水凈化系統

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水凈化系統范文第1篇

關鍵詞：農村生活污水；生態凈化；柳樹；無動力

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2014）02-0426-04

Design and Application of a Willow Purification System of Rural Sewage

MAO Yu-feng1，WANG Hai-yun1，DENG Jie1，HE Ke1，XIAO Yao2

（1.College of Hydraulic & Environmental Engineering， China Three Gorges University，Yichang 443002，Hubei，China；

2.Zigong Light Industry Design and Research Institute，Zigong 643000，Sichuan， China）

Abstract： A suitable ecological purification system was designed for dealing with hilly rural sewage， mainly consisted of two parts of precipitation-anaerobicand tree-soil. Its features were that the first process was the cascade of precipitation and simultaneous anaerobic digestion. The sedimentation basin could adjust water yield， and anaerobic reaction would happen in stay period meanwhile. Organics would be resolved into simple inorganics by microbial metabolic activity， and made into small molecular organic acids， CO2， H2， CH4 and so on. The second waste water treatment unit worked mainly by willow purification. Soil treatment and filtering could also help treat waste water. Organic matter in sewage could be absorbed， adsorbed， fixed and decomposed by the comprehensive effects of tree roots， soil and microbe. The TP， TN and COD of water would be greatly reduced. According to the model test， the willow purification system could greatly reduce the TP， TN and COD. The average removal rate of COD， TPand TN were 91.18%， 86.13% and 86.85%， respectively.

Key words： rural water pollution； ecological purification； willow； no power

據相關統計表明，全國農村每年產生生活污水約200億m3，絕大部分直接排放，嚴重污染了農村地區的水環境[1]。農村生活污水無害化處理是社會主義新農村建設的客觀要求，其處理方式必須符合經濟高效和簡便易行的原則。在這種情況下，污水生態處理技術、厭氧技術等由于能耗低、運行管理方便而逐漸被引起重視[2]。但以前的研究中像人工濕地一類的生態處理技術多側重于一年生或多年生草本植物，對多年生木本植物的研究相對較少，一年生或多年生草本植物對污染水體的短期凈化效果較好，但因其每年都要收割重植，對于一個長期的凈化過程來說，會在管理上帶來不便[3]。

柳樹用于生物修復的研究工作始于20世紀90年代，目前柳樹環保林的營建與應用已在歐洲和美洲大陸逐步盛行。柳樹可以對重金屬污染、有機物污染、水體富營養化進行修復，用于土壤污染、水體污染、大氣污染的生物修復[4]。因柳樹適應性強，耐水濕，生長速度快，消耗營養多，并且其為木本植物，積累性強，所以，探索柳樹對農村污水水質凈化的效果很有意義。

1 工藝流程與凈化系統設計

1.1 工藝流程設計

當前，農村污水處理技術主要是生態處理技術、生物處理技術及膜生物技術。其中，生態處理技術包括土地處理技術、穩定塘技術和蚯蚓生態濾池技術；生物處理技術包括厭氧生物技術和好氧生物技術[2]。近年來國外的研究表明，柳樹顯示出了植被濾器的優良特性：除了高的生物量生產力之外，還包括有效的元素吸收、高的蒸騰速率以及較強的重金屬吸收能力[5]。

參考現有農村生活污水處理技術的優缺點[6，7]，考慮柳樹高效的生物修復作用和農村污水處理經濟高效、簡便易行的原則，本設計采用生物-生態組合技術來處理農村污水。其中，生物技術采用厭氧生物技術[8]，生態技術采用柳樹凈化技術[3-5]為主和土地處理技術[9]為輔的綜合處理技術。為了將每個必要的污水處理工藝環節進行簡化合并，特設計了以下污水處理工藝流程，其工藝流程圖如圖1所示。

1.2 凈化系統設計

1.2.1 污水預處理單元設計 參考現代污水三級處理技術，其一級處理主要是設調節池、沉沙池，考慮農村污水水質差、水量波動大這一設計背景，調節池和沉沙池的設置也是客觀必要的。調節池的主要作用是提供對污水處理的緩沖能力，調節污水水量負荷、pH、水溫和水質。沉沙池的作用是去除污水中密度較大的固體懸浮顆粒，同時可去除部分BOD5（生化需氧量），可改善生物處理構筑物運行條件并降低其BOD5負荷。而二級處理一般設曝氣池、氧化溝和生物濾池等，考慮本凈化系統是為了更有效地降低污水COD（化學需氧量）、氮磷含量，所以設置一個厭氧反應池作預處理是比較合適的[10]。因為厭氧處理是利用厭氧菌的作用，分解糖、氨基酸和有機酸形成小分子有機物，使廢水中溶解性有機物顯著提高，通過厭氧處理后，COD和SS（固體懸浮物濃度）去除率高，同時可生化性提高，有利于后續的好氧處理。而對于脫氮除磷，厭氧過程也是必不可少的環節。

為了提高污水處理效率，節約經濟成本，本設計需將傳統污水一級處理過程和二級處理過程結合起來作為本凈化系統的預處理單元并放在同一污水凈化構筑物當中，所以此污水處理構筑物是集調節池、沉淀池和厭氧池三者功能于一體的，因此本處理單元的設計要綜合考慮適當的污水收納量、高效的沉淀反應和密閉的反應環境3個因素。

1.2.2 污水主體處理單元設計 研究表明，柳樹適應性強，生物量大，生長速度快，耐水濕，可以吸收各種污染物。一方面，柳樹通過根系吸收土壤及廢水中的水分和N、P等營養元素，作為構造植物體所需物質，一些非柳樹生長必需物質如金屬離子和部分有機物也可以隨柳樹體蒸騰拉力被植物吸收并積累。通過這一過程可以去除廢水中大量的營養型污染物和部分有機物。另一方面，根際土壤由于土質疏松及柳樹根系的傳導作用，具有充分的氧氣，同時根系所分泌的酶、氨基酸等為微生物的生存提供了必要的養分，因此為污染物的微生物降解提供了有利條件。根系分泌物中的酶還可以為廢水中污染物的轉化與固定提供催化機制，加速其降解及固定速率。另外，參考污水的土地處理技術[11]，土壤的過濾、截留、滲透、物理吸附、化學吸附、化學分解、中和、揮發、生物氧化以及微生物的攝取等過程均能有效地凈化污水。所以，柳樹/土壤協同綜合處理污水在理論上是可行的。

為了保證出水質量和土壤層的穩定性以及進一步提高污染物的去除效率，傳統污水三級處理過程，需在土壤層下設沙濾層，進行厭氧微生物掛膜，這樣污水流過填料層時不僅能進行物理過濾，而且污水中的有機物能被厭氧微生物截留、吸附及代謝分解。

綜上所述，污水主體處理單元的構筑物是集柳樹植物處理、土壤處理、厭氧生物濾池為一體的綜合處理構筑物。

1.3 污水凈化系統模型設計

為了更準確地詮釋本污水凈化系統設計，現給出如下設計模型裝置示意圖（圖2、圖3）。

柳樹凈化農村生活污水處理系統，包括沉淀/生物厭氧處理系統和柳樹/土壤綜合處理系統。沉淀/生物厭氧處理系統包括第一反應池，第一反應池頂部設有密封蓋板；柳樹/土壤綜合處理系統包括第二反應池，第二反應池從上至下依次設有土壤層和過濾層，土壤層種植有柳樹，第一反應池相對第二反應池位于地勢高位。第一反應池內部設有隔板。柳樹的根系位于土壤層與過濾層的交界處。過濾層從上至下由細沙層、細卵石層、粗卵石層構成。第二反應池連接有出水管，出水管設有閘閥。

本污水處理系統的運行過程為：生活污水經污水管網收集后由一根主管道進入沉淀/生物厭氧處理單元，在該系統中會對污水進行兩方面的處理。一方面，第一反應池中設有兩面擋水隔板，污水會在隔板頂部溢流，所以污水會經過三級沉淀處理從而去除較大的顆粒物和泥沙后讓上清液進入柳樹/土壤綜合處理單元，并同時調節水質水量。另一方面，頂部的密封蓋板會讓第一反應池處在缺氧的環境中，污水通過厭氧消化作用將高分子難降解的有機物轉變為低分子易被降解的有機物，脫氮，促進磷的釋放并提高BOD/COD的比值，為二級處理創造有利條件。在污水進入柳樹/土壤綜合處理系統和污水滲入柳樹根系和土壤層后，既可以滿足植物對水分和養分的需求，同時通過柳樹根系對有機污染物的吸收與吸附又能降低污水中有機污染物的含量。利用土壤-微生物-柳樹構成的生態系統自我調控機制和對污染物的綜合凈化功能包括植物固定、微生物降解、硝化反硝化、吸收、氧化還原等多種作用實現污水自然凈化。最后在經過由第二反應池底部的過濾層過濾后，污水能夠得到有效凈化。池子尾部出水管上的閘閥用于調節柳樹/土壤綜合處理系統的水質水量，保證種植的柳樹不會因缺水或者污水有機負荷過高而影響正常生長。該模型的運行方法為持續通過污水收集管網進水，間歇式排水。

2 應用實例――某農村生活污水凈化系統

2.1 污水凈化系統服務區概況

2.2 凈化系統實體設計

1）場地選擇。選擇比住戶地勢低的地方，且存在一定的坡度。

3）污水處理系統的修建。修建水泥隔板與頂部蓋板，并注意反應池內部的防漏。池尾構建泄洪槽，底部的出水管安裝水閘，以便隨時調節二級處理池中的水質水量。

4）濾料的選擇。選擇當地的細沙與卵石，細卵石直徑為1～2 mm，粗卵石直徑為3～6 mm。細沙層厚8 cm，細卵石層厚15 cm，粗卵石層厚20 cm。

5）柳樹的選擇與培育。選擇當地的旱柳作為凈化污水的樹種，按株距1 m種植9棵柳樹均勻分布在二級處理池，該樹種生長代謝速度快，喜水，能快速凈化生活污水。樹的高度應在1 m以上且根系繁茂。由于農村生活污水排放無規律，為保證柳樹正常生長可通過調整出水閥來保證二級處理池中的水量與有機負荷。

2.3 凈化系統運行方案

由于農村污水排放無規律，特別是污水排放時間屬間歇排放，所以為了整個系統的每個環節正常運行，特別是柳樹和微生物的正常生長，整個系統通過池尾的出水閥門間歇式運行。

待移栽柳樹成活、微生物群落生長正常即模型運行穩定后開始本次試驗，按5、10、15、20 d的水力停留時間定期在進水口、沉淀/生物厭氧處理池和出水口取水樣，測定其pH、TP、TN和COD的數值并進行分析。

3 結果與討論

3.1 試驗結果

3.1.1 廢水中COD的變化 因為柳樹/土壤綜合處理單元中的生物降解起了關鍵性作用，種植的柳樹以及土壤中的微生物通過其快速的新陳代謝不斷吸附、吸收污水中的有機物，特別是柳樹生物量大，生長速度快。由圖5可知，污水經過柳樹凈化系統處理后，COD濃度逐級降低，尤其是經過柳樹/土壤綜合處理單元后顯著降低，COD平均去除率為91.18%。

3.1.2 廢水中總磷的變化 柳樹快速的新陳代謝需要大量的磷元素，對于低濃度的廢水柳樹根系的吸收同化作用是TP去除的主要途徑。由圖6可知，污水經過柳樹凈化系統處理后，TP濃度逐級降低，且隨著水力停留時間的增加TP的去除率越來越高，TP的平均去除率為86.13%。

3.1.3 廢水中總氮的變化 柳樹本身的生長需要氮素，其根系除了為微生物提供介質環境外，主要表現為對氮類有機污染物的吸收、利用和轉化。而根系周圍的微生物通過硝化與反硝化作用可促進柳樹對氮素的吸收與吸附。由圖7可知，污水經過柳樹凈化系統處理后，TN濃度逐級降低，其平均去除率為86.85%。

3.1.4 廢水pH的變化 由圖8可知，污水凈化模型各區的pH基本保持在中性范圍內，且水力停留時間在15 d內時，流經污水凈化模型污水的pH是逐級增大的，但過長的反應時間可能使得pH降低。本污水凈化系統可使污水在逐級降解過程中pH保持在正常的范圍內，且出水pH的平均值為7.34。

3.2 討論

參考文獻：

[1] 孫瑞敏.我國農村生活污水排水現狀分析[J].能源與環境，2010（5）：33-34，42.

[2] 龍 焙，余訓民，李慶新，等.新農村建設中生活污水處理研究綜述[J].科技創業月刊，2010（12）：179-180，182.

[3] 林惠鳳，黃 婧，朱聯東，等.浮床栽培柳樹在富營養化水體中的生長特性及水質凈化效果研究[J].湖北大學學報（自然科學版），2009，31（2）：210-212.

[4] 汪有良，王寶松，李榮錦，等.柳樹在環境污染生物修復中的應用[J].江蘇林業科技，2006，33（2）：40-43.

[5] 曲 藝，范俊崗，于清錄，等.柳樹植被濾器在土壤及污水凈化中的作用[J].遼寧林業科技，2004（4）：20-22.

[6] 何安吉，黃 勇.農村生活污水處理技術研究進展及改進設想[J].環境科技，2010，23（3）：68-71，75.

[7] 趙 軍.我國農村生活污水分散式處理技術[J].安徽農業科學，2010，38（27）：15203-15205.

[8] 黃 武，陳明暉，趙光樺，等.無動力、地埋分散式厭氧系統處理農村生活污水[J].中國給水排水，2008，24（20）：43-45.

[9] 王書文，劉慶玉，焦銀珠，等.生活污水土壤滲濾就地處理技術研究進展[J].水處理技術，2006，23（3）：5-10.

水凈化系統范文第2篇

【關鍵詞】強排系統；優化；設計

1 礦井目前排水現狀及優化目標

目前-550m水平中央泵房共3臺水泵，3臺MDS300-65×10水泵，流量300m3/h、揚程650m、配套電機型號為YB630S2-4，功率900kW。泵房正常排水能力為300m3/h，最大排水能力為600m m3/h，排水管路為四趟?273mm無縫鋼管，總長610m，和一趟?325mm鉆孔管路，總長820m。正常排水為人工在井下開泵排水，為防止礦井發生突水事故井下排水系統無法排水，特在原有排水系統的基礎上設計礦井強排系統，已確保礦井應對突水事故的處理能力。

2 強排系統潛水電泵設計與選型

2.1 設計依據

目前全礦井正常涌水量199 m3/h；預計：全礦井最大涌水量 Qmax=707 m3/h。

2.2 排水設備設計參數

潛水電泵三臺：額定流量275m3/h，額定揚程651m，轉速1470r/min；

配套充水式防爆異步電機三臺：額定電壓：6kV，額定功率800kW，額定轉速：1470r/min，使用原排水系統?325mm鉆孔管路。

3 強排系統潛水電泵電控設備設計與選型

3.1 電控設備選型設計

3.1.1 6kV高壓電控設備

（1）系統配備3臺6kV高壓開關柜，向6kV高壓軟起動柜供給6kV電源并提供線路保護和后備保護，此柜選用鎧裝移開式交流金屬封閉式成套開關柜，結構為單母線、中置式，配真空斷路器，彈簧操作機構為一體化，其額定操作電壓為DC220V，性能不低于VDS；真空斷路器額定短路開斷電流選用31.5KA，額定電流選用1250A，其它元件與之配套。

（2）6kV高壓軟起動柜選用鎧裝移開式交流金屬封閉式柜型，結構為單母線、中置式，配高壓軟起動器、真空接觸器，彈簧操作機構為一體化，其額定操作電壓為交、直流兩用。起動柜中真空接觸器額定短路開斷電流選用40kA，額定電流選用450A。

（3）6kV高壓軟起動柜均應能在起動柜、控制室操作，并應具有起動柜/控制室遠程以及自動和手動相互轉換控制的功能。

（4）6kV高壓軟起動柜中測量與計量功能均有后臺微機監控及綜合保護裝置實現，起動柜綜合保護裝置均分散安裝在各起動柜內，并由6kV高壓軟起動柜生產廠家配套測量、計量數顯儀表，測量、計量精度均按最新標準配置并具有分時計費、脈沖計量功能。

（5）6kV高壓軟起動柜根據需要應配置線路綜合保護裝置1臺，電動機綜合保護裝置1臺，電度表1只，電流表一只（配相應的電流互感器），電壓表一只（配相應的電壓互感器）。

3.2 6kV高壓軟起動器裝置

（1）6kV高壓軟起動器，適用于額定電壓6kV，額定頻率50Hz，功率為1000Kw的三相交流高壓電機進行水泵負荷軟啟動。

（2）6kV高壓軟起動器裝置應選配高可靠性，功能穩定的可控硅調壓組件，以及相應的電流互感器、控制變壓器、組件等輔件。

（3）6kV高壓軟起動器裝置設計技術要求

1）電動機控制設計要求

①啟動要至少有二個可設置的斜坡及至少5種起動曲線，可在任何時候通過外加電壓信號來選擇；對每一斜坡，初始電流50%～500%可調，最大電流100%～800%可調和斜坡時間0～180秒可調，每一斜坡還可加入脈沖突跳電流100%～800%可調，脈沖突跳電流持續時間0.1～10秒可調。②具備軟停車及至少5種停車曲線可選功能：停車要有電壓斜坡減速停車，第一減速電壓10%～100%可調，第二減速電壓1%～99%可調，供選擇，斜坡時間0～120秒。③要有轉矩斜坡控制，初始啟動轉矩1%～100%可調，最大啟動轉矩從10%額定轉矩到電機堵轉可調，斜坡時間0～10秒。④具備節電運行功能：在負荷不滿載的情況下能自動進入節電狀態。⑤要有轉矩減速曲線（水泵用的電動機S型曲線減速），減速時間0～120秒可調。⑥起動和停止斜坡應有線性、S型和平方轉矩型三種可選。⑦可調的每小時起動次數（1～20次），可調的二次起動的時間間隔（1～600分鐘）。⑧要具備外部故障輸入的功能：可將軟起動裝置以外的故障信號輸入到軟起動裝置以進行統一保護。

b.電動機保護設計要求

①電動機過載保護：可根據電動機能力和工況選擇過載等級5、10、15、20、25、30等，并具有相應的電機過載曲線可選。②斷相保護：當軟啟動裝置的進線（接電網）或出線（接電動機）斷相時，或可控硅故障時，系統能可靠封鎖脈沖，關斷所有可控硅，以保護電動機不因過熱而燒壞。③過電流電子截止保護：過電流截止值50%～800% 額定電流可設定，電子截止延遲時間0.1～90秒可設定。④欠電流保護：對于有些負載例如水泵在缺水情況下運轉就需要用欠電流保護。欠電流設定值為10%～100%額定電流，跳閘延時為0.1～90秒可選。⑤運行無電流保護：運行時無電流保護設定值為2%～40% 額定電流，動作延時為0.1～90秒可調。⑥電流不平衡保護：某相電流的相對不平衡值是指該相電流與三相平均電流的差值除以三相平均電流。電流相對不平衡值可在10%～40%額定值設定，保護動作時間0.1～90秒設定。⑦接地保護：接地保護動作電流1至100A可調，動作延遲0.1～90秒可調。⑧高/低電壓保護： 任何一相高低電壓保護 15%可調，動作延時時間0.1～90秒可調。⑨在起動指令下無主電源保護：可設1～5秒跳閘。⑩速度到達時間保護：1～300秒。11可將各種保護動作編程賦值給幾個繼電器，例如跳閘、警告等，使之對不同的故障可有不同的動作。

3）儀表測量和記錄功能設計及時要求

①電流：每相電流、平均電流、接地故障電流、不平衡電流相對值。②電壓：每相電壓、平均電壓。③熱容量情況：以電機熱過載動作值的百分數表示（100%脫扣）。④cosφ，kW，KWH，kVA，kvar。⑤運行數據：起動時間，停車時間，運行時間，距再次起動需等待的時間。⑥運行狀態：運行，停止，自由停車，點動運行，起動斜坡加速運行中，正在施加突跳起動脈沖，電動機在減速中，各種報警和故障信號，各種聯鎖信號，等等。⑦電阻溫度檢測器（RTD）數據：可選配足夠多個RTD，RTD的編號及其溫度值，最高溫度值及對應的RTD編號，最高軸承溫度，最高電機定子溫度，RTD的峰值溫度及對應的編號等。⑧轉矩值：以百分數表示。⑨事件記錄器：記錄操作運行（起動、停車、點動、制動、正轉、反轉）的時間，記錄各種異常情況或故障的時間，記錄復位時間，滾動記錄，共可記錄最近發生的99個事件，每個事件均帶有時標。

4 電控系統設計選型

本潛水泵站采用人工管理和控制，具備遠程/就地切換控制、顯示、自我診測及保護、報警等功能接口，以實現有人值班的可靠運行。

4.1 系統設計技術要求

（1）本系統用3臺6kV高壓軟起動器進行驅動和控制，拖動方式為一拖一。在一拖一工況下，配備旁路系統（保留全壓起動方式）和相應的高壓電機綜合保護。

（2）控制系統中要有3個潛水泵的配電控制回路；各臺潛水泵所對應的配電控制回路應相互獨立。就地設防爆緊停按鈕（非自復位）供調試用。

（3）控制系統應具有較強的抗干擾能力，并具有漢字顯示功能，可自動漢字提示故障信號和系統有關信息。

（4）系統的主要檢測信號有：各潛水泵開停信號；各電動閘閥的開關位置信號（根據需要）；環境水倉及內部液位電極的水位信號；電機溫度及電機軸承溫度信號；水泵電機的工作電流，等等。

（5）為實現控制系統的功能，在水倉分別設水位傳感器及內部液位電極以檢測水位。

（6）系統預留水窩排水泵控制和檢測接口，由PLC實現水窩的自動、手動排水。

4.2 系統功能設計技術要求

（1）根據所檢測的水位信號，設定出低水位、高水位和上限水位信號。低水位時停泵；高水位時水泵一臺、兩臺運行；上限水位時三臺泵運行。

當運行的水泵出現軸承超溫、開關柜故障、流量不夠時自動停止運行，并發出聲光報警信號。

（2）遠程/就地均需緊急停車功能：不論在何種控制方式下，均可在通過緊停按鈕來停止運行該設備。

本設計強排系統已于2013年7月建設完成，系統滿足設計要求，試運轉正常。

參考文獻：

[1]趙書忠，張曉四，宋建國.礦用潛水泵在煤礦抗災強排系統中的應用[J].煤炭工程，2012（06）.

[1]王沛云.山西省雙柳煤礦強排系統設計[J].河北煤炭，2012（02）.

[1]王衛生，李士明.潛水泵強排系統自動控制研究與應用[J].中國礦業，2012（08）.

水凈化系統范文第3篇

關鍵詞：礦井排水；自動化監控；系統設計

1 礦山井下涌水現象概述

礦井涌水是礦井作業過程中常見的現象之一，主要是由于礦井巷道采空區漏水所致，水源則包括地表水、大氣水分及采空區水等。采礦時，采掘空間可能會造成圍巖應力場發生改變，導致地下含水系統與圍巖的平衡狀態受到破壞，產生過水通道，導致股狀水流突破圍巖，涌入礦井當中[1]。這種突發性涌水現象，水壓較高且水量較大，維持時間較長，會給礦井帶來嚴重危害。若涌水現象較為嚴重，將會導致表土層、中砂層水疏干而引發地表不規律下沉，甚至造成地表塌陷，對附近建筑、道路、農田等均可能產生破壞，造成人員傷亡。因此，在礦井作業時，必須做好相應的排水工作，并構建出一個完整的礦井排水系統，以保證礦井開挖的安全性，為企業經濟效益提供保障。

2 系統需求目標分析

從國內大部分礦井水泵房情況來看，水位檢測控制主要還是依靠傳統方法，利用超限報警裝置配合人工操作進行排水。這種傳統方法應急性較差且自動化程度較低，需要人工現場操作，存在較多潛在性安全風險。隨著礦井開采規模的不斷加大，這種傳統方法已經無法滿足實際應用需求[2]。而自動化排水管理系統的出現讓上述情況得到了很大的改觀，在提升礦井作業安全性的同時，也提升了礦井生產效率，降低了排水能耗，并起到了節約成本的作用。

從系統需求方面來看，礦井排水自動化監控系統可對各臺設備運行狀態信息進行整合性管理、分析，主要包括液位信息及溫度信息。通過中央控制系統可對水泵房運行狀態進行分析，并實現自動控制。系統可對水流、數量等數據進行采集、分析，以對水泵開機、停機進行調控。若水倉水量超過闕值時，系統便會調動水泵進行排水作業，實現無人自動化排水。另外，系統除了具備排水控制功能外，還具備了一定輔助功能。例如，系統具備了基礎數據管理功能，可用于數據采集點、邏輯模型及控制數據維護，進一步降低了系統故障率；系統具備了人員管理功能，可將相關人員信息輸入于系統當中，對人員進行合理分配，并且系統會將用戶權限賦予相關人員，保證系統操作的安全性。

3 系統設計分析

3.1 系統整體架構

系統整體架構主要包括四個部分：（1）地面控制中心。地面控制中心是整個自動化監控系統的樞紐，其中包括操作系統軟件、組態軟件及數據庫等部分。（2）水泵房監控裝置。水泵房監控動態主要由電控箱、模擬量檢測模塊、開關量檢測模塊及操作臺構成。模擬量檢測模塊中又含有模擬量傳感器、數字量傳感元件、電纜及相關附件。（3）遠程控制網絡。遠程控制網絡由以太環網所構建。水泵房監控平臺利用遠程控制網絡與地面監控中心相連接，并可實時通訊，以實現遠程操控。（4）執行機構。執行機構主要包括閥門控制箱與高壓啟動器，其控制對象主要包括高壓電機與電動閥門。

3.2 子模塊設計分析

礦井排水自動化監控系統主要包括以下模塊：

（1）模擬量檢測模塊。模擬量檢測模塊當中含有各類模擬量傳感器，具體包括功率變送器、電流傳感變送器、溫度傳感變送器、流量傳感變送器及水位傳感變送器。利用這些傳感器可對主排水系統的各種模擬量參數進行檢測，以獲取水位、主排水管路流量、水泵運行電流、水泵溫度、電機溫度計及電能損耗等信息[3]。模塊獲取這些信息后將其傳遞至系統進行數據分析，以判斷模塊是否正常工作。若發現數據達到預設值范圍或達到臨界闕值，便會由系統對相關設備進行調控，以保持正常排水狀態。

（2）開關量檢測模塊。開關量檢測模塊主要檢測對象為排水泵高壓柜中的相關設備開關，包括真空斷路器、真空接觸器、電動閥等設備的開關，還可對真空泵工作狀態進行檢測。所得到的數據也會反饋至分析模塊進行判斷。利用開關量檢測模塊可判斷開關是否正常工作，若發現數據或信號異常，系統會采取保護措施，重啟開關或將開關信號接入PLC。

（3）液位信息模塊。液位信息模塊主要是對水倉液位、排水管流量等信息進行采集、分析，并可將相關數據整合為曲線，以便于用戶觀察實際排水狀況[4]。考慮到礦井排水現場環境較為特殊，水體渾濁度較高，如果只是使用一般的接觸式傳感器，礦井水體易造成探頭損壞。因此，應選用超聲波液位傳感器對液位信息數據進行采集。該類型傳感器不僅測量精度較高，而且安裝便捷、輸出信號較為穩定，在井下環境中具有良好的適用性。

（4）溫度采集模塊。通過溫度信息可將水泵的工作狀態反映出來，以判斷水泵是否處于良性狀態。溫度采集模塊主要負責水泵溫度信息采集，并可進行實時監控，具備了預警功能。此模塊先會采集溫度信息數據，并將其傳遞至系統進行分析，若發現溫度值超過正常范圍，則會由系統發出警報，并將異常溫度信息反饋至用戶，以便于及時調整水泵工作狀態，保證水泵正常運行[5]。溫度采集模塊當中，溫度傳感器選用鉑電阻，其電阻值能跟隨溫度變化而發生改變，性能較為穩定，靈敏性好，且具備較高的精度。

（5）數據分析模塊。數據分析模塊在整個礦井排水自動化監控系統起到了中樞作用，可對各類采集數據進行分析，以此來判斷水泵具體運行狀態。若發現數據信息異常，則會引導系統調試，直至系統恢復至正常工作狀態為止。

（6）開停機模塊。開停機模塊是系統的執行模塊。數據分析模塊對采集信息進行分析后，便會將相關指令發送至開停機模塊，開停機模塊便可根據排水系統實際運行狀況，對泵開關進行調節，實現開、停機動態化監控，讓系統始終保持良性運行狀態。

（7）數據庫。數據庫是整個監控系統的核心組成，其會對所有采集信息數據進行整合，并為相關操作執行提供基礎。

整個系統以PLC為基礎，并在PLC上添加了一個以太網模塊。利用以太網模塊可將設備信息、運行狀態信息、故障信息等設備模擬量及開關信息數據通過以太網傳輸至地面控制中心，而地面控制中心可將相關反饋指令通過以太網傳輸至PLC，即完成指令調控。

4 結束語

利用礦井排水自動化監控系統可實現排水自動化操作，為排水泵安全運行提供基礎，有利于促進企業安全生產，為企業整體效益提供保障。

參考文獻

[1]王盛杰，李小喜，許春雨.礦井主排水自動化監測監控系統的開發[J].中國礦業，2014（12）：147-151.

[2]李順，巨明偉.基于PLC的礦井排水監控系統的設計[J].工礦自動化，2011（10）：89-91.

[3]李春華，夏國良，魏超全.礦井排水智能監控系統結構設計[J].工業儀表與自動化裝置，2014（1）：57-59+63.

水凈化系統范文第4篇

城市水域生態系統是一個城市生態系統中的重要部分，其可作為水生生物與陸生生物之間的紐帶。協調群落與環境之間的關系，維持生物系統動態平衡。目前，城市水環境生態系統修復對象主要是人類破壞的自然水環境，因此凈化工業、生活污水是十分必要的。對于已經遭到損害的水系統應該重新建立、開發新的水環境生態系統，并將人類活動有機地融入生態系統中。可以根據城市的具體地形地貌，開辟出一塊供候鳥棲息的場地，此場地應選擇在城市的邊緣地帶，即方便操作維護，也能為候鳥提供一個安逸的休息場所。針對改善水環境生態系統，具體措施有［5］:1)修復現有的河灘，使其成為人類經營的自然沼澤、濕地共存的棲息地。2)對現有河道進行整理，適當增加景觀河道、小溪流等，以增加城市水環境的泄洪能力。3)為當地市民提供有多種野生動物棲息的休閑娛樂場地。

2調整水域土地功能

因為各個城市的綜合影響因素不同，自然條件、經濟水平也存在差別，因此沒有統一的土地規劃，要因地制宜，依據現有的城市水系結構合理的加以利用。城市水域土地功能可以調整城市土地結構，發掘城市潛力，為城市發展貢獻一份力量。依據城市結構、人口組成、產業結構、政府政策等因素，綜合市民、游客對公共開放空間的要求，及時調整土地功能結構，在不同時期開拓具有不同功能的土地結構。同時，應該重視城市水環境系統的容量，以環保、生態、休閑、娛樂為主線，使城市水環境系統設計多樣化。

3濱水地段的利用

城市現有水域廢棄地一般位于工業衰退，居民拆遷等，其中很大一部分是污染的化工廠附近的河岸，這類土地不僅造成資源浪費，還使周圍土地價值縮水，并且給周圍居民生活造成不良影響。這類廢棄土地往往見證了一個城市工業發展的歷史，應該以獨特的方式留給后世。在設計此類土地時，應該盡量保持原有場地的特征，并充分利用現有的物質、能量。保留廢棄地的工業設施，精心設計使之成為工業歷史展覽園區，具有重要意義。還有一類濱水地段具有歷史色彩，其是自然與人文聯合的產物，是城市文化系統的載體。應該在保護歷史文化的基礎上，對其進行復興。對于典型的歷史地段，應該盡量保持其原貌，做到整舊如舊，對于原址復建，不應當簡單的抄襲古代的風格，應該在滿足傳統文化下，賦予文化的內涵。從歷史遺跡的保護、歷史體系的維持、環境肌理的保護、歷史事件的復原、歷史原址復建、傳統工藝的傳承、保護民俗等方面，開展濱水歷史地段的維護與復習。

4人工濕地

城市濕地是調節城市水環境氣候，修復環境的重要生態場所。人工濕地是模仿自然濕地建立天然城市污水處理地域，根據城市污水成分選擇栽培可以凈化水源的植物，對污水進行降解、吸收，達到污水處理的目的。濕地公園不僅可以滿足游客對藝術、文化、娛樂等方面的要求，更可以通過自然污水凈化，呼吁人們重視城市水環境系統。經過污水處理廠的城市水流經兼氧池到達設置三級穩定塘和二級植物床的人工凈化部分，最后流入觀賞池［5］。目前，我國的城市水環境系統人工濕地還處于探索階段，經驗相對較少，但人工濕地前景廣闊，會逐步成為改善城市水環境系統的主要方式。

5結論

水凈化系統范文第5篇

該書共八章：第一章為礦井排水系統，主要對礦井排水的意義與基本知識進行介紹，并闡述國內外礦井排水技術的發展現狀與趨勢；第二章介紹水泵房及其設備，包括水泵房硐室、水倉、管道以及閘門、引水裝置等；第三章對離心式水泵工作原理、結構形式以及零部件組成等進行詳細說明；第四章介紹離心式水泵理論，詳細介紹基本方程的推導、比轉速公式以及特性曲線和相似理論；第五章對離心式水泵的啟停與運行以及工況調節和性能測試等進行系統概括，并對排水系統的經濟運行進行評價；第六章介紹水泵的選型設計，主要根據任務與排水能力需求做出選擇；第七章介紹排水系統的電氣設備，主要包括異步電動機以及附屬電控設備；第八章介紹排水設備的維護與故障處理。礦井排水系統是處理煤礦透水問題的重要裝備。

在礦井施工過程中，如果地面排水設備不完善以及礦井中存在通道，地表降水以及地下涌水會進入礦井，對井內設備以及工作人員的安全造成影響，因而需要及時排水。礦井排水系統的主要工作原理是利用水泵將井水吸入水倉，并在水倉中進行沉淀、清理，再由管道、井筒水管等排至地面。現今礦井排水方式主要分為臥式排水和潛水泵排水，其中：臥式排水為干式排水，通常將泵體安裝在井下泵房，可實現大流量排水，是大多數礦井常用的排水方式；而潛水泵排水則是將泵體安裝在水中，主要用于礦井被淹后的搶救恢復。在臥式排水方式中，離心式排水泵是最為常見的排水設備，其工作原理如下：首先將水灌入泵腔和吸水管，再啟動電機，通過軸帶動葉輪旋轉，使得葉輪內的水被甩向泵殼，再通過管道排出。礦井排水系統設計主要依據井內涌水量進行設備選擇，包括水泵選型、水泵臺數以及管徑等都需經過專業測算，方可得出合理方案。近年來，隨著煤礦開采力度逐漸加大，很多礦區的地層結構遭受嚴重破壞，礦井涌水情況較以前更為嚴重，很多礦井工程對其排水系統進行優化改造，以提升礦井排水能力，保障開采工程的質量與安全。

第一，優化排水系統泵體設計。泵體優化主要從泵本身的性能優化以及泵體數量增加和泵房優化等方面進行。目前礦井工程大多使用節段式多級泵，但這種泵型容易發生磨損、汽蝕現象，導致系統的排水能力大大降低，因此可使用性能更為優越的泵型，如對稱型蝸殼式多級泵，其抗汽蝕性能更好，葉輪轉速更低，設備使用壽命更長，排水能力也更高；在泵體數量選擇上，工程技術人員可根據一段時間內礦井涌水量的變化情況作出調整，增加泵的數量來應對更加頻繁的井下涌水，在選擇泵型時也應選擇具有富余揚程與流量的泵型，便于解決突然增加的涌水排出問題；此外，泵房也應進行合理的優化改造，工作人員可根據科學計算對原泵房進行擴建，并做好泵房結構設計與管道鋪設，泵的運行方式也應進行合理調整。