一种基于PLC控制的磁混凝黑臭水体处理装置的制作方法

本技术涉及污水处理，具体为一种基于plc控制的磁混凝黑臭水体处理装置。

背景技术：

1、目前黑臭水体的治理方法包括物理法、化学法和生物法。物理法包括曝气、底泥疏浚、混凝和生态调水等，该法对水体扰动剧烈，成本较高且需长期维护。化学法包括氧化、还原和化学沉淀等，能实现快速、高效的黑臭水处理，但易造成二次污染。生物法包括活性污泥、生物膜、微生物制剂、植物修复等，运行周期长、对环境条件要求较高且维护成本较大。

2、现有技术表明，水体黑臭的影响因素较多，包括物理因素(悬浮物、色度)、化学因素(溶解氧、氨氮、cod)，微生物因素(细菌、真菌)等，污染物种类复杂且污染程度不一，单纯采用一种方法不能从根本上解决水环境污染问题。因此，治理水生态环境需要一种能够高效处理黑臭水体的系统以及相应的处理工艺，从而实现高效连续、全自动化、低运行成本以及水质可控的处理效果。

3、水环境治理应从恢复生态系统的结构和功能入手，利用综合生态修复技术解决黑臭水体。通过磁混凝沉淀去除污水中固体悬浮物及可溶性物质，并采用生态方法构建并恢复水体生态系统，依托氧化塘中的水生动植物和微生物菌种的协同作用加速污染的分解，从而净化水质，增大环境容量，实现水体自我净化、生态景观功能。

4、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。此外，通过plc控制系统实现黑臭水体处理的信息化、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，助力“双碳”目标的实现。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术维护成本高、污泥处置量大、水体扰动剧烈、耗时长、处理污染物种类单一、适用性局限等不足，本实用新型提供一种基于plc控制的磁混凝黑臭水体处理装置。该装置以太阳能光伏系统作为电驱动力，采用磁鼓分离器实现磁粉循环使用，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，显著提高混凝沉淀效率，实现水处理的自动化、智能化运行控制。另外，通过构建生态塘对末端出水进行生态修复，实现水资源的净化利用，美化景观，提升宜居性。

3、(二)技术方案

4、为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种基于plc控制的磁混凝黑臭水体处理装置，包括太阳能光伏装置、蓄电池、进水渠、混合池、磁反应池、絮凝沉淀池、生物氧化塘、加药装置、磁鼓分离器和plc自动控制系统，所述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，为系统提供绿色清洁的电能；

5、所述进水渠上设有格栅，所述格栅用于截留水体中的固体杂质，所述进水渠与混合池进水口连通，进水口前端设置有水质采集系统，混合池内设有pac加药管道，出水口与磁反应池连接；

6、所述磁反应池和絮凝沉淀池之间通过隔板分隔，在中部形成连通，所述磁反应池由若干均匀分布的旋流板分为上部混合区和下部沉淀区，所述下部沉淀区底部连接有磁鼓分离器，磁鼓分离器设置磁种回流管和污泥排出管；

7、所述絮凝沉淀池底部设置污泥沉淀区，污泥通过管道排至调节池，絮凝沉淀池还与生物氧化塘通过管道连接，所述氧化塘内有水生动植物，用于构建生态系统，进一步降解转化水体中的有机污染物，氧化塘出水口设置水质采集系统；

8、所述加药装置包括pac投加系统、磁投加系统和pam投加系统投加系统，分别向混合池、磁反应池、絮凝沉淀池投加药剂，所述磁投加系统还与磁鼓分离器通过磁种回流管连接；

9、所述混合池内设有搅拌器，用于将水体中的悬浮物、有机物、微生物与混凝剂pac充分混合接触，促进溶液发生混凝反应生成pac聚合物；

10、所述磁反应池内设有搅拌器，用于将水体中的pac聚合物与磁粉充分混合，生成大分子聚合物；

11、所述絮凝沉淀池内设有搅拌器，用于将大分子聚合物与絮凝剂pam充分混合，生成高密度、高浓度的复合絮体，水体中的复合絮体经旋流板旋流沉降至沉淀池底部，将有机物、悬浮颗粒和微生物去除。

12、优选的，所述plc控制系统包括水质采集系统、plc控制器及执行模块，所述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、远传泥位计、a/d转换器；所述水质检测信息通过a/d转换器输入plc控制器；

13、所述plc控制器与执行模块相连接，执行模块包括pac投加系统、磁投加系统和pam投加系统投加系统、高剪切机、磁鼓分离器、搅拌器和电磁阀，使磁种能够循环使用，实现太阳能光伏驱动的磁混凝黑臭水体处理装置的自动化、智能化运行控制。

14、所述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装置的输入输出信息。

15、优选的，所述磁反应池下部沉淀区底部连接有分离回收系统，包括高剪切机和磁鼓分离器；

16、所述高剪切机用于对输出的污泥进行磁泥剥离，所述磁鼓分离器用于对污泥中分离出的磁粉进行回收，并经磁种回流管再次供入磁反应池；

17、所述高剪切机、磁鼓通过排污管道和控制阀依次连接，所述磁鼓分离器与磁反应池通过回流管道和控制阀连接。

18、优选的，所述pac投加系统、磁投加系统和pam投加系统投加系统加药管为闭合环形管道，管道上设有若干孔口输出药剂，通过磁粉强化混凝，使得磁粉、药剂与污水充分混合反应，缩短混凝时间，提高混凝效率。

19、优选的，所述氧化塘的结构包括预渗滤层、蓄水区和出水口，所述预渗滤包括环形边坡和沸石-活性炭过滤系统，环形边坡位于氧化塘四周，沸石-活性炭过滤系统覆盖于环形边坡上；

20、所述蓄水区为边坡与氧化塘底部水平围合构成的空间，氧化塘通过沸石-活性炭预渗滤层对黑臭水体中的重金属、有机物、氮磷等污染进行过滤和吸附净化，以及生物降解和植物吸收等一系列作用，提升污染物削减能力。

21、(三)有益效果

22、本实用新型提供了一种基于plc控制的磁混凝黑臭水体处理装置。具备以下有益效果：

23、(1)该基于plc控制的磁混凝黑臭水体处理装置，通过磁粉循环强化混凝，使磁粉、药剂与污水充分混合，显著提高混凝沉淀效率，净化效率高、分离效果好、能够减小污泥处置量；

24、(2)该基于plc控制的磁混凝黑臭水体处理装置，通过构建生态塘对末端出水进行生态修复，依托氧化塘中的水生动植物和微生物菌种的协同作用加速污染的分解，对水体扰动小，能够处理多种污染物，增大环境容量，实现水资源的净化利用。

技术特征：

1.一种基于plc控制的磁混凝黑臭水体处理装置，其特征在于：包括太阳能光伏装置(1)、蓄电池(2)、进水渠(3)、混合池(4)、磁反应池(5)、絮凝沉淀池(6)、生物氧化塘(8)、加药装置、磁鼓分离器(7)和plc控制系统(12)，所述太阳能光伏装置(1)包括：太阳能光伏板(1a)和光伏板控制器(1b)，太阳能光伏板(1a)通过光伏板控制器(1b)与蓄电池(2)相连接，为系统提供绿色清洁的电能；

2.根据权利要求1所述的一种基于plc控制的磁混凝黑臭水体处理装置，其特征在于：所述plc控制系统(12)包括水质采集系统(41)、plc控制器及执行模块，所述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、远传泥位计、a/d转换器；所述水质检测信息通过a/d转换器输入plc控制器；

3.根据权利要求1所述的一种基于plc控制的磁混凝黑臭水体处理装置，其特征在于：所述磁反应池(5)下部沉淀区(53)底部连接有分离回收系统，包括高剪切机(71)和磁鼓分离器(7)；

4.根据权利要求1所述的一种基于plc控制的磁混凝黑臭水体处理装置，其特征在于：所述pac投加系统(9)、磁投加系统(10)和pam投加系统(11)投加系统加药管为闭合环形管道，管道上设有若干孔口输出药剂，通过磁粉强化混凝，使得磁粉、药剂与污水充分混合反应，缩短混凝时间，提高混凝效率。

5.根据权利要求1所述的一种基于plc控制的磁混凝黑臭水体处理装置，其特征在于：所述氧化塘(8)的结构包括预渗滤层(81)、蓄水区(82)和出水口(83)，所述预渗滤层(81)包括环形边坡(811)和沸石-活性炭过滤系统(812)，环形边坡位于氧化塘四周，沸石-活性炭过滤系统覆盖于环形边坡上；

技术总结
本技术公开一种基于PLC控制的磁混凝黑臭水体处理装置，包括太阳能光伏装置、蓄电池、进水渠、混合池、磁反应池、絮凝沉淀池、生物氧化塘、加药装置、磁鼓分离器和PLC自动控制系统。针对现有技术维护成本高、污泥处置量大、水体扰动剧烈、耗时长、适用性局限等不足，提供基于PLC控制的磁混凝黑臭水体处理装置，以太阳能光伏系统作为电驱动力，采用磁鼓分离器实现磁粉循环使用，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，显著提高混凝沉淀效率，实现水处理的自动化、智能化运行控制，具有对水体扰动小、净化效率高、分离效果好、设备占地面积小等优点。通过构建生态塘对末端出水进行生态修复，实现水资源的净化利用。

技术研发人员：郑菲,于文文,张越,李叶澄
受保护的技术使用者：中冶华天工程技术有限公司
技术研发日：20230406
技术公布日：2024/1/13