CN218665525U - 一种基于plc控制的磁强化混凝装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于PLC控制的磁强化混凝装置，属于混凝装置技术领域。本实用新型包括太阳能光伏装置和管道混合器，所述的管道混合器设有进水口和出水口，进水口的端口处设置有水质采集系统，进水口与出水口之间设置有PAC投加系统、出水口的输出端连接有反应池；所述的反应池包括混凝池、絮凝池和隔板，所述的反应池的上部设置有加药装置和搅拌器。本实用新型在反应池前端设置管道混合器投加PAC药剂，利用装置的旋流和搅拌作用使污染物和混凝剂、磁粉及絮凝剂充分混合反应，能显著提高混凝效果、沉降效率和悬浮物去除率，缩短混凝时间，提高混凝效率，减小设备占地面积，实现混凝技术的自动化、智能化运行控制。

Description

一种基于PLC控制的磁强化混凝装置

技术领域

本实用新型涉及混凝装置技术领域，更具体地说，涉及一种基于PLC控制的磁强化混凝装置。

背景技术

混凝沉淀法是水处理中常用的技术，也是去除废水中固体悬浮物及可溶性物质最为经济可行的方法。通过向污水加入混凝剂使水中悬浮颗粒物脱稳产生细小絮体，再加入絮凝剂对胶体微粒凝聚，并通过胶体微粒对其他污染物产生吸附和连接作用形成较大的聚集体沉淀下来，使污水变澄清。混凝沉淀能够有效去除水体中的悬浮颗粒、胶体杂质及部分无机、有机污染物，但存在混凝剂絮凝剂使用量大、COD去除率不高、协同作用不明显、占地面积大等缺点。此外，混凝效果还受温度、浊度、污染物成分等诸多因素影响。温度低于10℃以下，混凝效率受到严重抑制，絮体形成缓慢，结构松散，不易沉降分流，同时有机物去除率也被削弱。低浊度污水中颗粒物浓度较低，形成的絮体松散，需要的沉淀时间较长，效果不理想，对下游工艺如沉淀、过滤、消毒、膜处理及生物处理等影响较大，进而影响最终出水水质。因此，需要提供一种结构紧凑、占地面积小，混凝效率高，且运行成本低的系统。

实用新型内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种基于PLC控制的磁强化混凝装置，本实用新型针对现有混凝水处理药剂使用量大、效率低、耗时长、适用性局限等不足，提供一种以太阳能光伏装置作为电驱动力，基于PLC控制的磁强化混凝装置及操作方法，在反应池前端设置管道混合器投加PAC药剂，利用装置的旋流和搅拌作用使污染物和混凝剂、磁粉及絮凝剂充分混合反应，能显著提高混凝效果、沉降效率和悬浮物去除率。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种基于PLC控制的磁强化混凝装置，包括太阳能光伏装置、蓄电池和管道混合器，所述的太阳能光伏装置包括太阳能光伏板和光伏板控制器，太阳能光伏板通过光伏板控制器与蓄电池相连接；

所述的管道混合器设有进水口和出水口，进水口的端口处设置有水质采集系统，进水口与出水口之间设置有PAC投加系统、出水口的输出端连接有反应池；

所述的反应池包括混凝池、絮凝池和隔板，混凝池和絮凝池由隔板分隔，混凝池和絮凝池在池体底部形成流通，混凝池内部设置有旋流板，旋流板将混凝池划分为上混合区和下混合区，絮凝池的出水端也设置有水质采集系统；

所述的反应池的上部设置有加药装置和搅拌器，所述的加药装置包括磁投加系统和PAM投加系统，磁投加系统的输出端设置有磁粉出药管，磁粉出药管的输出端延伸至混凝池内，PAM投加系统的输出端连接有药剂出药管，药剂出药管的输出端延伸至絮凝池内；

所述的水质采集系统的一端连接有PLC控制系统，PLC控制系统的输入端与太阳能光伏装置连接。

进一步地，所述的PLC控制系统包括水质采集系统、PLC控制器及执行模块，所述的水质采集系统包括电导率传感器、氯离子传感器、浊度传感器、悬浮物SS传感器、COD传感器、NH₃-N传感器、微生物BOD传感器、A/D转换器；所述的水质检测信息通过A/D转换器输入PLC控制器；

所述的PLC控制器与执行模块相连接，执行模块包括PAC投加系统、磁投加系统、PAM投加系统和搅拌器，实现太阳能光伏驱动的混凝技术的自动化、智能化运行控制；

所述的PLC控制器通过RS232通讯接口与管理计算机相连接，还通过RS485与人机对话装置相连接，用于人机交互式对话处理土壤污染修复装置输入输出信息。

进一步地，所述的旋流板在混凝池内均布，多组旋流板拼接成漏斗状，上混合区和下混合区的高度比为1.1:1～1.5:1。

进一步地，所述的搅拌器包括第一搅拌器和第二搅拌器，第一搅拌器的桨叶端延伸至混凝池内，第二搅拌器的桨叶端延伸至絮凝池内。

进一步地，所述的第一搅拌器包括位于上混合区的上部搅拌器和位于下混合区的下部搅拌器，上部搅拌器采用推流方向朝上的上向推流桨叶，下部搅拌器采用推流方向朝下的下向推流桨叶，距离池底0.5～0.6m；第二搅拌器采用推流方向朝下的下向推流桨叶，距离池底0.5～0.6m。

进一步地，所述的磁粉出药管为闭合环形管道，管道上设有若干孔口输出磁粉。

进一步地，所述的药剂出药管为闭合环形管道，管道上设有若干孔口输出药剂。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

本实用新型针对现有混凝水处理药剂使用量大、效率低、耗时长、适用性局限等不足，提供一种以太阳能光伏装置作为电驱动力，基于PLC控制的磁强化混凝装置及操作方法，在反应池前端设置管道混合器投加PAC药剂，利用装置的旋流和搅拌作用使污染物和混凝剂、磁粉及絮凝剂充分混合反应，能显著提高混凝效果、沉降效率和悬浮物去除率，将太阳能光伏系统、混凝剂、磁粉及絮凝剂结合，通过磁粉强化混凝，使磁粉、药剂与污水充分混合，缩短混凝时间，提高混凝效率，减小设备占地面积，实现混凝技术的自动化、智能化运行控制。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的旋流板平面图；

图3为本实用新型的旋流板分布图；

图4为本实用新型的PLC控制关系图；

图5为本实用新型的磁粉出药管平面图；

图6为本实用新型的药剂出药管平面图。

图中：1、太阳能光伏装置；1001、太阳能光伏板；1002、光伏板控制器；2、蓄电池；3、管道混合器；301、进水口；302、出水口；4、水质采集系统；5、PAC投加系统；6、反应池；7、混凝池；71、旋流板；8、絮凝池；9、隔板；10、磁投加系统；101、磁粉出药管；11、PAM投加系统；111、药剂出药管；12、搅拌器；121、第一搅拌器；122、第二搅拌器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述：

实施例1

从图1-6可以看出，本实施例的一种基于PLC控制的磁强化混凝装置，包括太阳能光伏装置1、蓄电池2和管道混合器3，太阳能光伏装置1包括太阳能光伏板1001和光伏板控制器1002，太阳能光伏板1001通过光伏板控制器1002与蓄电池2相连接，为系统提供绿色清洁的电能；

管道混合器3设有进水口301和出水口302，进水口301的端口处设置有水质采集系统4，进水口301与出水口302之间设置有PAC投加系统5、出水口302的输出端连接有反应池6；

反应池6包括混凝池7、絮凝池8和隔板9，混凝池7和絮凝池8由隔板9分隔，混凝池7和絮凝池8在池体底部形成流通，混凝池7内部设置有旋流板71，旋流板71将混凝池7划分为上混合区和下混合区，絮凝池8的出水端也设置有水质采集系统4；

反应池6的上部设置有加药装置和搅拌器12，加药装置包括磁投加系统10和PAM投加系统11，磁投加系统10的输出端设置有磁粉出药管101，磁粉出药管101的输出端延伸至混凝池7内，PAM投加系统11的输出端连接有药剂出药管111，药剂出药管111的输出端延伸至絮凝池8内；

为提高混凝效果和沉降效率，缩短处理时间，在混凝池7中投加磁粉，使得水体中混凝剂、磁粉和污染物絮凝结合在一起，形成大体积的絮凝体，快速沉降，进而提高悬浮物去除效率。

水质采集系统4的一端连接有PLC控制系统13，PLC控制系统13的输入端与太阳能光伏装置1连接。

太阳能是一种清洁绿色的可再生能源，利用太阳能光伏产生的电能驱动电化学系统，提高混凝效果的同时，极大降低水处理成本，通过PLC控制系统13实现水处理的信息化、自动化、智能化运行控制，节省人力物力财力，能够产生较好的经济效益、环境效益和生态效益。

PLC控制系统13包括水质采集系统4、PLC控制器及执行模块，水质采集系统4包括电导率传感器、氯离子传感器、浊度传感器、悬浮物SS传感器、COD传感器、NH₃-N传感器、微生物BOD传感器、A/D转换器；水质检测信息通过A/D转换器输入PLC控制器；

PLC控制器与执行模块相连接，执行模块包括PAC投加系统5、磁投加系统10、PAM投加系统11和搅拌器12，实现太阳能光伏驱动的混凝技术的自动化、智能化运行控制；

PLC控制器通过RS232通讯接口与管理计算机相连接，还通过RS485与人机对话装置相连接，用于人机交互式对话处理土壤污染修复装置输入输出信息。

旋流板71在混凝池7内均布，多组旋流板71拼接成漏斗状，上混合区和下混合区的高度比为1.1:1～1.5:1。

混凝池7的输入端通过管道混合器3配合PAC投加系统5进行投加PAC药剂，旋流板71均匀分布，数量为4～10个，混凝池7被旋流板71分为上、下混合区，上混合区用于混凝反应，下混合区投加磁粉，强化混合；絮凝池8投加PAM药剂，使混凝反应充分持续进行，形成致密磁性絮团，提高混凝效果、沉降效率，减少设备占地面积。

多组旋流板71拼接成漏斗状，大口径端朝向上混合区，小口径端连通上下混合区形成溶液流动通口，漏斗状结构设计有助于形成旋流，增加磁粉、药剂与污水混合接触反应时间，从而提升反应效率，上下混合区的高度比为1.1:1～1.5:1

旋流板71与混凝池7侧壁之间的夹角为120°～150°，与隔板9侧壁之间的夹角为120°～150°。

搅拌器12包括第一搅拌器121和第二搅拌器122，第一搅拌器121的桨叶端延伸至混凝池7内，第二搅拌器122的桨叶端延伸至絮凝池8内，搅拌器12用于反应池6进行搅拌，促进溶液反应混凝。

第一搅拌器121包括位于上混合区的上部搅拌器和位于下混合区的下部搅拌器，上部搅拌器采用推流方向朝上的上向推流桨叶，下部搅拌器采用推流方向朝下的下向推流桨叶，距离池底0.5～0.6m；第二搅拌器122采用推流方向朝下的下向推流桨叶，距离池底0.5～0.6m。

具体实施过程中：上部搅拌器采用推流方向朝上的上向推流桨叶，施加向上搅动的外力，延缓污水向下流动的速度，使水体在上混合区发生充分的混凝反应；下部搅拌器采用推流方向朝下的下向推流桨叶，施加向下搅动的外力，使水体在下混合区发生充分的磁强化混凝反应，形成较大的磁粉团絮，并避免磁团在底部沉积，下搅拌器距离池底0.5m。

第二搅拌器122采用推流方向朝下的下向推流桨叶，使得水体向下翻动，增强污染物形成以磁粉为核的絮团效果，第二搅拌器122可以由2个以上组成，距离池底0.5m。

在两级搅拌作用下，污染物与PAC、磁粉和PAM充分混合反应，形成较大的致密磁性絮团，最终经排水口流出，进入后续处理环节，从而达到污水净化的目的。

磁粉出药管101为闭合环形管道，管道上设有若干孔口输出磁粉，通过磁粉强化混凝，使得磁粉、药剂与废水充分混合反应，缩短混凝时间，提高混凝效率。

药剂出药管111为闭合环形管道，管道上设有若干孔口输出药剂，使得药剂与溶液充分均匀混合，形成致密磁性絮团，进一步提高混凝效果。

具体操作过程如下：

1、生产废水进入管道混合器3，通过进水口301前端设置的水质采集系统4检测采集水质信息，并通过A/D转换器传输至PLC控制器；

2、当水质浓度达到设定高限值后，PLC控制器启动执行模块，自动打开PAC投加系统5、磁投加系统10、PAM投加系统11和搅拌器12，废水依次经过混凝、磁强化混凝及絮凝实现悬浮物的分离去除；

3、反应过程中，通过PLC控制系统13的水质采集系统4实时检测絮凝池8出水口附近的水质信息，并将检测信息经A/D转换器传输至PLC控制器，当反应时间、水质浓度达到设定低限值后，处理后的水经过絮凝池8出水口排出。

上述的操作方法可用于工业废水处理，处理后的水可作为中水回用。

本实用新型针对现有混凝水处理药剂使用量大、效率低、耗时长、适用性局限等不足，提供一种以太阳能光伏装置1作为电驱动力，基于PLC控制的磁强化混凝装置及操作方法，在反应池6前端设置管道混合器3投加PAC药剂，利用装置的旋流和搅拌作用使污染物和混凝剂、磁粉及絮凝剂充分混合反应，能显著提高混凝效果、沉降效率和悬浮物去除率，将太阳能光伏系统、混凝剂、磁粉及絮凝剂结合，通过磁粉强化混凝，使磁粉、药剂与污水充分混合，缩短混凝时间，提高混凝效率，减小设备占地面积，实现混凝技术的自动化、智能化运行控制。

本实用新型通过PLC控制系统实现混凝沉淀的自动化、智能化运行控制，具有设计合理、结构简单、占地面积小、运行控制方便、适用性强、混凝高效的优点，通过PLC控制器实现水质信息的实时监测采集，节省人力物力财力，能够产生较好的经济效益、环境效益和生态效益，助力“双碳”目标的实现。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于PLC控制的磁强化混凝装置，包括太阳能光伏装置(1)、蓄电池(2)和管道混合器(3)，其特征在于：所述的太阳能光伏装置(1)包括太阳能光伏板(1001)和光伏板控制器(1002)，太阳能光伏板(1001)通过光伏板控制器(1002)与蓄电池(2)相连接；

所述的管道混合器(3)设有进水口(301)和出水口(302)，进水口(301)的端口处设置有水质采集系统(4)，进水口(301)与出水口(302)之间设置有PAC投加系统(5)、出水口(302)的输出端连接有反应池(6)；

所述的反应池(6)包括混凝池(7)、絮凝池(8)和隔板(9)，混凝池(7)和絮凝池(8)由隔板(9)分隔，混凝池(7)和絮凝池(8)在池体底部形成流通，混凝池(7)内部设置有旋流板(71)，旋流板(71)将混凝池(7)划分为上混合区和下混合区，絮凝池(8)的出水端也设置有水质采集系统(4)；

所述的反应池(6)的上部设置有加药装置和搅拌器(12)，所述的加药装置包括磁投加系统(10)和PAM投加系统(11)，磁投加系统(10)的输出端设置有磁粉出药管(101)，磁粉出药管(101)的输出端延伸至混凝池(7)内，PAM投加系统(11)的输出端连接有药剂出药管(111)，药剂出药管(111)的输出端延伸至絮凝池(8)内；

所述的水质采集系统(4)的一端连接有PLC控制系统(13)，PLC控制系统(13)的输入端与太阳能光伏装置(1)连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于PLC控制的磁强化混凝装置，其特征在于：所述的PLC控制系统(13)包括水质采集系统(4)、PLC控制器及执行模块，所述的水质采集系统(4)包括电导率传感器、氯离子传感器、浊度传感器、悬浮物(SS)传感器、COD传感器、NH₃-N传感器、微生物BOD传感器、A/D转换器；

所述的PLC控制器与执行模块相连接，执行模块包括PAC投加系统(5)、磁投加系统(10)、PAM投加系统(11)和搅拌器(12)，实现太阳能光伏驱动的混凝技术的自动化、智能化运行控制；

所述的PLC控制器通过RS232通讯接口与管理计算机相连接，还通过RS485与人机对话装置相连接，用于人机交互式对话处理土壤污染修复装置输入输出信息。

3.根据权利要求1所述的一种基于PLC控制的磁强化混凝装置，其特征在于：所述的旋流板(71)在混凝池(7)内均布，多组旋流板(71)拼接成漏斗状，上混合区和下混合区的高度比为1.1:1～1.5:1。

4.根据权利要求1所述的一种基于PLC控制的磁强化混凝装置，其特征在于：所述的搅拌器(12)包括第一搅拌器(121)和第二搅拌器(122)，第一搅拌器(121)的桨叶端延伸至混凝池(7)内，第二搅拌器(122)的桨叶端延伸至絮凝池(8)内。

5.根据权利要求4所述的一种基于PLC控制的磁强化混凝装置，其特征在于：所述的第一搅拌器(121)包括位于上混合区的上部搅拌器和位于下混合区的下部搅拌器，上部搅拌器采用推流方向朝上的上向推流桨叶，下部搅拌器采用推流方向朝下的下向推流桨叶，距离池底0.5～0.6m；第二搅拌器(122)采用推流方向朝下的下向推流桨叶，距离池底0.5～0.6m。

6.根据权利要求1所述的一种基于PLC控制的磁强化混凝装置，其特征在于：所述的磁粉出药管(101)为闭合环形管道，管道上设有若干孔口输出磁粉。

7.根据权利要求1所述的一种基于PLC控制的磁强化混凝装置，其特征在于：所述的药剂出药管(111)为闭合环形管道，管道上设有若干孔口输出药剂。

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