基于离子交换树脂法处理重金属废水的自动控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于离子交换树脂法处理重金属废水的自动控制系统，系统包括图像采集器、色差识别仪、第一变送器、控制器、第二变送器、继电器以及上位机，图像采集器采集离子交换树脂的颜色图像，把颜色图像传递给色差识别仪，色差识别仪对传输过来的颜色图像进行特征提取，所提取的特征值传输至控制器，控制器将接收到的特征值与设定的基准对比色特征进行比对分析，判断结果通过变送器以输出，最终在上位机上显示树脂是否需要再生，并通过继电器控制阀门进行再生程序。本实用新型能够克服由于人为原因导致离子交换树脂出水监测的滞后引起出水超标的问题，通过计算机识别离子交换树脂的颜色变化进行自动饱和点判定，确保出水水质稳定达标。
【专利说明】基于离子交换树脂法处理重金属废水的自动控制系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及废水处理的【技术领域】，特别涉及一种基于离子交换树脂法处理重金属废水的自动控制系统。
【背景技术】
[0002]在电镀废水处理技术中，离子交换树脂法具有去除效率高、可浓缩回收有用物质、设备较简单、操作容易等优点，使得该方法实际应用十分广泛。然而由于离子交换树脂法处理重金属废水时，由于检测仪器的滞后性以及人工操作等原因常常导致出水水质超标的情况，限制了离子交换树脂法的普及与推广。随着国家环保标准的提高，尤其是重金属污染排放标准的提高，持续稳定达标排放对企业越来越重要。其中一个很关键的步骤就是如何判断离子交换树脂的饱和点，防止超标排放事件发生。
[0003]判断树脂饱和点的方法较少，大都是根据离子交换树脂吸附饱和后的变化特征来实现的，通常的方法有以下三种:
[0004]方法一:通过分析经离子交换树脂进出水前后重金属离子浓度的变化进行判断离子交换树脂的饱和点。判定依据是当进出水中的重金属离子浓度大致相等时，说明树脂已经达到饱和。该方法判断准确，但是分析设备昂贵，分析成本较高，而且分析时间较长。
[0005]方法二:应用pH测量技术判断离子交换树脂的饱和点。其方法是:在装有离子交换树脂的交换柱出水口安装PH传感器，监测出水的pH值，当pH值达到设定的pH范围中的某个值，并保持一定时间后，说明离子交换树脂达到饱和点。但是出水PH值与出水重金属浓度间没有准确的线性关系，难以准确通过PH判断树脂饱和。
[0006]方法三:根据长期的生产运行经验，目测离子交换树脂的颜色变化或者是进出水水质颜色变化来判断树脂的饱和点。该方法简单直观，但是需要操作人员实时查看，人为原因造成的超标排放事件频繁发生。
实用新型内容
[0007]本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于离子交换法处理重金属废水的自动控制系统。
[0008]为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0009]基于离子交换树脂法处理重金属废水的自动控制系统，包括图像采集器、色差识别仪、第一变送器、控制器、第二变送器、继电器以及上位机；所述图像采集器、色差识别仪、第一变送器、控制器、第二变送器以及上位机顺序连接，所述变送器还和继电器连接，图像采集器和色差识别仪通过光缆连接。
[0010]优选的，所述图像采集器为高清摄像头，所述高清摄像头实现图像的自动拍摄，并且对拍摄到图像信号进行实时传输。
[0011]优选的，所述色差识别仪自动提取列方向上的图像像素分量方差，当该方差值大于内部设定基准时，向控制器发出图像信息。
[0012]优选的，所述控制器将色差识别仪的图像像素分量方差与内部设定基准比较，当该值大于设定基准时，即可认为树脂已饱和，向控制器发出信号，进行阀门转换及再生程序。
[0013]本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果:
[0014]1、本实用新型能够克服由于人为原因导致离子交换树脂出水监测的滞后引起出水超标的问题，通过计算机识别离子交换树脂的颜色变化进行自动饱和点判定，确保出水水质稳定达标。
[0015]2、本实用新型精确可行的方法能够实时准确地了解离子交换树脂的饱和程度，判断离子交换树脂的饱和点，自动控制阀门的转换及树脂再生程序，保证出水稳定达标排放
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型自动控制系统的结构框图；
[0017]图2是本实用新型自动控制系统的反馈控制示意图。
[0018]图3是本实用新型控制方法的流程图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0020]实施例
[0021]如图1、图2所示，一种离子交换法处理重金属废水的过程自动控制系统，图像采集器、色差识别仪、第一变送器、控制器、第二变送器、继电器以及上位机；所述图像采集器、色差识别仪、第一变送器、控制器、第二变送器以及上位机顺序连接，所述变送器还和继电器连接，图像采集器和色差识别仪通过光缆连接；
[0022]所述图像采集器，用于按照设定的时间间隔采集离子交换树脂的颜色图像，并把采集到的颜色图像通过光缆传输给色差识别仪；
[0023]所述色差识别仪，用于对图像采集器传输过来的颜色图像进行特征提取，所提取的特征值传输至控制器；
[0024]所述控制器，用于将接收到的特征值与设定的基准对比色特征进行比对分析，判断结果通过变送器以标准信号输出；
[0025]所述上位机，用于显示树脂是否需要再生。
[0026]本实施例中，所述图像采集器为高清摄像头，所述高清摄像头实现图像的自动拍摄，并且对拍摄到图像信号进行实时传输。
[0027]所述色差识别仪自动提取列方向上的图像像素分量方差，当该方差值大于内部设定基准时，向控制器发出图像信息。
[0028]所述控制器将色差识别仪的图像像素分量方差与内部设定基准比较，当该值大于设定基准时，即可认为树脂已饱和，向控制器发出信号，进行阀门转换及再生程序。
[0029]如图3所示，本实施例基于离子交换树脂法处理重金属废水的自动控制系统的方法，包括下述步骤:
[0030]S1、对离子交换树脂吸附重金属饱和后的颜色用图像采集器进行图像采集；
[0031]S2、根据离子交换树脂的出水与吸附重金属的颜色带长度绘制曲线；
[0032]S3、记录树脂的色差变化，进行图像采集范围的定位，根据图像分析，进行色差设定;
[0033]S4、图像采集器按照设定时间间隔采集离子交换树脂的颜色图像，把颜色图像通过光缆传递给色差识别仪；
[0034]S5、色差识别仪对传输过来的颜色图像进行列方向像素分量方差提取，所提取的特征值传输至控制器；
[0035]S6、控制器将接收到的特征值与设定的基准对比色特征进行比对分析；
[0036]S7、判断结果通过变送器以标准信号输出，最终在上位机上显示树脂是否需要再生。
[0037]步骤SI中，当树脂饱和时，其颜色会发生显著变化，通过图像采集器对图像采集并将采集到的信息传输给色差识别仪。
[0038]步骤S2中，当树脂饱和后其颜色发生显著变化时，通过测定出水重金属含量确认列方向位点，绘制出水重金属浓度与列方向位点曲线，设定基准位点及色差。
[0039]步骤S4中，图像采集器按设定时间采集列方向像素分量方差提取后发送给色差识别仪。
[0040]步骤S5中，色差识别仪将列方向像素分量方差提取后，与设定基准色差进行对比分析，识别颜色特征判断树脂是否饱和。
[0041]步骤S6中，控制器将列方向像素分量方差与设定基准色差对比分析，当分量方差大于设定基准色差时，即判断树脂已饱和，并发出指令进行再生程序。
[0042]上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.基于离子交换树脂法处理重金属废水的自动控制系统，其特征在于，包括图像采集器、色差识别仪、第一变送器、控制器、第二变送器、继电器以及上位机；所述图像采集器、色差识别仪、第一变送器、控制器、第二变送器以及上位机顺序连接，所述变送器还和继电器连接，图像采集器和色差识别仪通过光缆连接。
2.根据权利要求1所述的基于离子交换树脂法处理重金属废水的自动控制系统，其特征在于，所述图像采集器为高清摄像头。
【文档编号】C02F1/42GK204224294SQ201420109245
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年3月11日 优先权日:2014年3月11日
【发明者】郭高飞, 于广平, 李振伟, 刘洪江 申请人:广州中国科学院沈阳自动化研究所分所, 中国科学院沈阳自动化研究所