专利名称：一种用于污染土地原位生物修复的流程控制与监测系统的制作方法
一种用于污染土地原位生物修复的流程控制与监测系统
技术领域：
本发明涉及一种流程控制与监测系统，具体涉及一种用于污染土地原位生物修复的流程控制与监测系统，属于环保监控系统技术领域。
背景技术：
土地被有机质、重金属等物质污染后，会对土地的周边环境和居住人群产生非常大的危害。我国的生活垃圾填埋场在其封场后，以及石油、化工、农药、制药、焦化、机场等工业企业搬迁后，土壤中存在的有机质会产生渗滤液、恶臭气体、有毒微生物等多种二次污染，还会占据大量的土地资源，而且由于有机质污染物成分复杂从而导致其的降解速率非常慢，完全降解完需要100年左右；而重金属污染毒性强，属于永久污染。运用好氧生物反应器技术修复被有机质和重金属污染的土地，加强生物通风和增加污染基质水分，有利于加速微生物对有机质的分解速率，使其在2-3年内完成完全降解；而在微生物的作用下，重金属通过有机质好氧降解生成的腐植酸的螯合、吸附等作用下，毒性会相应的降低。而利用好氧生物反应器技术需对污染土地中的水分、空气含量进行人为调节，过程中主要包括抽气、注气和注水三个系统。每个系统需通过外部设备来实现治理过程中物质的输入，并通过管路上阀门等仪表的调节，来实现输入物质的均匀分配。但是由于一般修复场地区域的面积很大，而已污染的土壤是非均质的，即在物质输入过程中每个点所需的物料量也不是均匀的，并且输出口至输入终端的位置也不是固定的。因此，在整个好氧生物治理过程中，若每次都需要通过人为的调节设备的开启、流量，抽气管、注气管和注水管上的阀门等来调节治理过程中的参数，过程非常繁琐，浪费人力，而且过程会相应滞后，自动化水平低，不满足现代化工程建设的要求。为了解决上述技术问题，确有必要提供一种用于污染土地原位生物修复的流程控制与监测系统，通过在相应位置安装流程控制与监测仪表，实现自动化控制，以保证对污染土地治理过程中获得的参数实现实时有效的控制，减少人力的投入，降低运行费用，并充分利用输入物质，达到优化治理。
发明内容为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种自动化程度高，可以实现实时控制， 最终完成合理分配输入物料，治理效率和效果显著提高的污染土地原位生物修复的流程控制与监测系统。为实现上述目的，本发明采取的技术方案为一种用于污染土地原位生物修复的流程控制与监测系统，其包括监测系统、注气系统、抽气系统、注液系统以及PLC系统；其中，所述监测系统包括温度传感器、气体成分监测器以及湿度传感器；所述注气系统运行结果在所述温度传感器和气体成分监测器上显示；所述抽气系统运行结果在所述温度传感器和气体成分监测器上显示；所述注液系统运行结果在所述温度传感器和湿度传感器上显示；所述的监测系统连接至PLC系统上并由PLC系统控制抽气系统、注气系统和注液系统。
本发明的用于污染土地原位生物修复的流程控制与监测系统进一步设置为所述注气系统由注气装置、注气管线、气体流量计以及注气井组成；其中，所述注气装置运行结果在所述温度传感器和气体成分监测器上显示，并由和温度传感器、气体成分监测器连接的PLC系统控制。本发明的用于污染土地原位生物修复的流程控制与监测系统进一步设置为所述气体流量计设置在注气管线上，其一端连接所述注气装置，另一端连接所述注气井；于所述注气管线上还设有一注气调节阀组。本发明的用于污染土地原位生物修复的流程控制与监测系统进一步设置为所述抽气系统由抽气装置、抽气管线以及抽气井组成；其中，所述抽气装置运行结果在所述温度传感器和气体成分监测器上显示，并由和温度传感器、气体成分监测器连接的PLC系统控制。本发明的用于污染土地原位生物修复的流程控制与监测系统进一步设置为所述抽气管线一端连接所述抽气装置，另一端连接所述抽气井；于所述抽气管线上还设有一抽气调节阀组。本发明的用于污染土地原位生物修复的流程控制与监测系统进一步设置为所述注液系统由液体回流泵、地上注水管线、地下注水横管、水流量计以及注水井组成；其中，所述液体回流泵运行结果在所述温度传感器和湿度传感器上显示，并由和温度传感器、湿度传感器连接的PLC系统控制。本发明的用于污染土地原位生物修复的流程控制与监测系统进一步设置为所述液体回流泵、地上注水管线、地下注水横管和注水井依次连接，且所述水流量计安装在地上注水管线或者地下注水横管上。本发明的用于污染土地原位生物修复的流程控制与监测系统进一步设置为所述地上注水管线或者地下注水横管上还分别安装有一注水调节阀组。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果本发明的用于污染土地原位生物修复的流程控制与监测系统将污染土地生物修复过程中使用的好氧固体反应器技术中包含的抽气系统、注气系统、注水系统，利用PLC系统有机地结合起来。该体系易于操作，降低了劳动力的投入，提高了整个工程的自动化程度。而且通过实时控制，可以满足大范围非均质污染土地治理过程中合理分配输入物料，从而在提高治理效率和效果的同时降低了运行费用。同时利用监控系统，可以实现区域范围内治理过程的随意转换，实现大范围内的小范围治理，具有灵活性。
图I是本发明的用于污染土地原位生物修复的流程控制与监测系统的原理图。
具体实施方式请参阅说明书附图I所示，本发明为一种用于污染土地原位生物修复的流程控制与监测系统，其由监测系统I、注气系统2、抽气系统3、注液系统4以及PLC(Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器)系统5等几部分组成。其中，所述监测系统I内安装包括有温度传感器11、气体成分监测器12以及湿度传感器13。所述监测系统I连接至PLC系统5上，并由PLC系统5分别控制抽气系统3、注气系统2和注液系统4 ;即所述PLC系统5和抽气系统3、注气系统2、注液系统4、监测系统 I四个系统都相互关联，通过PLC系统5来实现各个系统中的监测和控制。所述注气系统2 运行结果在所述温度传感器11和气体成分监测器12上显示；所述抽气系统3运行结果亦在所述温度传感器11和气体成分监测器12上显示；所述注液系统4的运行结果在所述温度传感器11和湿度传感器13上显示。进一步的，所述注气系统2由注气装置21、注气管线22、气体流量计23以及注气井24组成。其中，所述注气装置21运行结果会在所述温度传感器11和气体成分监测器12 上显示，并由和温度传感器11、气体成分监测器12连接的PLC系统控制。所述气体流量计 23设置在注气管线22上，其一端连接所述注气装置21，另一端连接所述注气井24。于所述注气管线22上还设有一注气调节阀组25。本发明的用于污染土地原位生物修复的流程控制与监测系统的注气系统2的工作原理如下通过监测系统I内的温度传感器11和气体成分监测器12获得的参数，来控制注气装置21和注气管线22上的注气调节阀组25来实现污染土地原位生物修复过程中所需的反应条件。若监测的温度传感器11示数小于一定值，表明温度低于最优值，PLC系统5 反馈，开启注气装置21或加大注气装置21的流量，同时注气调节阀门25开启度加大。同时,收集气体成分监测器12的数据，同时，收集气体成分监测器12的数据，若不在02大于一定百分比，CH4, H2S等杂质气体小于一定百分比的范围内，即保持现有的运行条件，若02 小于一定百分比，CH4、H2S等杂质气体大于一定百分比，则还需增加注气量。若温度传感器在一定范围内，02大于一定百分比时，则需减少注气装置21的流量或减少开着的注气装置 21的数量。进一步的，所述抽气系统3由抽气装置31、抽气管线32以及抽气井33组成。其中，所述抽气装置31运行结果在所述温度传感器11和气体成分监测器12上显示，并由和温度传感器11、气体成分监测器12连接的PLC系统5控制。所述抽气管线32 —端连接所述抽气装置31，另一端连接所述抽气井33。于所述抽气管线32上还设有一抽气调节阀组 34。本发明的用于污染土地原位生物修复的流程控制与监测系统的抽气系统3的工作原理如下通过监测系统I内的温度传感器11和气体成分监测12获得的参数，来控制抽气装置31和抽气管线32上的抽气调节阀组34来实现污染土地原位生物修复过程中所需的反应条件。若监测的温度传感器11示数小于一定值，表明温度低于最优值，PLC系统 5反馈，关闭抽气装置31或降低抽气装置31的流量；同时，抽气调节阀门34开启度减少。 并根据监测系统I的一定服务半径内的温度传感器11示数不同，调节获得不同的进入抽气井33的气体流量，同时收集气体成分监测12的数据，若02小于一定百分比，CH4, H2S等杂质气体大于一定百分比，需加大抽气装置31的动力；若温度传感器11在一定温度范围内， 02大于一定百分比时，则需减少抽气装置31的流量或减少开着的抽气装置31的数量。进一步的，所述注液系统4由液体回流泵41、地上注水管线42、地下注水横管43、 水流量计44以及注水井45组成。其中，所述液体回流泵41运行结果会所述温度传感器11 和湿度传感器13上显示，并由和温度传感器11、湿度传感器13连接的PLC系统5控制。所述液体回流泵41、地上注水管线42、地下注水横管43和注水井45依次连接，且所述水流量计44安装在地上注水管线42或者地下注水横管43上。所述地上注水管线42或者地下注水横管43上还分别安装有一注水调节阀组46。本发明的用于污染土地原位生物修复的流程控制与监测系统的注液系统4的工作原理如下通过监测系统I内的温度传感器11和湿度传感器13获得的参数，来控制液体回流泵41和地上注水管线42或者地下注水横管43上的注水调节阀组46来实现污染土地原位生物修复过程中所需的反应条件。若监测井内的湿度传感器13示数小于一定百分比， 则需增加液体回流泵41的运行时间，并增加注水调节阀组46的开启度，并根据不同层湿度传感器13的示数来选择地上注水管线42和地下注水横管43的注水。若监测系统I内的湿度传感器13示数大于一定百分比，则需停止注水。若监测系统I内的温度传感器11示数大于一定值，再停止注入空气，加大抽气量的同时，需开启液体回流泵41，增加水的注入量。以上的具体实施方式
仅为本创作的较佳实施例，并不用以限制本创作，凡在本创作的精神及原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本创作的保护范围之内。
权利要求
1.一种用于污染土地原位生物修复的流程控制与监测系统，其特征在于包括监测系统、注气系统、抽气系统、注液系统以及PLC系统；其中，所述监测系统包括温度传感器、气体成分监测器以及湿度传感器；所述注气系统运行结果在所述温度传感器和气体成分监测器上显示；所述抽气系统运行结果在所述温度传感器和气体成分监测器上显示；所述注液系统运行结果在所述温度传感器和湿度传感器上显示；所述的监测系统连接至PLC系统上并由PLC系统控制抽气系统、注气系统和注液系统。
2.如权利要求I所述的用于污染土地原位生物修复的流程控制与监测系统，其特征在于所述注气系统由注气装置、注气管线、气体流量计以及注气井组成；其中，所述注气装置运行结果在所述温度传感器和气体成分监测器上显示，并由和温度传感器、气体成分监测器连接的PLC系统控制。
3.如权利要求2所述的用于污染土地原位生物修复的流程控制与监测系统，其特征在于所述气体流量计设置在注气管线上，其一端连接所述注气装置，另一端连接所述注气井；于所述注气管线上还设有一注气调节阀组。
4.如权利要求I所述的用于污染土地原位生物修复的流程控制与监测系统，其特征在于所述抽气系统由抽气装置、抽气管线以及抽气井组成；其中，所述抽气装置运行结果在所述温度传感器和气体成分监测器上显示，并由和温度传感器、气体成分监测器连接的PLC 系统控制。
5.如权利要求4所述的用于污染土地原位生物修复的流程控制与监测系统，其特征在于所述抽气管线一端连接所述抽气装置，另一端连接所述抽气井；于所述抽气管线上还设有一抽气调节阀组。
6.如权利要求I所述的用于污染土地原位生物修复的流程控制与监测系统，其特征在于所述注液系统由液体回流泵、地上注水管线、地下注水横管、水流量计以及注水井组成； 其中，所述液体回流泵运行结果在所述温度传感器和湿度传感器上显示，并由和温度传感器、湿度传感器连接的PLC系统控制。
7.如权利要求6所述的用于污染土地原位生物修复的流程控制与监测系统，其特征在于所述液体回流泵、地上注水管线、地下注水横管和注水井依次连接，且所述水流量计安装在地上注水管线或者地下注水横管上。
8.如权利要求6所述的用于污染土地原位生物修复的流程控制与监测系统，其特征在于所述地上注水管线或者地下注水横管上还分别安装有一注水调节阀组。
全文摘要
本发明涉及一种用于污染土地原位生物修复的流程控制与监测系统，包括注气系统、抽气系统、注液系统、监测系统以及PLC系统；其中，所述监测系统包括温度传感器、气体成分监测器以及湿度传感器；所述注气系统运行结果在温度传感器和气体成分监测器上显示；所述抽气系统运行结果在温度传感器和气体成分监测器上；所述注液系统运行结果在温度传感器和湿度传感器上显示；所述的监测系统连接至PLC系统上并由PLC系统控制。本发明的流程控制与监测系统便于操作，降低了劳动力的投入，提高了整个工程的自动化程度，其通过实时控制，可以满足大范围非均质污染土地治理过程中合理分配输入物料，从而在提高治理效率和效果的同时降低了运行费用。
文档编号B09C1/10GK102601111SQ20121003333
公开日2012年7月25日 申请日期2012年2月15日 优先权日2012年2月15日
发明者姚蔚, 王颋军, 陈恒茂 申请人:王颋军