一种泥浆水无害化自动处理系统的制作方法

本实用新型涉及泥浆水处理再利用技术领域，更具体的说是涉及一种泥浆水无害化自动处理系统。

背景技术：

近年来，随着科学技术的发展，隧洞施工的机械设备发展快速，均具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响等优点，从而被广泛应用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。

但是，在隧道施工过程中，为了地下的掘进作业，通常会使用到大量的泥岩分散剂和润滑泡沫，使得挖出来的泥浆水中除含有高悬浮物、阴离子表面剂、氨氮物质、含磷物质外还含大量铅、镉、苯酸化合物等化学品。

所以，如果不对隧道挖掘过程产生的泥浆水进行处理任其排放就会对环境造成污染，并进一步危及人类健康。目前对于泥浆水的处理仅仅是进行简单的泥水沉淀分离，处理不彻底，无法达到回用或排放的标准。而同时，在隧道施工过程中泥浆、同步砂浆和混凝土生产等都需要大量符合质量要求的施工用水。并且，目前一般采用手动控制、人为监测来进行泥浆水处理，但是手动操作完全依赖人工，可靠性、准确性较差，大多数操作依靠操作员的经验，虽然投资少，但是效率低，且水质不达标。随着自动化要求的增加，泥浆水处理必然是向着高度自动化和无人值守的方向发展。

因此，如何提供一种泥浆水无害化自动处理系统已成为很多隧洞施工企业急于解决的重要问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型设置出一套能够有效处理泥浆水的系统，避免了泥浆水直排给环境带来的污染，并且最大程度的利用了水资源。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种泥浆水无害化自动处理系统，包括：预沉系统、精密过滤系统、纳滤系统、反渗透系统和自动控制系统；

所述预沉系统依次与所述精密过滤系统、纳滤系统和反渗透系统连接；

所述自动控制系统包括：plc控制器、电源模块、触摸屏、报警装置、变频器、传感器、信号调理电路、通信模块、上位机；

所述电源模块、触摸屏、报警装置、变频器、信号调理电路、通信模块为所述plc控制器的外围电路，分别与所述plc控制器相连；所述plc控制器通过所述变频器与所述预沉系统、精密过滤系统、纳滤系统和反渗透系统相连；所述plc控制器通过所述通信模块与所述上位机进行无线通信；所述预沉系统、精密过滤系统、纳滤系统和反渗透系统分别通过所述传感器与所述信号调理电路相连。

采用上述技术方案的有益效果：

本申请采用多步法去除泥浆水中的杂质和有害物质，通过“预沉”去除水中悬浮物和大部分cod，然后通过精密过滤器进一步去除水中悬浮物，为纳滤和反渗透提供使用条件。

然后利用纳滤膜对不同价态离子的选择透过特性而实现对泥浆水的软化。纳滤膜在去硬度的同时，还可以去除其中的浊度、色度和有机物，其出水水质明显优于其他软化工艺。而且纳滤膜软化具有无须再生、无污染产生、操作简单、占地面积省等优点，具有明显的社会效益和经济效益。

最后再利用反渗透膜进一步去除水中溶解的盐类，同时去除一些有机大分子等。反渗透膜的错流过滤使得被处理料液以一定的速度流过膜面，透过液从垂直方向透过膜，同时大部分截留物被浓缩液夹带出膜组件。错流过滤模式减小了膜面浓度极化层的厚度，可以有效降低膜污染；通过反渗透膜实现了溶剂和溶质的分离，将水体中的润滑泡沫剂、分散剂等残留成分去除，并使得水体软化。

本实用新型运用基于plc(可编程序控制器)的自控系统，保证了控制系统的稳定性和易扩展性，可完成参数采集、设备控制、图形显示，同时也提供了友好的人机操作界面，模块化设计使之可以灵活配置和适应不同的网络结构。

优选的，所述plc控制器包括cpu模块、di模块、do模块、ai模块、ao模块和多个定位模块，所述di模块、do模块、ai模块、ao模块和多个定位模块均通过背板总线与cpu模块相连接；

所述电源模块、触摸屏、报警装置、变频器、信号调理电路、通信模块分别与所述cpu模块相连。

优选的，所述cpu模块设有rs232和rs485接口，支持modbus、profibus、ethernet和gprs通讯协议。

优选的，所述泥浆水无害化自动处理系统还包括防雷系统和接地系统。

优选的，所述预沉系统、精密过滤系统、纳滤系统和反渗透系统的电机设备均具有2路di信号：运行/停止、故障指示；一路do信号：设备运行/停止。

优选的，所述预沉系统包括：一级预沉装置、二级预沉装置、三级预沉装置和加药装置；

所述一级预沉装置依次与所述二级预沉装置、三级预沉装置和精密过滤系统连接；

所述加药装置包括加药装置a和加药装置b；所述加药装置a和加药装置b分别通过管道与一级预沉装置、二级预沉装置、三级预沉装置连接；

所述所述一级预沉装置、二级预沉装置、三级预沉装置、加药装置a和加药装置b分别通过所述传感器与所述信号调理电路相连。

采用上述技术方案的有益效果：将泥浆废水输送至所述一级预沉装置中，通过添加a、b药剂进行破乳、絮凝，沉淀，使废水初步分离，在一级沉淀池中停留时间约30min后，去除约30％的悬浮物和浊度后上清液流入二级预沉装置继续去除悬浮物，经三级预沉后悬浮物去除率达到约80％以上后，进入精密过滤器进一步去除悬浮物，最后经过纳滤和反渗透去除水离子及盐分，使得水体达标。

优选的，所述精密过滤系统与所述纳滤系统之间连接有第一中转水箱、所述纳滤系统与反渗透系统之间连接有第二中转水箱；所述第一中转水箱还与所述反渗透系统连接。

优选的，所述所述一级预沉装置、二级预沉装置、三级预沉装置、加药装置a、加药装置b、第一中转水箱和第二中转水箱均设有浮球开关，所述浮球开关由全密封的玻璃水银结构构成，外部以泡沫塑料作载体。

采用上述技术方案的有益效果：一级预沉装置、二级预沉装置、三级预沉装置、加药装置a、加药装置b、第一中转水箱和第二中转水箱中的水泵启动关闭受浮球开关控制，浮球开关根据水池液位的高低，提供控制信号，控制各个水泵的启停。

与现有技术相比，本实用新型通过对不同工艺处理单元的优化组合，找到了一条适合泥浆水无害化处理的工艺流程，有效的去除了泥浆水中的悬浮物、浊度、色度和有机物，充分回收循环利用了废水资源。

同时，采用自动控制系统实现了对生产过程各种主要工艺参数的采集、对生产过程设备工况和工艺流程状况的监测、自动控制与手动电气控制的切换、设备报警信息提示及显示。具有控制精确，废水处理顺畅，运行稳定性高、故障率低、操作简单方便，节省时间与维修精力，处理效果良好的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本实用新型的系统原理框图。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

如图1所示：本实施例提供了一种泥浆水无害化自动处理系统，包括：预沉系统、精密过滤系统、纳滤系统、反渗透系统和自动控制系统；

预沉系统依次与精密过滤系统、纳滤系统和反渗透系统连接；

自动控制系统包括：plc控制器、电源模块、触摸屏、报警装置、变频器、传感器、信号调理电路、通信模块、上位机；

电源模块、触摸屏、报警装置、变频器、信号调理电路、通信模块为plc控制器的外围电路，分别与plc控制器相连；plc控制器通过变频器分别与预沉系统、精密过滤系统、纳滤系统和反渗透系统相连；plc控制器通过通信模块与上位机进行无线通信；预沉系统、精密过滤系统、纳滤系统和反渗透系统分别通过传感器与信号调理电路相连。

为了进一步完善上述技术方案，plc控制器包括cpu模块、di模块、do模块、ai模块、ao模块和多个定位模块，di模块、do模块、ai模块、ao模块和多个定位模块均通过背板总线与cpu模块相连接；

电源模块、触摸屏、报警装置、变频器、信号调理电路、通信模块分别与cpu模块相连。

为了进一步完善上述技术方案，cpu模块设有rs232和rs485接口，支持modbus、profibus、ethernet和gprs通讯协议。

泥浆水无害化自动处理系统还包括防雷系统和接地系统。

为了进一步完善上述技术方案，预沉系统、精密过滤系统、纳滤系统和反渗透系统的电机设备均具有2路di信号：运行/停止、故障指示；一路do信号：设备运行/停止。

为了进一步完善上述技术方案，预沉系统包括：一级预沉装置、二级预沉装置、三级预沉装置和加药装置；

一级预沉装置依次与二级预沉装置、三级预沉装置和精密过滤系统连接；

加药装置包括加药装置a和加药装置b；加药装置a和加药装置b分别通过管道与一级预沉装置、二级预沉装置、三级预沉装置连接；

一级预沉装置、二级预沉装置、三级预沉装置、加药装置a和加药装置b分别通过传感器与信号调理电路连接。

为了进一步完善上述技术方案，精密过滤系统与纳滤系统之间连接有第一中转水箱、纳滤系统与反渗透系统之间连接有第二中转水箱；第一中转水箱还与反渗透系统连接。

为了进一步完善上述技术方案，一级预沉装置、二级预沉装置、三级预沉装置、加药装置a、加药装置b、第一中转水箱和第二中转水箱均设有浮球开关，浮球开关由全密封的玻璃水银结构构成，外部以泡沫塑料作载体。

本实用新型的工作原理如下：

步骤1：利用加药装置a和加药装置b向一级预沉淀装置、二级预沉淀装置和三级预沉淀装置中加入药剂，然后将泥浆水依次送至一级预沉淀装置、二级预沉淀装置和三级预沉淀装置中，进行破乳、絮凝，沉淀，得到预沉淀上清液和剩余污泥；

步骤2：将所得预沉淀上清液输送至精密过滤装置中进行过滤，得到过滤清液和剩余污泥；此部分剩余污泥与步骤1预沉淀的剩余污泥分别通过污泥泵输送至污泥处理系统；

步骤3：将步骤3所得的过滤清液输送至第一中转水箱中，进行中转储存，然后再输送至纳滤系统中进行处理，得到纳滤清液；

步骤4：将步骤4所得纳滤清液输送至第二中转水箱中，进行中转储存，然后再输送至反渗透系统中进行处理，得到合格水；其中，反渗透系统输出的浓缩液返回至第一中转水箱中；

步骤5：将步骤5所得合格水用于设备的循环使用和生活用水，完成对泥浆废水的循环处理。

plc控制器用于系统的智能控制，在针对泥浆水处理系统中，具有结构简单、可靠性较强、成本较低、以及不会受到外界影响的优点，本实用新型的plc控制器可以采用西门子s7-300，电源模块为控制器供电，电源模块为24v直流电源。触摸屏作为控制系统的人机交互界面，用于显示系统信息，操作人员可以完成手动控制。报警装置用于发出报警信号，控制器向变频器发出控制信号，变频器控制各系统的设备调节转速控制水量。各系统的设备分别通过传感器检测压力、流量、液位等信号，传感器将检测信号经过信号调理电路处理后传送给控制器，用于完成对各系统的设备的自动控制。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。