矿井污水处理在线监控系统设计与应用

李虹烨

（浙江安诺芳胺化学品有限公司，浙江 绍兴 312300）

目前，我国采矿业中污水处理工作不完善，以至于出现全国水资源紧缺，近75%的矿区缺水，其中45%的矿区严重缺水[1]。水资源短缺严重制约着我国采矿业的进一步发展，水资源不但可以促进采矿业的健康生产，而且也是采矿业可持续发展的必然要求。

1 矿井污水处理在线监控系统设计

1.1 硬件系统设计

图1 硬件设备电力控制结构图

硬件设备的电力控制主要使用三相电动机（见图1），其中包括启动、停止以及正反控制。380V交流电通过QL和KM的接触点，再经过全面防护器，最后与电动机连接构成硬件系统的主电路。在PLC程序中，S是常闭接触点，当按下S时，主电路中的KM接触点发生分离，电动机断电并停止运行。H是全面防护器，当电动机出现过流等现象时，可以有效保护电动机。

依据图1硬件设备电力控制结构图设计调控电路，设置开关A1、A2、A3、A4和A5，其作用在于选择运行工作的手动还是自动调控，有助于系统维修。

吸泥泵控制电路，其可以调控两台吸泥泵和一台运行电动机，运行电动机能够发生正反转。此控制电路先闭合开关A1，选用自动调控方法，在调控平台和自动调控电路中，利用PLC输出接触点推动继电器控制电路的通断，并且在控制电路中，设定开关按钮、控制按钮和继电器开关。继电器的常开接触点反馈到PLC接入点，其是吸泥泵和运行电动机的反馈信号。提升泵控制电路。

加药控制电路。其主要调控3台计量泵和5台搅拌机，并按照水流量调控加药数量。其选用开关A3，利用自动调控方法，在控制平台和电路中，利用PLC节点对加药电路进行控制，并设定相应的电路保护开关。主要调控5台污泥泵和3台电力阀，其闭合开关A4，选取自动调控方法，通过PLC节点对澄清池中的系统设备电路进行调控，并在控制电路中设置相关的控制、现场以及保护等开关。

1.2 软件系统设计

在软件系统设计中，其内容包含启动信号、手动控制、集控方法控制、系统设备开关、报警部分以及停机信号。在启动信号软件中，闭合集控开关时，现场即可发出报警信号，给工作人员发出启动信号。在污水处理过程中，其具有较强的连续性，任何软件程序或者系统设备故障均可影响生产线的顺利运行，因此，要重视各设备间的闭锁联系，在发生故障时可以及时停止设备，以免导致意外事故的扩大。

控制程序将接收的信号，在控制器中进行转换，而后将其储存起来，并对信号进行显示和导出信号，此转换需要A/D程序和标度程序来完成。控制方法为远程控制、手动控制，需要对电动机的开始和中断程序进行相应的设计。由于不断变化的水位，要依据实际水位选用相关的运行水泵数量，进而达到有效的节能减排。整个系统程序为顺序调控，即按照一定的顺序进行系统设备的启动和关闭。水泵自动启动模式是指水泵调至自动控制模式，监控系统即可根据相应的控制程序进行检测和启动水泵，当水位达到一定程度时，控制系统按照收集的信号可以启动水泵，并控制水泵的运行数量。水泵启动流程见图2。

图2 水泵启动流程

1.3 在线监控系统流程设计

图3 污水处理在线监控系统流程

在线监控系统主要目的为了去除水中的悬浮物质，并按照处理程度分为一级、二级和三级。其中一级是利用沉淀方法去除污水中的固态污染物质，包含化学絮凝剂去除大量悬浮物质等；二级是选用过滤设备做进一步处理悬浮物质；三级则在上述处理基础上进行过滤。污水处理在线监控系统流程如图3所示。

2 矿井污水处理在线监控系统应用

以大同矿井污水处理为例，利用此污水处理在线监控系统进行实际应用分析。大同矿井污水的涌水量为250m3/h，污水中的固态悬浮物质浓度为750mg/L，超过饮用水标准为＜160mg/L；浑浊度达到150NTU，远远超出标准度；溶解性物质为1536mg/L，各种有害菌落聚集数量为428CFU/ML。

表1 PAC和PAM联合处理污水数据

3 结语

通过对污水处理在线监控系统设计和应用进行分析，可以发现此系统可以有效地对矿井污水进行处理，并符合我国的节能减排政策。其是在原有在线监控系统基础上的优化和更新，可以提高企业的经济效益和保护生态环境，进而实现采矿业的可持续发展。

[1]季现伟.矿井通风监测系统与三维通风仿真系统信息融合研究与应用[J].金属矿山,2017,02(09)：186-190.