情况发送给蓄水池控制系统。

进一步的，所述蓄水池控制系统的控制方法包括以下步骤：

步骤1：蓄水池中的水位传感器实时监测蓄水池中废水的水位，将监测结果发送给蓄水池控制系统；

步骤2：蓄水池控制系统根据水位传感器的监测结果，判断是否应该打开出水口；若水位已经超出预设的水位值，则打开出水口；若水位没有超出预设的水位值，则不进行处理；

步骤3：蓄水池控制系统根据控制系统发送过来的水质的情况，控制出水口的水是通过上水管返回到废水箱中还是直接传输至农田灌溉系统；若水质达到预设的阈值，则控制出水口的水直接传输至农田灌溉系统；若水质未达到预设的阈值，则控制出水口的水是通过上水管返回到废水箱中。

本发明实施例3中提供了一种矿山选矿废水处理系统及方法，系统结构图如图1所示：

一种矿山选矿废水处理系统，其特征在于，所述系统包括：若干个废水处理单元；所述废水处理单元连接于下水道和蓄水池；所述蓄水池包括：出水口

、水位传感器和蓄水池控制系统；所述控制系统分别信号连接于水位传感器和出水口；所述出水口通过上水管和废水处理单元连接，同时与农田灌溉系统相连；所述废水处理单元包括：废水箱、水位传感器、过滤装置、水质传感器、气体传感器和、三通电磁阀和控制系统；所述废水箱通过上水管和蓄水池的出水口相连接，同时所述废水箱连接于水位传感器；所述水位传感器信号连接于过滤装置；所述过滤装置信号连接于水质传感器；所述水质传感器信号连接于气体传感器；所述气体传感器信号连接于三通电磁阀；所述三通电磁阀分别信号连接于下水道和蓄水池；所述控制系统分别信号连接于废水箱、水位传感器、过滤装置、水质传感器、气体传感器和和三通电磁阀。

进一步的，所述气体传感器包括：采集电路和数模转换器；所述采集电路信号连接于数模转换器；所述采集电路包括：匹配电阻，所述匹配电阻分别与气敏材料和一个运算放大器串联；所述运算放大器与气敏电阻并联，所述运算放大器与数模转换器串联；所述匹配电阻由八个标准电阻组成，它们连接在一个八路开关上由单片机的3个I/O控制通断来自动实现匹配电阻与材料的最佳匹配；所述金属氧化物传感器上的八个感应点点也与一个八路开关连接，并由3个I/O控制通断顺序；所述数模转换器与单片机信号连接于单片机；所述单片机通过数据转换器获取采集电路采集到的数据信息，计算出金属氧化物传感器的一个感应点的电阻值。

进一步的，所述气体传感器还包括一个控制模块，用于控制气体传感器上的光激发和加热，它包括光激发控制模块和加热控制模块；所述光激发控制模块信号连接于单片机，用于对金属氧化物半导体传感器的金属氧化物半导体材料进行光激发；所述加热控制模块，用于对金属氧化物半导体材料进行加热，它包括：数模转换器、运算放大器和一个三极管；所述数模转换器信号连接于单片机，用于将单片机设置的加热电压值转换为模拟信号，经运算放大器反打后，通过一个三极管输出最终的加热电压，加热电压加载于铂丝上，进行加热。

进一步的，在进行光热控制的过程中，光激发控制模块对金属氧化物半导体传感器的金属氧化物半导体材料采用紫外光激发；所述加热控制模块对金属氧化物半导体材料默认加热至75℃。

进一步的，所述蓄水池控制系统和所述控制系统相互信号连接。

一种矿山选矿废水处理系统的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1：矿山选矿排除的废水排出到废水箱中；水位传感器感应废水箱中的水位，将获取的数据信息发送给控制系统；

步骤2：控制系统根据接收到的数据信息，控制废水箱排水排出的废水经过过滤装置的处理后，水质传感器实时获取水质信息，将获取的水质数据信息发送给控制系统；

步骤3：控制系统根据接收到的数据信息判断废水的水质情况，将判断结果进行暂存；

步骤4：同时，气体传感器对废水挥发出来的气体进行检测，将检测到的数据信息发送给控制系统；

步骤5：控制系统根据气体传感器的检测结果和暂存的水质情况的结果，综合判断水质的情况，根据判断结果控制三通电磁阀的运行，进而控制废水的流向；若废水的水质不符合要求，则将废水排入下水道；若废水的水质符合要求，则将废水排入蓄水池；同时，控制系统也会将最终的水质情况发送给蓄水池控制系统。

进一步的，所述蓄水池控制系统的控制方法包括以下步骤：

步骤1：蓄水池中的水位传感器实时监测蓄水池中废水的水位，将监测结果发送给蓄水池控制系统；

步骤2：蓄水池控制系统根据水位传感器的监测结果，判断是否应该打开出水口；若水位已经超出预设的水位值，则打开出水口；若水位没有超出预设的水位值，则不进行处理；

步骤3：蓄水池控制系统根据控制系统发送过来的水质的情况，控制出水口的水是通过上水管返回到废水箱中还是直接传输至农田灌溉系统；若水质达到预设的阈值，则控制出水口的水直接传输至农田灌溉系统；若水质未达到预设的阈值，则控制出水口的水是通过上水管返回到废水箱中。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (7)

1.一种矿山选矿废水处理系统，其特征在于，所述系统包括：若干个废水处理单元；所述废水处理单元连接于下水道和蓄水池；所述蓄水池包括：出水口、水位传感器和蓄水池控制系统；所述控制系统分别信号连接于水位传感器和出水口；所述出水口通过上水管和废水处理单元连接，同时与农田灌溉系统相连；所述废水处理单元包括：废水箱、水位传感器、过滤装置、水质传感器、气体传感器和、三通电磁阀和控制系统；所述废水箱通过上水管和蓄水池的出水口相连接，同时所述废水箱连接于水位传感器；所述水位传感器信号连接于过滤装置；所述过滤装置信号连接于水质传感器；所述水质传感器信号连接于气体传感器；所述气体传感器信号连接于三通电磁阀；所述三通电磁阀分别信号连接于下水道和蓄水池；所述控制系统分别信号连接于废水箱、水位传感器、过滤装置、水质传感器、气体传感器和和三通电磁阀。

2.如权利要求1所述的矿山选矿废水处理系统，其特征在于，所述气体传感器包括：采集电路和数模转换器；所述采集电路信号连接于数模转换器；所述采集电路包括：匹配电阻，所述匹配电阻分别与气敏材料和一个运算放大器串联；所述运算放大器与气敏电阻并联，所述运算放大器与数模转换器串联；所述匹配电阻由八个标准电阻组成，它们连接在一个八路开关上由单片机的3个I/O控制通断来自动实现匹配电阻与材料的最佳匹配；所述金属氧化物传感器上的八个感应点点也与一个八路开关连接，并由3个I/O控制通断顺序；所述数模转换器与单片机信号连接于单片机；所述单片机通过数据转换器获取采集电路采集到的数据信息，计算出金属氧化物传感器的一个感应点的电阻值。

3.如权利要求2所述的矿山选矿废水处理系统，其特征在于，所述气体传感器还包括一个控制模块，用于控制气体传感器上的光激发和加热，它包括光激发控制模块和加热控制模块；所述光激发控制模块信号连接于单片机，用于对金属氧化物半导体传感器的金属氧化物半导体材料进行光激发；所述加热控制模块，用于对金属氧化物半导体材料进行加热，它包括：数模转换器、运算放大器和一个三极管；所述数模转换器信号连接于单片机，用于将单片机设置的加热电压值转换为模拟信号，经运算放大器反打后，通过一个三极管输出最终的加热电压，加热电压加载于铂丝上，进行加热。

4.如权利要求3所述的矿山选矿废水处理系统，其特征在于，在进行光热控制的过程中，光激发控制模块对金属氧化物半导体传感器的金属氧化物半导体材料采用紫外光激发；所述加热控制模块对金属氧化物半导体材料默认加热至75℃。

5.如权利要求3所述的矿山选矿废水处理系统，其特征在于，所述蓄水池控制系统和所述控制系统相互信号连接。

6.一种基于权利要去1至5之一所述的矿山选矿废水处理系统的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1：矿山选矿排除的废水排出到废水箱中；水位传感器感应废水箱中的水位，将获取的数据信息发送给控制系统；

步骤2：控制系统根据接收到的数据信息，控制废水箱排水排出的废水经过过滤装置的处理后，水质传感器实时获取水质信息，将获取的水质数据信息发送给控制系统；

步骤3：控制系统根据接收到的数据信息判断废水的水质情况，将判断结果进行暂存；

步骤4：同时，气体传感器对废水挥发出来的气体进行检测，将检测到的数据信息发送给控制系统；

步骤5：控制系统根据气体传感器的检测结果和暂存的水质情况的结果，综合判断水质的情况，根据判断结果控制三通电磁阀的运行，进而控制废水的流向；若废水的水质不符合要求，则将废水排入下水道；若废水的水质符合要求，则将废水排入蓄水池；同时，控制系统也会将最终的水质情况发送给蓄水池控制系统。

7.如权利要求6所述的矿山选矿废水处理系统的方法，其特征在于，所述蓄水池控制系统的控制方法包括以下步骤：

步骤1：蓄水池中的水位传感器实时监测蓄水池中废水的水位，将监测结果发送给蓄水池控制系统；

步骤2：蓄水池控制系统根据水位传感器的监测结果，判断是否应该打开出水口；若水位已经超出预设的水位值，则打开出水口；若水位没有超出预设的水位值，则不进行处理；

步骤3：蓄水池控制系统根据控制系统发送过来的水质的情况，控制出水口的水是通过上水管返回到废水箱中还是直接传输至农田灌溉系统；若水质达到预设的阈值，则控制出水口的水直接传输至农田灌溉系统；若水质未达到预设的阈值，则控制出水口的水是通过上水管返回到废水箱中。