CN208082381U - 一种用于污水治理的自动加药系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于污水治理的自动加药系统，包括有自动控制系统和两个加药桶，加药桶中安装有搅拌器并各设有一出药阀，两个加药桶分别通过各自的出药阀连接到同一导管，该导管连接一加药计量泵，加药计量泵通过管道连接废水处理机构的管道混合器；两个加药桶均设置有液位控制机构，液位控制机构包括有液位计。本实用新型通过设计两套加药桶系统，并设置自动控制系统监测加药桶和对加药阀、加药泵等进行自动控制，同时提供是否需要对加药桶添加药物进行告警，如此使得对废水的加药过程可基本实现自动控制，既能更为精准地控制加药的时机，也能提高加药量的精度。

Description

一种用于污水治理的自动加药系统

技术领域

本实用新型涉及环境保护技术领域，具体涉及一种用于污水治理领域的加药系统。

背景技术

在废水处理工程中，物化处理是废水处理的一个重要环节，加药系统多为手动或半自动，加药精准度较低，处理后经常出现水质不达标的情况。为保证处理后水质达标，需对废水中污染物浓度和加药量进行综合考虑，使加药量和废水中污染物浓度变化保持一致，但现有的加药系统显然达不到这一要求。另外，在实际应用中，经常会出现由于加药桶中的药液需要匀速搅拌，而搅拌过程会造成液位虚高，这种液位虚高会导致加药操作人员对实际液量判断错误，从而延误加药的时机，对正常生产过程造成不利影响。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术的缺陷，提供一种可对废水污染物浓度进行实时监测，配合算法计算污染物浓度发生变化并自动调节加药量，保证废水加药处理后能够达标排放或满足用户对废水前处理的要求，加药过程自动控制的用于污水治理的自动加药系统。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种用于污水治理的自动加药系统，包括有加药桶，加药桶中安装有搅拌器，加药桶通过管道连接废水处理机构，其特征在于：所述加药桶包括有两个，其中一个作为备份，两个加药桶各设有一出药阀，两个加药桶分别通过各自的出药阀连接到同一导管，该导管连接一加药计量泵，加药计量泵通过管道连接废水处理机构的管道混合器；两个加药桶均设置有液位控制机构，液位控制机构包括有液位计；还包括有一自动控制系统，计量泵和两个加药桶的液位控制机构分别连接自动控制系统形成自动控制结构。

进一步地，两个加药桶的出药阀均为电动阀，两个电动阀分别连接自动控制系统形成对出药阀的开启与关闭自动控制结构。

进一步地，在进入管道混合器的废水管道中设置有流量探头，流量探头连接自动控制系统，物料流速测定使用流量探头来完成，根据物料的性质不同，流量探头大体分为三种：超声波流量计、电磁流量计和脉冲多普勒流量计。三种流量计各有优缺点，超声波流量计为测量最准确的一种流量计，但超声波流量计受外界因素干扰比较明显，例如超声波流量计不能安装在离震源5-7m以内的管道上；外界干扰因素对电磁流量计干扰较小，但测量精度比超声波流量计差；脉冲多普勒流量计是用来测定物料中含有杂质超过5％的一种流量计，也是精度最差的一种流量计。在流速测定的环节中需要根据流量计种类的不同、物料中含杂质的浓度不同对流量计传输至自动控制系统的数据进行纠错，保证收集到最接近真实情况的物料流速。

进一步地，在进入管道混合器的废水管道中设置有水质探头，水质探头连接自动控制系统。废水中污染物浓度的测定由水质探头来完成，水质探头测定完成数据后传输至自动控制系统中，由自动控制系统完成数据的定时收集(不同污染物收集的时间长短可调)，然后给探头发出污染物浓度收集指令。需要特别注意的是，有些污染物浓度的测定需要一定时长，比如COD的在线浓度测定最短也要15s，因此探头测定的浓度并非实时浓度，而且这类污染物浓度测定是非连续性的，其他能够实时测定的污染物浓度要与非连续测定的污染物浓度相配合，即能够连续测定的污染物浓度要取平均值(这个加权平均值为离散型污染物从开始检测浓度到检测出来这段时间的平均值)。

进一步地，自动控制系统设置有显示屏报警系统，显示屏及报警系统形成对加药桶药量状态的显示及报警机构，加药桶中药液量、废水污染物浓度、流速、加药量、处理后物料中污染物浓度等均通过显示屏界面显示出来。工艺流程的各个步骤也通过显示屏界面显示出来，以展示工艺流程各个环节的通畅情况、设备运转情况等。

优选地，所述自动控制系统采用PLC单片机控制，通过系统计算，向PLC发出指令，通过PLC调节与电机相匹配变频器进行调速控制。药剂溶解与温度有一定的关联，搅拌器的电机转速需要人工干预，以提高药品的溶解速度；加药计量泵人工干预调速，在发生生产事故时，需要人工干预加药量，加药计量泵的电机需要人工干预调速。

进一步地，所述自动控制系统还设置有与用户终端进行通信联系的信息发送模块，根据用户对水处理系统关注的不同环节进行推送，如领导关心的是污染物处理前后的浓度，则只需向领导推送这部分数据即可(实时的和一段时间的统计数据)。

由于加药桶中的药液需要匀速搅拌，搅拌过程会造成液位虚高，可根据搅拌速度推算虚高液位比实际液位高出多少。当实际液位行至距药桶底部四分之一处时切换至备份加药桶供药，切换后缺药加药桶的报警器报警，搅拌器停转，加药计量泵不停机。通过液位计采集药桶中液面高度，由单片机对比液面高度与药桶高度，如果低于设定液面的底限高度，则控制该加药桶的出药阀关闭，同时开启备份加药桶的出药阀。针对不同加药品种要在单片机中为每种药设定一个开关值，特殊药品需要在单片机系统中打开此开关值。

系统开机时分别检测两个加药桶的液位高度，如两个加药桶的液位都低于底限高度，系统告警，加药计量泵不能供电，并在显示屏上告警，同时切断后续工段供电。

如系统开机时两加药桶液位都处于最高限定高度，则正常启动系统。

如系统开机时两加药桶液位均高于底限高度，则正常启动系统；如两药桶都未达到最高限定高度，则在显示屏上做出加药提示，如有一个药桶未达到最高限定高度，也要在显示屏上做出加药提示。

不同种类加药量的多少取决于四个因素：污染物浓度、物料流速、药品的特性及配比浓度和污染物治理达标数值。使用污染物浓度、物料流速、污染物达标数值(使用污染物与药品的线性关系)构造一套算法，推算出药品的加药量(干粉)，根据固定的配比浓度即可推算出药液的加入量。需要为每种药品构造算法，此算法能够计算使一种或几种污染物达标的最小加药量(如在矿山尾矿废水中COD、氟化物等可以使用一种混合药剂使其达标)。另外，加药是有顺序的，加入前一种药后，可能会导致其他污染物的浓度提高，因此，会在管道上增加相应污染物检测探头，后序的加药量需要参考多个探头的检测结果进行加权计算。通过算法关系推算的加药量均为最小加药量，要进行加权运算(加权值要通过人工干预给出)。

其他影响水质物质浓度测定(定时采集)，使用回水的生产工艺，要特别关注加药过程中引入其他无机或有机盐类对生产的影响，为生产工艺的调整提供参考依据，以选矿为例，无机盐类混凝剂引入会导致水中的电导率升高，在温度低的冬天可能会影响到选矿产品的质量、回收率等。影响水质物质浓度的监控，除了为生产工艺调整提供依据外，还可为外排水的量和外排水的时间节点提供依据。

本实用新型通过设计两套加药桶系统，并设置自动控制系统监测加药桶和对加药阀、加药泵等进行自动控制，同时提供是否需要对加药桶添加药物进行告警，如此使得对废水的加药过程可基本实现自动控制，既能更为精准地控制加药的时机，也能提高加药量的精度。

附图说明

图1为本实用新型连接结构示意图。

具体实施方式

本实施例中，参照图1，所述用于污水治理的自动加药系统，包括有加药桶，加药桶中安装有搅拌器，加药桶通过管道连接废水处理机构，所述加药桶包括有两个，其中一个作为备份，两个加药桶各设有一出药阀，两个加药桶分别通过各自的出药阀连接到同一导管，该导管连接一加药计量泵，加药计量泵通过管道连接废水处理机构的管道混合器；两个加药桶均设置有液位控制机构，液位控制机构包括有液位计；还包括有一自动控制系统，计量泵和两个加药桶的液位控制机构分别连接自动控制系统形成自动控制结构。

两个加药桶的出药阀均为电动阀，两个电动阀分别连接自动控制系统形成对出药阀的开启与关闭自动控制结构。

在进入管道混合器的废水管道中设置有流量探头，流量探头连接自动控制系统，物料流速测定使用流量探头来完成，根据物料的性质不同，流量探头大体分为三种：超声波流量计、电磁流量计和脉冲多普勒流量计。三种流量计各有优缺点，超声波流量计为测量最准确的一种流量计，但超声波流量计受外界因素干扰比较明显，例如超声波流量计不能安装在离震源5-7m以内的管道上；外界干扰因素对电磁流量计干扰较小，但测量精度比超声波流量计差；脉冲多普勒流量计是用来测定物料中含有杂质超过5％的一种流量计，也是精度最差的一种流量计。在流速测定的环节中需要根据流量计种类的不同、物料中含杂质的浓度不同对流量计传输至自动控制系统的数据进行纠错，保证收集到最接近真实情况的物料流速。

在进入管道混合器的废水管道中设置有水质探头，水质探头连接自动控制系统。废水中污染物浓度的测定由水质探头来完成，水质探头测定完成数据后传输至自动控制系统中，由自动控制系统完成数据的定时收集(不同污染物收集的时间长短可调)，然后给探头发出污染物浓度收集指令。需要特别注意的是，有些污染物浓度的测定需要一定时长，比如COD的在线浓度测定最短也要15s，因此探头测定的浓度并非实时浓度，而且这类污染物浓度测定是非连续性的，其他能够实时测定的污染物浓度要与非连续测定的污染物浓度相配合，即能够连续测定的污染物浓度要取平均值(这个加权平均值为离散型污染物从开始检测浓度到检测出来这段时间的平均值)。

自动控制系统设置有显示屏报警系统，显示屏及报警系统形成对加药桶药量状态的显示及报警机构，加药桶中药液量、废水污染物浓度、流速、加药量、处理后物料中污染物浓度等均通过显示屏界面显示出来。工艺流程的各个步骤也通过显示屏界面显示出来，以展示工艺流程各个环节的通畅情况、设备运转情况等。

所述自动控制系统采用PLC单片机控制，通过系统计算，向PLC发出指令，通过PLC调节与电机相匹配变频器进行调速控制。药剂溶解与温度有一定的关联，搅拌器的电机转速需要人工干预，以提高药品的溶解速度；加药计量泵人工干预调速，在发生生产事故时，需要人工干预加药量，加药计量泵的电机需要人工干预调速。

所述自动控制系统还设置有与用户终端进行通信联系的信息发送模块，根据用户对水处理系统关注的不同环节进行推送，如领导关心的是污染物处理前后的浓度，则只需向领导推送这部分数据即可(实时的和一段时间的统计数据)。

由于加药桶中的药液需要匀速搅拌，搅拌过程会造成液位虚高，可根据搅拌速度推算虚高液位比实际液位高出多少。当实际液位行至距药桶底部四分之一处时切换至备份加药桶供药，切换后缺药加药桶的报警器报警(提醒工人加药)，搅拌器停转，加药计量泵(两加药桶共用一台加药计量泵)不停机。通过液位计采集药桶中液面高度，由单片机对比液面高度与药桶高度，如果低于设定液面的底限高度，则控制该加药桶的出药阀关闭，同时开启备份加药桶的出药阀。针对不同加药品种要在单片机中为每种药设定一个开关值，特殊药品需要在单片机系统中打开此开关值(主要是针对药品溶解时间或者药品本身的特殊性)。

系统开机时分别检测两个加药桶的液位高度，如两个加药桶的液位都低于底限高度，系统告警，加药计量泵不能供电，并在显示屏上告警(如红色告警，即为最高级别告警)，同时切断后续工段供电(系统完善后，可考虑控制整条生产线供电情况，如由于药液不足，可使生产系统亦无法开启)。

如系统开机时两加药桶液位都处于最高限定高度，则正常启动系统。

如系统开机时两加药桶液位均高于底限高度，则正常启动系统；如两药桶都未达到最高限定高度，则在显示屏上做出加药提示(根据流量计算加药时间，如果开关值打开，则在系统开机时就要显示黄色告警)，如有一个药桶未达到最高限定高度，也要在显示屏上做出加药提示(根据流量计算加药时间)

以上已将本实用新型做一详细说明，以上所述，仅为本实用新型之较佳实施例而已，当不能限定本实用新型实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖范围内。

Claims (7)

1.一种用于污水治理的自动加药系统，包括有加药桶，加药桶中安装有搅拌器，加药桶通过管道连接废水处理机构，其特征在于：所述加药桶包括有两个，两个加药桶各设有一出药阀，两个加药桶分别通过各自的出药阀连接到同一导管，该导管连接一加药计量泵，加药计量泵通过管道连接废水处理机构的管道混合器；两个加药桶均设置有液位控制机构，液位控制机构包括有液位计；还包括有一自动控制系统，计量泵和两个加药桶的液位控制机构分别连接自动控制系统形成自动控制结构。

2.根据权利要求1所述的用于污水治理的自动加药系统，其特征在于：两个加药桶的出药阀均为电动阀，两个电动阀分别连接自动控制系统形成对出药阀的开启与关闭自动控制结构。

3.根据权利要求1所述的用于污水治理的自动加药系统，其特征在于：在进入管道混合器的废水管道中设置有流量探头，流量探头连接自动控制系统。

4.根据权利要求1所述的用于污水治理的自动加药系统，其特征在于：在进入管道混合器的废水管道中设置有水质探头，水质探头连接自动控制系统。

5.根据权利要求1所述的用于污水治理的自动加药系统，其特征在于：自动控制系统设置有显示屏报警系统，显示屏及报警系统形成对加药桶药量状态的显示及报警机构。

6.根据权利要求1所述的用于污水治理的自动加药系统，其特征在于：所述自动控制系统采用PLC单片机控制。

7.根据权利要求1所述的用于污水治理的自动加药系统，其特征在于：所述自动控制系统还设置有与用户终端进行通信联系的信息发送模块。