专利名称：矿井水净化处理自动排泥装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及水处理过程中的自动排泥技术，特别涉及一种用于矿井水净化处
理过程中，根据水质和水量变化自动排泥的装置，属于水处理自动化技术领域。
背景技术：
在煤矿的开采过程中，伴随着大量的矿井水外排，将矿井水处理后作为矿区生活 和生产用水，是节能减排和环境保护的重要内容之一，不仅可以保护矿区自然环境，节约 地下水资源，而且可以有效地解决矿区水资源缺乏的问题，具有明显的经济、环境和社会效 益。矿井水中普遍含有以煤屑、岩粉为主的悬浮物，必须经过净化处理后才能利用，矿井水 净化处理设施建成运行后，最重要的环节之一就是沉淀或澄清单元排泥控制系统。由于矿 井水中悬浮物含量变化比较大，使得加药后混凝反应、沉淀或澄清后形成的污泥量变化也 比较大，如果不及时排泥，会造成在沉淀或澄清单元已沉淀的絮体(矾花)重新被出水水流 带走的现象，从而影响出水水质；如果排泥过于频繁，则会造成排放的污泥浓度较低，排泥 量较大，从而增加矿井水净化处理系统的自用水率，增大污泥压滤处理单元负荷。因此，采 取可靠的自动排泥装置，才可以确保矿井水处理的水质、方便操作管理、节约运行成本。 在现有矿井水净化处理过程中，沉淀或澄清单元的排泥采用的方法有人工手动排 泥和定时自动排泥等。中国实用新型专利ZL200720005280. 0公开了一种污泥消化池的排 泥装置，包括排泥管、排泥池，所述排泥管连通污泥消化池底部和排泥池底部，所述排泥池 设有一个溢流口 ，所述排泥池内装有一个安装桶，所述安装桶内装有一个潜污泵，所述潜污 泵的叶轮有螺旋状大截面通道，所述安装桶的桶壁内固定装有一个隔板，所述隔板中间有 一个圆孔，所述潜污泵有一个突边，所述潜污泵通过突边安置在所述安装桶的隔板上，所述 潜污泵的叶轮部分通过所述隔板中间的圆孔伸入隔板下面，所述安装桶的底部中间有一个 管口 ，该管口与所述排泥管的上管口密封连接。此实用新型用于污泥消化池静压溢流排泥 的辅助排泥，当消化池靠静压差排泥不畅时，启动此实用新型的潜污泵强性排泥，可以达到 克服消化池污泥循环不畅，保证消化池正常运行的目的。但是，该实用新型并不适用于矿 井水的处理，因此需要开发出一套适合矿井水净化处理系统沉淀或澄清单元的自动排泥装 置。
实用新型内容本实用新型提供了一种矿井水净化处理自动排泥装置，以解决现有沉淀或澄清单 元的排泥自动化程度低、工人劳动强度大、处理水质不稳定等技术问题，实现矿井水处理过 程中根据水质和水量变化自动排泥的目的，能使沉淀或澄清单元始终保持在较好的运行状 态，使出水水质得到保证。 本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的 —种矿井水净化处理自动排泥装置，包括用于处理污水的沉淀或澄清单元和原水
管路，其特征在于还包括[0007] 设置于沉淀或澄清单元上的排泥电动阀及与之连接的排泥管路； 设置于原水管路上的采样管和采样泵，及与采样泵连接的用于采集原水浊度信息
的浊度传感器和浊度变送器； 设置于原水管路上的用于采集原水流量信息的流量传感器，及与之配套的流量变 送器； 分别与采样泵和排泥电动阀相连接的用于控制采样泵和排泥电动阀的辅助控制 系统；和 分别与浊度变送器、流量变送器和辅助控制系统连接的用于处理系统的流量和浊 度信息以及对设备进行自动控制的PLC系统。 作为优选，所述的排泥管路上设置有旁通排泥管路，用于当自动排泥管路出现异 常情况时，能够通过旁通排泥管路排出沉淀或澄清单元中的污泥，保证水处理系统的正常 运行。
作为优选，所述的PLC系统包括 根据所述原水流量信息，对原水水样进行分析的控制模块，用于判断水处理系统 是否运行，若是，则控制所述采样泵采取水样到所述浊度分析仪； 用所述原水流量信息和浊度信息作为计算的依据，结合实验数学模型得出系统的
排泥量，控制并输出信号到接触继电控制系统的控制模块；禾口 用于对所述的采样泵、排泥电动阀进行工况状态监控的模块。 作为优选，所述的PLC系统具有RS232、RS485和工业以太网通讯接口 ，可以实现与
计算机网络进行实时通讯，达到远程控制的目的。 作为优选，所述的辅助控制系统是由接触器和继电器组成。 本实用新型的矿井水净化处理自动排泥装置，具体包括以下单元 1、PLC(可编程逻辑控制器)系统为控制装置的核心，内部存储有编写好的根据实
验数学模型得出的应用程序，同时用来采集工艺过程参数和发出控制指令；还包括其模拟
量和开关量的输入输出模块，隔离继电器、信号隔离器等；并具有RS232、 RS485、工业以太
网等通讯接口 ，可以实现与计算机网络进行实时通讯，达到远程控制的目的。 2、采样泵和浊度仪组成系统浊度采集系统，通过安装在原水管路上的采样管，由
采样泵对原水进行采样并送到在线浊度传感器，通过浊度变送器对浊度进行分析，将分析
的结果以标准4 20mA电流信号的形式传送到PLC系统，作为系统计算排泥量的参数。 3、流量计用于检测处理的水量，可采用管道式电磁流量计，也可采用超声波流量
计，流量传感器设置原水管路上，通过流量变送器得出实时流量值，并将测量的流量值以标
准4 20mA电流信号的形式传送到PLC系统，作为系统计算排泥量的参数。 4、排泥电动阀为排泥装置的最终执行机构，排泥电动阀的动作由PLC系统发出控
制指令到接触器和继电器控制系统，及时准确地控制排泥电动阀开启和关闭，完成系统的
自动排泥。 5、接触器和继电器系统为系统的辅助控制单元，用于采样泵和排泥电动阀的执行 控制。 本实用新型提供的矿井水净化处理过程中沉淀或澄清单元的自动排泥装置，主要 通过采集原水的浊度信息和流量信息，将这些信息传送到PLC系统，经PLC系统中的应用程序分析和计算得出系统的排泥量，并将其转换为排泥的时间和启停信号，及时准确地自动 开启和关闭排泥电动阀，达到自动排泥的目的。同时该装置具有自动启动采样泵的功能，根 据检测到流量信息，判断水处理系统是否运行，自动开启或关闭采样泵。 本实行新型还具有自动化程度高、操作简单、投资少、系统运行稳定、水质好等特 点，非常适合在建和改扩建的矿井水净化处理厂，该装置可以有效地排出矿井水处理过程 中沉淀或澄清单元所产生的污泥，其处理后的矿井水作为生活和生产用水，为矿区矿井水 资源化提供了最佳的自动排泥装置。
图1为本实用新型自动排泥装置的结构示意图。 附图标记说明 l-PLC系统； 2-辅助控制系统；3-采样泵； 4_浊度传感器；5_浊度变送器； 6-流量传感器； 7-流量变送器；8-排泥电动阀； 9-沉淀或澄清单元； 10-原水管路。 其中，实线箭头表示水流方向， 虚线箭头表示信息流方向。
具体实施方式通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。 实施例1 如图1所示，一种矿井水净化处理自动排泥装置，包括PLC系统1、采样泵3、浊度 仪、流量计、辅助控制系统2、排泥电动阀8和各部分连接管道，其中浊度仪包括浊度传感 器4和浊度变送器5，流量计包括流量传感器6和流量变送器7，辅助控制系统2是由接触器 和继电器组成。排泥电动阀8设置于矿井水处理系统的沉淀或澄清单元，其间设有排泥管 路。PLC系统1具有RS232、 RS485、工业以太网通讯接口，可以实现与计算机网络进行实时 通讯，达到远程控制的目的。采样泵3及其管路设置于原水管道10上，其出口与浊度传感 器4相连接，用于将原水采样到浊度传感器4中，对水样进行分析并通过浊度变送器5将浊 度信息发送到PLC系统1 。流量传感器6设置于原水管道10上，用于采集原水的流量信息， 传送到流量变送器7并经变送后传至PLC系统1 ;PLC系统1根据得到的流量信息判断水处 理系统是否在运行，若运行，则发送指令到接触器和继电器控制系统开启采样泵3进行采 样，同时浊度仪对水样进行分析，得出系统的原水浊度信息，并传送到PLC系统1， PLC系统 l根据流量和浊度信息以及实验数学模型，计算出系统的污泥含量，根据沉淀或澄清单元的 污泥区的体积和排泥管路管径及数量计算出系统的排泥时间，由PLC系统1发出控制指令 到接触器和继电器控制系统，控制设置于沉淀或澄清单元9的排泥电动阀8进行排泥。 具体工作过程为，将本实施例的自动排泥装置原水采样管和采样泵接至原水管 路，采集原水管道中所流经原水的水样，送到浊度传感器进行分析并经变送器变送后将浊 度信息传送到PLC系统，作为计算污泥含量的依据；将流量传感器接至原水管路上，采集原 水管道中所流经原水的流量信息，通过流量变送器传送到PLC系统，也作为计算污泥含量的依据；PLC系统根据所得到流量信息，判断水处理系统是否正在运行，若是，PLC系统则根 据得到的信息对水处理系统中沉淀或澄清单元的污泥含量做出实时的判断，并根据沉淀或 澄清单元的污泥区的体积和排泥管路管径及数量计算出系统的排泥时间，PLC系统发出控 制指令到接触器和继电器控制系统，通过安装在沉淀或澄清单元上的排泥管路进行排泥， 若否，则不进行排泥的具体动作。 本实施例的自动排泥装置，适用于矿井水净化处理系统的沉淀或澄清单元的自动 排泥，处理水流量为0-1000t/h、原水浊度在在0-10000NTU的范围，且不限于上述范围。 本实施例所提供的自动排泥装置，主要通过采集原水的浊度和流量信息，作为系 统的控制信号和排泥量调节信号，判断系统是否需要运行，若是，则根据得到的信号自动调 节系统的排泥量，达到矿井水净化处理过程中沉淀或澄清单元的全自动排泥的目的，使沉 淀或澄清单元始终保持在较好的运行状态，保证出水水质稳定。 实施例2 —种矿井水净化处理自动排泥装置，具体方案同实施例1，不同之处在于 排泥管路上还设置有旁通排泥管路，用于当自动排泥管路出现异常情况时，能够
通过旁通排泥管路排出沉淀或澄清单元中的污泥，保证水处理系统的正常运行； PLC系统1包括根据所述原水流量信息，对原水水样进行分析的控制模块；用所
述原水流量信息和浊度信息作为计算的依据，结合实验数学模型得出系统的排泥量，控制
并输出信号到接触继电控制系统的控制模块；和用于对采样泵、排泥电动阀进行工况状态
监控的模块。 应说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其进行限制， 尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解 其依然可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦 不能使修改后的技术方案脱离本实用新型技术方案的精神和范围。
权利要求一种矿井水净化处理自动排泥装置，包括用于处理污水的沉淀或澄清单元和原水管路，其特征在于还包括设置于沉淀或澄清单元上的排泥电动阀及与之连接的排泥管路；设置于原水管路上的采样管和采样泵，及与采样泵连接的用于采集原水浊度信息的浊度传感器和浊度变送器；设置于原水管路上的用于采集原水流量信息的流量传感器，及与之配套的流量变送器；分别与采样泵和排泥电动阀相连接的用于控制采样泵和排泥电动阀的辅助控制系统；和分别与浊度变送器、流量变送器和辅助控制系统连接的用于处理系统的流量和浊度信息以及对设备进行自动控制的PLC系统。
2. 根据权利要求1所述的矿井水净化处理自动排泥装置，其特征在于所述的排泥管 路上设置有旁通排泥管路。
3. 根据权利要求1或2所述的矿井水净化处理自动排泥装置，其特征在于所述的PLC系统包括根据所述原水流量信息，对原水水样进行分析的控制模块；用所述原水流量信息和浊度信息作为计算的依据，结合实验数学模型得出系统的排泥 量，控制并输出信号的接触继电控制系统的控制模块；禾口用于对所述的采样泵、排泥电动阀进行工况状态监控的模块。
4. 据权利要求1或2所述的自动排泥装置，其特征在于所述的PLC系统具有RS232、 RS485、工业以太网通讯接口。
5. 根据权利要求3所述的自动排泥装置，其特征在于所述的PLC系统具有RS232、 RS485和工业以太网通讯接口。
6. 根据权利要求1或2所述的自动排泥装置，其特征在于所述的辅助控制系统是由 接触器和继电器组成。
7. 根据权利要求3所述的自动排泥装置，其特征在于所述的辅助控制系统是由接触 器和继电器组成。
8. 根据权利要求4所述的自动排泥装置，其特征在于所述的辅助控制系统是由接触 器和继电器组成。
9. 根据权利要求5所述的自动排泥装置，其特征在于所述的辅助控制系统是由接触器和继电器组成。
专利摘要本实用新型涉及一种矿井水净化处理自动排泥装置，包括用于处理污水的沉淀或澄清单元和原水管路，及设置于沉淀或澄清单元上的排泥电动阀及与之连接的排泥管路；设置于原水管路上的采样管和采样泵，及与采样泵连接的用于采集原水浊度信息的浊度传感器和浊度变送器；设置于原水管路上的用于采集原水流量信息的流量传感器，及与之配套的流量变送器；与采样泵和排泥电动阀相连接的用于控制采样泵和排泥电动阀的辅助控制系统；和分别与浊度变送器、流量变送器和辅助控制系统连接的用于处理系统的流量和浊度信息以及对设备进行自动控制的PLC系统。解决了现有沉淀或澄清单元的排泥自动化程度低、工人劳动强度大、处理水质不稳定等技术问题。
文档编号B01D21/24GK201470170SQ20092030693
公开日2010年5月19日 申请日期2009年7月28日 优先权日2009年7月28日
发明者周如禄, 崔东锋, 朱留生 申请人:煤炭科学研究总院杭州环境保护研究所