水净化系统

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水净化系统范文第1篇

关键词：农村生活污水；生态净化；柳树；无动力

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2014）02-0426-04

Design and Application of a Willow Purification System of Rural Sewage

MAO Yu-feng1，WANG Hai-yun1，DENG Jie1，HE Ke1，XIAO Yao2

（1.College of Hydraulic & Environmental Engineering， China Three Gorges University，Yichang 443002，Hubei，China；

2.Zigong Light Industry Design and Research Institute，Zigong 643000，Sichuan， China）

Abstract： A suitable ecological purification system was designed for dealing with hilly rural sewage， mainly consisted of two parts of precipitation-anaerobicand tree-soil. Its features were that the first process was the cascade of precipitation and simultaneous anaerobic digestion. The sedimentation basin could adjust water yield， and anaerobic reaction would happen in stay period meanwhile. Organics would be resolved into simple inorganics by microbial metabolic activity， and made into small molecular organic acids， CO2， H2， CH4 and so on. The second waste water treatment unit worked mainly by willow purification. Soil treatment and filtering could also help treat waste water. Organic matter in sewage could be absorbed， adsorbed， fixed and decomposed by the comprehensive effects of tree roots， soil and microbe. The TP， TN and COD of water would be greatly reduced. According to the model test， the willow purification system could greatly reduce the TP， TN and COD. The average removal rate of COD， TPand TN were 91.18%， 86.13% and 86.85%， respectively.

Key words： rural water pollution； ecological purification； willow； no power

据相关统计表明，全国农村每年产生生活污水约200亿m3，绝大部分直接排放，严重污染了农村地区的水环境[1]。农村生活污水无害化处理是社会主义新农村建设的客观要求，其处理方式必须符合经济高效和简便易行的原则。在这种情况下，污水生态处理技术、厌氧技术等由于能耗低、运行管理方便而逐渐被引起重视[2]。但以前的研究中像人工湿地一类的生态处理技术多侧重于一年生或多年生草本植物，对多年生木本植物的研究相对较少，一年生或多年生草本植物对污染水体的短期净化效果较好，但因其每年都要收割重植，对于一个长期的净化过程来说，会在管理上带来不便[3]。

柳树用于生物修复的研究工作始于20世纪90年代，目前柳树环保林的营建与应用已在欧洲和美洲大陆逐步盛行。柳树可以对重金属污染、有机物污染、水体富营养化进行修复，用于土壤污染、水体污染、大气污染的生物修复[4]。因柳树适应性强，耐水湿，生长速度快，消耗营养多，并且其为木本植物，积累性强，所以，探索柳树对农村污水水质净化的效果很有意义。

1 工艺流程与净化系统设计

1.1 工艺流程设计

当前，农村污水处理技术主要是生态处理技术、生物处理技术及膜生物技术。其中，生态处理技术包括土地处理技术、稳定塘技术和蚯蚓生态滤池技术；生物处理技术包括厌氧生物技术和好氧生物技术[2]。近年来国外的研究表明，柳树显示出了植被滤器的优良特性：除了高的生物量生产力之外，还包括有效的元素吸收、高的蒸腾速率以及较强的重金属吸收能力[5]。

参考现有农村生活污水处理技术的优缺点[6，7]，考虑柳树高效的生物修复作用和农村污水处理经济高效、简便易行的原则，本设计采用生物-生态组合技术来处理农村污水。其中，生物技术采用厌氧生物技术[8]，生态技术采用柳树净化技术[3-5]为主和土地处理技术[9]为辅的综合处理技术。为了将每个必要的污水处理工艺环节进行简化合并，特设计了以下污水处理工艺流程，其工艺流程图如图1所示。

1.2 净化系统设计

1.2.1 污水预处理单元设计 参考现代污水三级处理技术，其一级处理主要是设调节池、沉沙池，考虑农村污水水质差、水量波动大这一设计背景，调节池和沉沙池的设置也是客观必要的。调节池的主要作用是提供对污水处理的缓冲能力，调节污水水量负荷、pH、水温和水质。沉沙池的作用是去除污水中密度较大的固体悬浮颗粒，同时可去除部分BOD5（生化需氧量），可改善生物处理构筑物运行条件并降低其BOD5负荷。而二级处理一般设曝气池、氧化沟和生物滤池等，考虑本净化系统是为了更有效地降低污水COD（化学需氧量）、氮磷含量，所以设置一个厌氧反应池作预处理是比较合适的[10]。因为厌氧处理是利用厌氧菌的作用，分解糖、氨基酸和有机酸形成小分子有机物，使废水中溶解性有机物显著提高，通过厌氧处理后，COD和SS（固体悬浮物浓度）去除率高，同时可生化性提高，有利于后续的好氧处理。而对于脱氮除磷，厌氧过程也是必不可少的环节。

为了提高污水处理效率，节约经济成本，本设计需将传统污水一级处理过程和二级处理过程结合起来作为本净化系统的预处理单元并放在同一污水净化构筑物当中，所以此污水处理构筑物是集调节池、沉淀池和厌氧池三者功能于一体的，因此本处理单元的设计要综合考虑适当的污水收纳量、高效的沉淀反应和密闭的反应环境3个因素。

1.2.2 污水主体处理单元设计 研究表明，柳树适应性强，生物量大，生长速度快，耐水湿，可以吸收各种污染物。一方面，柳树通过根系吸收土壤及废水中的水分和N、P等营养元素，作为构造植物体所需物质，一些非柳树生长必需物质如金属离子和部分有机物也可以随柳树体蒸腾拉力被植物吸收并积累。通过这一过程可以去除废水中大量的营养型污染物和部分有机物。另一方面，根际土壤由于土质疏松及柳树根系的传导作用，具有充分的氧气，同时根系所分泌的酶、氨基酸等为微生物的生存提供了必要的养分，因此为污染物的微生物降解提供了有利条件。根系分泌物中的酶还可以为废水中污染物的转化与固定提供催化机制，加速其降解及固定速率。另外，参考污水的土地处理技术[11]，土壤的过滤、截留、渗透、物理吸附、化学吸附、化学分解、中和、挥发、生物氧化以及微生物的摄取等过程均能有效地净化污水。所以，柳树/土壤协同综合处理污水在理论上是可行的。

为了保证出水质量和土壤层的稳定性以及进一步提高污染物的去除效率，传统污水三级处理过程，需在土壤层下设沙滤层，进行厌氧微生物挂膜，这样污水流过填料层时不仅能进行物理过滤，而且污水中的有机物能被厌氧微生物截留、吸附及代谢分解。

综上所述，污水主体处理单元的构筑物是集柳树植物处理、土壤处理、厌氧生物滤池为一体的综合处理构筑物。

1.3 污水净化系统模型设计

为了更准确地诠释本污水净化系统设计，现给出如下设计模型装置示意图（图2、图3）。

柳树净化农村生活污水处理系统，包括沉淀/生物厌氧处理系统和柳树/土壤综合处理系统。沉淀/生物厌氧处理系统包括第一反应池，第一反应池顶部设有密封盖板；柳树/土壤综合处理系统包括第二反应池，第二反应池从上至下依次设有土壤层和过滤层，土壤层种植有柳树，第一反应池相对第二反应池位于地势高位。第一反应池内部设有隔板。柳树的根系位于土壤层与过滤层的交界处。过滤层从上至下由细沙层、细卵石层、粗卵石层构成。第二反应池连接有出水管，出水管设有闸阀。

本污水处理系统的运行过程为：生活污水经污水管网收集后由一根主管道进入沉淀/生物厌氧处理单元，在该系统中会对污水进行两方面的处理。一方面，第一反应池中设有两面挡水隔板，污水会在隔板顶部溢流，所以污水会经过三级沉淀处理从而去除较大的颗粒物和泥沙后让上清液进入柳树/土壤综合处理单元，并同时调节水质水量。另一方面，顶部的密封盖板会让第一反应池处在缺氧的环境中，污水通过厌氧消化作用将高分子难降解的有机物转变为低分子易被降解的有机物，脱氮，促进磷的释放并提高BOD/COD的比值，为二级处理创造有利条件。在污水进入柳树/土壤综合处理系统和污水渗入柳树根系和土壤层后，既可以满足植物对水分和养分的需求，同时通过柳树根系对有机污染物的吸收与吸附又能降低污水中有机污染物的含量。利用土壤-微生物-柳树构成的生态系统自我调控机制和对污染物的综合净化功能包括植物固定、微生物降解、硝化反硝化、吸收、氧化还原等多种作用实现污水自然净化。最后在经过由第二反应池底部的过滤层过滤后，污水能够得到有效净化。池子尾部出水管上的闸阀用于调节柳树/土壤综合处理系统的水质水量，保证种植的柳树不会因缺水或者污水有机负荷过高而影响正常生长。该模型的运行方法为持续通过污水收集管网进水，间歇式排水。

2 应用实例――某农村生活污水净化系统

2.1 污水净化系统服务区概况

2.2 净化系统实体设计

1）场地选择。选择比住户地势低的地方，且存在一定的坡度。

3）污水处理系统的修建。修建水泥隔板与顶部盖板，并注意反应池内部的防漏。池尾构建泄洪槽，底部的出水管安装水闸，以便随时调节二级处理池中的水质水量。

4）滤料的选择。选择当地的细沙与卵石，细卵石直径为1～2 mm，粗卵石直径为3～6 mm。细沙层厚8 cm，细卵石层厚15 cm，粗卵石层厚20 cm。

5）柳树的选择与培育。选择当地的旱柳作为净化污水的树种，按株距1 m种植9棵柳树均匀分布在二级处理池，该树种生长代谢速度快，喜水，能快速净化生活污水。树的高度应在1 m以上且根系繁茂。由于农村生活污水排放无规律，为保证柳树正常生长可通过调整出水阀来保证二级处理池中的水量与有机负荷。

2.3 净化系统运行方案

由于农村污水排放无规律，特别是污水排放时间属间歇排放，所以为了整个系统的每个环节正常运行，特别是柳树和微生物的正常生长，整个系统通过池尾的出水阀门间歇式运行。

待移栽柳树成活、微生物群落生长正常即模型运行稳定后开始本次试验，按5、10、15、20 d的水力停留时间定期在进水口、沉淀/生物厌氧处理池和出水口取水样，测定其pH、TP、TN和COD的数值并进行分析。

3 结果与讨论

3.1 试验结果

3.1.1 废水中COD的变化 因为柳树/土壤综合处理单元中的生物降解起了关键性作用，种植的柳树以及土壤中的微生物通过其快速的新陈代谢不断吸附、吸收污水中的有机物，特别是柳树生物量大，生长速度快。由图5可知，污水经过柳树净化系统处理后，COD浓度逐级降低，尤其是经过柳树/土壤综合处理单元后显著降低，COD平均去除率为91.18%。

3.1.2 废水中总磷的变化 柳树快速的新陈代谢需要大量的磷元素，对于低浓度的废水柳树根系的吸收同化作用是TP去除的主要途径。由图6可知，污水经过柳树净化系统处理后，TP浓度逐级降低，且随着水力停留时间的增加TP的去除率越来越高，TP的平均去除率为86.13%。

3.1.3 废水中总氮的变化 柳树本身的生长需要氮素，其根系除了为微生物提供介质环境外，主要表现为对氮类有机污染物的吸收、利用和转化。而根系周围的微生物通过硝化与反硝化作用可促进柳树对氮素的吸收与吸附。由图7可知，污水经过柳树净化系统处理后，TN浓度逐级降低，其平均去除率为86.85%。

3.1.4 废水pH的变化 由图8可知，污水净化模型各区的pH基本保持在中性范围内，且水力停留时间在15 d内时，流经污水净化模型污水的pH是逐级增大的，但过长的反应时间可能使得pH降低。本污水净化系统可使污水在逐级降解过程中pH保持在正常的范围内，且出水pH的平均值为7.34。

3.2 讨论

参考文献：

[1] 孙瑞敏.我国农村生活污水排水现状分析[J].能源与环境，2010（5）：33-34，42.

[2] 龙 焙，余训民，李庆新，等.新农村建设中生活污水处理研究综述[J].科技创业月刊，2010（12）：179-180，182.

[3] 林惠凤，黄 婧，朱联东，等.浮床栽培柳树在富营养化水体中的生长特性及水质净化效果研究[J].湖北大学学报（自然科学版），2009，31（2）：210-212.

[4] 汪有良，王宝松，李荣锦，等.柳树在环境污染生物修复中的应用[J].江苏林业科技，2006，33（2）：40-43.

[5] 曲 艺，范俊岗，于清录，等.柳树植被滤器在土壤及污水净化中的作用[J].辽宁林业科技，2004（4）：20-22.

[6] 何安吉，黄 勇.农村生活污水处理技术研究进展及改进设想[J].环境科技，2010，23（3）：68-71，75.

[7] 赵 军.我国农村生活污水分散式处理技术[J].安徽农业科学，2010，38（27）：15203-15205.

[8] 黄 武，陈明晖，赵光桦，等.无动力、地埋分散式厌氧系统处理农村生活污水[J].中国给水排水，2008，24（20）：43-45.

[9] 王书文，刘庆玉，焦银珠，等.生活污水土壤渗滤就地处理技术研究进展[J].水处理技术，2006，23（3）：5-10.

水净化系统范文第2篇

【关键词】强排系统；优化；设计

1 矿井目前排水现状及优化目标

目前-550m水平中央泵房共3台水泵，3台MDS300-65×10水泵，流量300m3/h、扬程650m、配套电机型号为YB630S2-4，功率900kW。泵房正常排水能力为300m3/h，最大排水能力为600m m3/h，排水管路为四趟?273mm无缝钢管，总长610m，和一趟?325mm钻孔管路，总长820m。正常排水为人工在井下开泵排水，为防止矿井发生突水事故井下排水系统无法排水，特在原有排水系统的基础上设计矿井强排系统，已确保矿井应对突水事故的处理能力。

2 强排系统潜水电泵设计与选型

2.1 设计依据

目前全矿井正常涌水量199 m3/h；预计：全矿井最大涌水量 Qmax=707 m3/h。

2.2 排水设备设计参数

潜水电泵三台：额定流量275m3/h，额定扬程651m，转速1470r/min；

配套充水式防爆异步电机三台：额定电压：6kV，额定功率800kW，额定转速：1470r/min，使用原排水系统?325mm钻孔管路。

3 强排系统潜水电泵电控设备设计与选型

3.1 电控设备选型设计

3.1.1 6kV高压电控设备

（1）系统配备3台6kV高压开关柜，向6kV高压软起动柜供给6kV电源并提供线路保护和后备保护，此柜选用铠装移开式交流金属封闭式成套开关柜，结构为单母线、中置式，配真空断路器，弹簧操作机构为一体化，其额定操作电压为DC220V，性能不低于VDS；真空断路器额定短路开断电流选用31.5KA，额定电流选用1250A，其它元件与之配套。

（2）6kV高压软起动柜选用铠装移开式交流金属封闭式柜型，结构为单母线、中置式，配高压软起动器、真空接触器，弹簧操作机构为一体化，其额定操作电压为交、直流两用。起动柜中真空接触器额定短路开断电流选用40kA，额定电流选用450A。

（3）6kV高压软起动柜均应能在起动柜、控制室操作，并应具有起动柜/控制室远程以及自动和手动相互转换控制的功能。

（4）6kV高压软起动柜中测量与计量功能均有后台微机监控及综合保护装置实现，起动柜综合保护装置均分散安装在各起动柜内，并由6kV高压软起动柜生产厂家配套测量、计量数显仪表，测量、计量精度均按最新标准配置并具有分时计费、脉冲计量功能。

（5）6kV高压软起动柜根据需要应配置线路综合保护装置1台，电动机综合保护装置1台，电度表1只，电流表一只（配相应的电流互感器），电压表一只（配相应的电压互感器）。

3.2 6kV高压软起动器装置

（1）6kV高压软起动器，适用于额定电压6kV，额定频率50Hz，功率为1000Kw的三相交流高压电机进行水泵负荷软启动。

（2）6kV高压软起动器装置应选配高可靠性，功能稳定的可控硅调压组件，以及相应的电流互感器、控制变压器、组件等辅件。

（3）6kV高压软起动器装置设计技术要求

1）电动机控制设计要求

①启动要至少有二个可设置的斜坡及至少5种起动曲线，可在任何时候通过外加电压信号来选择；对每一斜坡，初始电流50%～500%可调，最大电流100%～800%可调和斜坡时间0～180秒可调，每一斜坡还可加入脉冲突跳电流100%～800%可调，脉冲突跳电流持续时间0.1～10秒可调。②具备软停车及至少5种停车曲线可选功能：停车要有电压斜坡减速停车，第一减速电压10%～100%可调，第二减速电压1%～99%可调，供选择，斜坡时间0～120秒。③要有转矩斜坡控制，初始启动转矩1%～100%可调，最大启动转矩从10%额定转矩到电机堵转可调，斜坡时间0～10秒。④具备节电运行功能：在负荷不满载的情况下能自动进入节电状态。⑤要有转矩减速曲线（水泵用的电动机S型曲线减速），减速时间0～120秒可调。⑥起动和停止斜坡应有线性、S型和平方转矩型三种可选。⑦可调的每小时起动次数（1～20次），可调的二次起动的时间间隔（1～600分钟）。⑧要具备外部故障输入的功能：可将软起动装置以外的故障信号输入到软起动装置以进行统一保护。

b.电动机保护设计要求

①电动机过载保护：可根据电动机能力和工况选择过载等级5、10、15、20、25、30等，并具有相应的电机过载曲线可选。②断相保护：当软启动装置的进线（接电网）或出线（接电动机）断相时，或可控硅故障时，系统能可靠封锁脉冲，关断所有可控硅，以保护电动机不因过热而烧坏。③过电流电子截止保护：过电流截止值50%～800% 额定电流可设定，电子截止延迟时间0.1～90秒可设定。④欠电流保护：对于有些负载例如水泵在缺水情况下运转就需要用欠电流保护。欠电流设定值为10%～100%额定电流，跳闸延时为0.1～90秒可选。⑤运行无电流保护：运行时无电流保护设定值为2%～40% 额定电流，动作延时为0.1～90秒可调。⑥电流不平衡保护：某相电流的相对不平衡值是指该相电流与三相平均电流的差值除以三相平均电流。电流相对不平衡值可在10%～40%额定值设定，保护动作时间0.1～90秒设定。⑦接地保护：接地保护动作电流1至100A可调，动作延迟0.1～90秒可调。⑧高/低电压保护： 任何一相高低电压保护 15%可调，动作延时时间0.1～90秒可调。⑨在起动指令下无主电源保护：可设1～5秒跳闸。⑩速度到达时间保护：1～300秒。11可将各种保护动作编程赋值给几个继电器，例如跳闸、警告等，使之对不同的故障可有不同的动作。

3）仪表测量和记录功能设计及时要求

①电流：每相电流、平均电流、接地故障电流、不平衡电流相对值。②电压：每相电压、平均电压。③热容量情况：以电机热过载动作值的百分数表示（100%脱扣）。④cosφ，kW，KWH，kVA，kvar。⑤运行数据：起动时间，停车时间，运行时间，距再次起动需等待的时间。⑥运行状态：运行，停止，自由停车，点动运行，起动斜坡加速运行中，正在施加突跳起动脉冲，电动机在减速中，各种报警和故障信号，各种联锁信号，等等。⑦电阻温度检测器（RTD）数据：可选配足够多个RTD，RTD的编号及其温度值，最高温度值及对应的RTD编号，最高轴承温度，最高电机定子温度，RTD的峰值温度及对应的编号等。⑧转矩值：以百分数表示。⑨事件记录器：记录操作运行（起动、停车、点动、制动、正转、反转）的时间，记录各种异常情况或故障的时间，记录复位时间，滚动记录，共可记录最近发生的99个事件，每个事件均带有时标。

4 电控系统设计选型

本潜水泵站采用人工管理和控制，具备远程/就地切换控制、显示、自我诊测及保护、报警等功能接口，以实现有人值班的可靠运行。

4.1 系统设计技术要求

（1）本系统用3台6kV高压软起动器进行驱动和控制，拖动方式为一拖一。在一拖一工况下，配备旁路系统（保留全压起动方式）和相应的高压电机综合保护。

（2）控制系统中要有3个潜水泵的配电控制回路；各台潜水泵所对应的配电控制回路应相互独立。就地设防爆紧停按钮（非自复位）供调试用。

（3）控制系统应具有较强的抗干扰能力，并具有汉字显示功能，可自动汉字提示故障信号和系统有关信息。

（4）系统的主要检测信号有：各潜水泵开停信号；各电动闸阀的开关位置信号（根据需要）；环境水仓及内部液位电极的水位信号；电机温度及电机轴承温度信号；水泵电机的工作电流，等等。

（5）为实现控制系统的功能，在水仓分别设水位传感器及内部液位电极以检测水位。

（6）系统预留水窝排水泵控制和检测接口，由PLC实现水窝的自动、手动排水。

4.2 系统功能设计技术要求

（1）根据所检测的水位信号，设定出低水位、高水位和上限水位信号。低水位时停泵；高水位时水泵一台、两台运行；上限水位时三台泵运行。

当运行的水泵出现轴承超温、开关柜故障、流量不够时自动停止运行，并发出声光报警信号。

（2）远程/就地均需紧急停车功能：不论在何种控制方式下，均可在通过紧停按钮来停止运行该设备。

本设计强排系统已于2013年7月建设完成，系统满足设计要求，试运转正常。

参考文献：

[1]赵书忠，张晓四，宋建国.矿用潜水泵在煤矿抗灾强排系统中的应用[J].煤炭工程，2012（06）.

[1]王沛云.山西省双柳煤矿强排系统设计[J].河北煤炭，2012（02）.

[1]王卫生，李士明.潜水泵强排系统自动控制研究与应用[J].中国矿业，2012（08）.

水净化系统范文第3篇

关键词：矿井排水；自动化监控；系统设计

1 矿山井下涌水现象概述

矿井涌水是矿井作业过程中常见的现象之一，主要是由于矿井巷道采空区漏水所致，水源则包括地表水、大气水分及采空区水等。采矿时，采掘空间可能会造成围岩应力场发生改变，导致地下含水系统与围岩的平衡状态受到破坏，产生过水通道，导致股状水流突破围岩，涌入矿井当中[1]。这种突发性涌水现象，水压较高且水量较大，维持时间较长，会给矿井带来严重危害。若涌水现象较为严重，将会导致表土层、中砂层水疏干而引发地表不规律下沉，甚至造成地表塌陷，对附近建筑、道路、农田等均可能产生破坏，造成人员伤亡。因此，在矿井作业时，必须做好相应的排水工作，并构建出一个完整的矿井排水系统，以保证矿井开挖的安全性，为企业经济效益提供保障。

2 系统需求目标分析

从国内大部分矿井水泵房情况来看，水位检测控制主要还是依靠传统方法，利用超限报警装置配合人工操作进行排水。这种传统方法应急性较差且自动化程度较低，需要人工现场操作，存在较多潜在性安全风险。随着矿井开采规模的不断加大，这种传统方法已经无法满足实际应用需求[2]。而自动化排水管理系统的出现让上述情况得到了很大的改观，在提升矿井作业安全性的同时，也提升了矿井生产效率，降低了排水能耗，并起到了节约成本的作用。

从系统需求方面来看，矿井排水自动化监控系统可对各台设备运行状态信息进行整合性管理、分析，主要包括液位信息及温度信息。通过中央控制系统可对水泵房运行状态进行分析，并实现自动控制。系统可对水流、数量等数据进行采集、分析，以对水泵开机、停机进行调控。若水仓水量超过阙值时，系统便会调动水泵进行排水作业，实现无人自动化排水。另外，系统除了具备排水控制功能外，还具备了一定辅助功能。例如，系统具备了基础数据管理功能，可用于数据采集点、逻辑模型及控制数据维护，进一步降低了系统故障率；系统具备了人员管理功能，可将相关人员信息输入于系统当中，对人员进行合理分配，并且系统会将用户权限赋予相关人员，保证系统操作的安全性。

3 系统设计分析

3.1 系统整体架构

系统整体架构主要包括四个部分：（1）地面控制中心。地面控制中心是整个自动化监控系统的枢纽，其中包括操作系统软件、组态软件及数据库等部分。（2）水泵房监控装置。水泵房监控动态主要由电控箱、模拟量检测模块、开关量检测模块及操作台构成。模拟量检测模块中又含有模拟量传感器、数字量传感元件、电缆及相关附件。（3）远程控制网络。远程控制网络由以太环网所构建。水泵房监控平台利用远程控制网络与地面监控中心相连接，并可实时通讯，以实现远程操控。（4）执行机构。执行机构主要包括阀门控制箱与高压启动器，其控制对象主要包括高压电机与电动阀门。

3.2 子模块设计分析

矿井排水自动化监控系统主要包括以下模块：

（1）模拟量检测模块。模拟量检测模块当中含有各类模拟量传感器，具体包括功率变送器、电流传感变送器、温度传感变送器、流量传感变送器及水位传感变送器。利用这些传感器可对主排水系统的各种模拟量参数进行检测，以获取水位、主排水管路流量、水泵运行电流、水泵温度、电机温度计及电能损耗等信息[3]。模块获取这些信息后将其传递至系统进行数据分析，以判断模块是否正常工作。若发现数据达到预设值范围或达到临界阙值，便会由系统对相关设备进行调控，以保持正常排水状态。

（2）开关量检测模块。开关量检测模块主要检测对象为排水泵高压柜中的相关设备开关，包括真空断路器、真空接触器、电动阀等设备的开关，还可对真空泵工作状态进行检测。所得到的数据也会反馈至分析模块进行判断。利用开关量检测模块可判断开关是否正常工作，若发现数据或信号异常，系统会采取保护措施，重启开关或将开关信号接入PLC。

（3）液位信息模块。液位信息模块主要是对水仓液位、排水管流量等信息进行采集、分析，并可将相关数据整合为曲线，以便于用户观察实际排水状况[4]。考虑到矿井排水现场环境较为特殊，水体浑浊度较高，如果只是使用一般的接触式传感器，矿井水体易造成探头损坏。因此，应选用超声波液位传感器对液位信息数据进行采集。该类型传感器不仅测量精度较高，而且安装便捷、输出信号较为稳定，在井下环境中具有良好的适用性。

（4）温度采集模块。通过温度信息可将水泵的工作状态反映出来，以判断水泵是否处于良性状态。温度采集模块主要负责水泵温度信息采集，并可进行实时监控，具备了预警功能。此模块先会采集温度信息数据，并将其传递至系统进行分析，若发现温度值超过正常范围，则会由系统发出警报，并将异常温度信息反馈至用户，以便于及时调整水泵工作状态，保证水泵正常运行[5]。温度采集模块当中，温度传感器选用铂电阻，其电阻值能跟随温度变化而发生改变，性能较为稳定，灵敏性好，且具备较高的精度。

（5）数据分析模块。数据分析模块在整个矿井排水自动化监控系统起到了中枢作用，可对各类采集数据进行分析，以此来判断水泵具体运行状态。若发现数据信息异常，则会引导系统调试，直至系统恢复至正常工作状态为止。

（6）开停机模块。开停机模块是系统的执行模块。数据分析模块对采集信息进行分析后，便会将相关指令发送至开停机模块，开停机模块便可根据排水系统实际运行状况，对泵开关进行调节，实现开、停机动态化监控，让系统始终保持良性运行状态。

（7）数据库。数据库是整个监控系统的核心组成，其会对所有采集信息数据进行整合，并为相关操作执行提供基础。

整个系统以PLC为基础，并在PLC上添加了一个以太网模块。利用以太网模块可将设备信息、运行状态信息、故障信息等设备模拟量及开关信息数据通过以太网传输至地面控制中心，而地面控制中心可将相关反馈指令通过以太网传输至PLC，即完成指令调控。

4 结束语

利用矿井排水自动化监控系统可实现排水自动化操作，为排水泵安全运行提供基础，有利于促进企业安全生产，为企业整体效益提供保障。

参考文献

[1]王盛杰，李小喜，许春雨.矿井主排水自动化监测监控系统的开发[J].中国矿业，2014（12）：147-151.

[2]李顺，巨明伟.基于PLC的矿井排水监控系统的设计[J].工矿自动化，2011（10）：89-91.

[3]李春华，夏国良，魏超全.矿井排水智能监控系统结构设计[J].工业仪表与自动化装置，2014（1）：57-59+63.

水净化系统范文第4篇

城市水域生态系统是一个城市生态系统中的重要部分，其可作为水生生物与陆生生物之间的纽带。协调群落与环境之间的关系，维持生物系统动态平衡。目前，城市水环境生态系统修复对象主要是人类破坏的自然水环境，因此净化工业、生活污水是十分必要的。对于已经遭到损害的水系统应该重新建立、开发新的水环境生态系统，并将人类活动有机地融入生态系统中。可以根据城市的具体地形地貌，开辟出一块供候鸟栖息的场地，此场地应选择在城市的边缘地带，即方便操作维护，也能为候鸟提供一个安逸的休息场所。针对改善水环境生态系统，具体措施有［5］:1)修复现有的河滩，使其成为人类经营的自然沼泽、湿地共存的栖息地。2)对现有河道进行整理，适当增加景观河道、小溪流等，以增加城市水环境的泄洪能力。3)为当地市民提供有多种野生动物栖息的休闲娱乐场地。

2调整水域土地功能

因为各个城市的综合影响因素不同，自然条件、经济水平也存在差别，因此没有统一的土地规划，要因地制宜，依据现有的城市水系结构合理的加以利用。城市水域土地功能可以调整城市土地结构，发掘城市潜力，为城市发展贡献一份力量。依据城市结构、人口组成、产业结构、政府政策等因素，综合市民、游客对公共开放空间的要求，及时调整土地功能结构，在不同时期开拓具有不同功能的土地结构。同时，应该重视城市水环境系统的容量，以环保、生态、休闲、娱乐为主线，使城市水环境系统设计多样化。

3滨水地段的利用

城市现有水域废弃地一般位于工业衰退，居民拆迁等，其中很大一部分是污染的化工厂附近的河岸，这类土地不仅造成资源浪费，还使周围土地价值缩水，并且给周围居民生活造成不良影响。这类废弃土地往往见证了一个城市工业发展的历史，应该以独特的方式留给后世。在设计此类土地时，应该尽量保持原有场地的特征，并充分利用现有的物质、能量。保留废弃地的工业设施，精心设计使之成为工业历史展览园区，具有重要意义。还有一类滨水地段具有历史色彩，其是自然与人文联合的产物，是城市文化系统的载体。应该在保护历史文化的基础上，对其进行复兴。对于典型的历史地段，应该尽量保持其原貌，做到整旧如旧，对于原址复建，不应当简单的抄袭古代的风格，应该在满足传统文化下，赋予文化的内涵。从历史遗迹的保护、历史体系的维持、环境肌理的保护、历史事件的复原、历史原址复建、传统工艺的传承、保护民俗等方面，开展滨水历史地段的维护与复习。

4人工湿地

城市湿地是调节城市水环境气候，修复环境的重要生态场所。人工湿地是模仿自然湿地建立天然城市污水处理地域，根据城市污水成分选择栽培可以净化水源的植物，对污水进行降解、吸收，达到污水处理的目的。湿地公园不仅可以满足游客对艺术、文化、娱乐等方面的要求，更可以通过自然污水净化，呼吁人们重视城市水环境系统。经过污水处理厂的城市水流经兼氧池到达设置三级稳定塘和二级植物床的人工净化部分，最后流入观赏池［5］。目前，我国的城市水环境系统人工湿地还处于探索阶段，经验相对较少，但人工湿地前景广阔，会逐步成为改善城市水环境系统的主要方式。

5结论

水净化系统范文第5篇

该书共八章：第一章为矿井排水系统，主要对矿井排水的意义与基本知识进行介绍，并阐述国内外矿井排水技术的发展现状与趋势；第二章介绍水泵房及其设备，包括水泵房硐室、水仓、管道以及闸门、引水装置等；第三章对离心式水泵工作原理、结构形式以及零部件组成等进行详细说明；第四章介绍离心式水泵理论，详细介绍基本方程的推导、比转速公式以及特性曲线和相似理论；第五章对离心式水泵的启停与运行以及工况调节和性能测试等进行系统概括，并对排水系统的经济运行进行评价；第六章介绍水泵的选型设计，主要根据任务与排水能力需求做出选择；第七章介绍排水系统的电气设备，主要包括异步电动机以及附属电控设备；第八章介绍排水设备的维护与故障处理。矿井排水系统是处理煤矿透水问题的重要装备。

在矿井施工过程中，如果地面排水设备不完善以及矿井中存在通道，地表降水以及地下涌水会进入矿井，对井内设备以及工作人员的安全造成影响，因而需要及时排水。矿井排水系统的主要工作原理是利用水泵将井水吸入水仓，并在水仓中进行沉淀、清理，再由管道、井筒水管等排至地面。现今矿井排水方式主要分为卧式排水和潜水泵排水，其中：卧式排水为干式排水，通常将泵体安装在井下泵房，可实现大流量排水，是大多数矿井常用的排水方式；而潜水泵排水则是将泵体安装在水中，主要用于矿井被淹后的抢救恢复。在卧式排水方式中，离心式排水泵是最为常见的排水设备，其工作原理如下：首先将水灌入泵腔和吸水管，再启动电机，通过轴带动叶轮旋转，使得叶轮内的水被甩向泵壳，再通过管道排出。矿井排水系统设计主要依据井内涌水量进行设备选择，包括水泵选型、水泵台数以及管径等都需经过专业测算，方可得出合理方案。近年来，随着煤矿开采力度逐渐加大，很多矿区的地层结构遭受严重破坏，矿井涌水情况较以前更为严重，很多矿井工程对其排水系统进行优化改造，以提升矿井排水能力，保障开采工程的质量与安全。

第一，优化排水系统泵体设计。泵体优化主要从泵本身的性能优化以及泵体数量增加和泵房优化等方面进行。目前矿井工程大多使用节段式多级泵，但这种泵型容易发生磨损、汽蚀现象，导致系统的排水能力大大降低，因此可使用性能更为优越的泵型，如对称型蜗壳式多级泵，其抗汽蚀性能更好，叶轮转速更低，设备使用寿命更长，排水能力也更高；在泵体数量选择上，工程技术人员可根据一段时间内矿井涌水量的变化情况作出调整，增加泵的数量来应对更加频繁的井下涌水，在选择泵型时也应选择具有富余扬程与流量的泵型，便于解决突然增加的涌水排出问题；此外，泵房也应进行合理的优化改造，工作人员可根据科学计算对原泵房进行扩建，并做好泵房结构设计与管道铺设，泵的运行方式也应进行合理调整。