DYA531Ⅱ 在线监控废水处理综合实训实验系统
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1. 概况
一级物化处理系统(含原污水调节池、格栅除渣、还原反应池、氧化反应池、综合调节池、混凝池、沉淀池、气浮池和中间调节池)
二级生物处理系统(含水解酸化池、中间调节池、接触氧化处理系统、三沟式氧化沟、二沉池和中调节池)
三级深度处理系统(石英砂过滤系统、中间调节池、活性炭吸附、中间调节池、离子交换系统、中间储水池、超滤系统、反渗透系统、紫外线消毒、加氯系统、反冲洗系统和压滤系统(用十层过滤膜))
自动化控制系统(含自动控制机柜、手动控制机柜、工业平板电脑、工业控制系统、编程电缆、网络系统、相关软件与附件)
水处理综合实验系统能够实现物化处理、生物处理系统、深度处理功能,各系统既可实现全部单元装置的独立运行,又可实现关联单元之间的组合运行,包含上位工控组态系统-现场控制单元-水质传感器(如DO、PH、ORP、流量、温度等)测控系统的独立与组合运行。系统能实现手动控制和自动控制。
304不锈钢布管穿线,整个系统结构紧凑、美观、实用。污水处理厂自动化处理系统总体结构框架如下
本次方案主题为综合污水处理,将系统分为一级物化处理,二级生物处理,三级深度处理,全面涵盖了典型的污水处理工艺,再现了污水处理工厂典型的工艺流程。
2.2. 控制系统要求
本实验室采用了先进的工业自动化技术,以高性能服务器作为工程师站,人机界面HMI作为现场工作站,系统架构为主从式结构,组成一个完整的工业控制网络。
自动化控制系统采用工控机,PLC系统,操作器及仪表组成。
工控机采用工业平板电脑作为人机交互设备,并具有触摸功能。主要完成工艺参数的设定、修改、工艺流程的动态显示,对流量、压力实时控制,故障监测及报警,关键数据的存储、查询和打印等。
整个实验室系统以多台计算机为共用操作平台,统一建立在工业以太网之上,实现了数据的远程采集以及现场设备的远程监控。
2.3.1. 工艺单元的学习和研究
系统涵盖了行业内主流工艺单元,师生可以完成对各种水处理工艺单元的学习、实践和研究。
2.3.2. 处理工艺的对比性实践
通过采用不同工艺单元对相同的水质进行处理,可得出不同工艺对此类水质的处理效果差异。
2.3.3. 处理工艺的组合性实践
系统的各单元可通过阀门切换灵活组合,从而构成不同的处理工艺组合,以完成对特殊水质的处理,可承担其对特定工艺组合的学习和实践。
2.3.4. 从定性到定量
系统对控制参数可实现在线监测与自动控制,数据集中显示和记录,完成了从定性到定量的转变。师生可以通过参数调节达到预期的处理效果。
水污染控制技术实验室建成后可开设的单体验证性实验和工艺组合性实验两大类别。
3.1. 单体验证性实验项目及其能力目标一览表
序号 |
实验项目 |
课时 |
能力目标 |
1 |
格栅除渣 |
1 |
格栅的作用和基本的设计参数 |
2 |
曝气沉砂 |
3 |
曝气沉砂的原理及工艺流程,装置结构、工艺设计、制作方法,流速对沉淀时间和效果的影响。 |
3 |
混凝沉淀 |
4 |
“污水混合—反应—斜板沉淀系统”原理及工艺流程,装置结构、工艺设计、制作方法及运行操作,效果测定,药剂及其投加量、混合反应时间、沉淀时间等对效果的影响。 |
4 |
溶气气浮 |
4 |
射流溶气气浮法的工作原理,工艺设计及运行操作,效果测定,加药量对去除效率的影响。 |
5 |
水解酸化 |
8 |
水解酸化原理及工艺流程,装置结构、工艺设计、制作方法及运行操作,效果测定,进水浓度、有机负荷等对效果的影响。 |
6 |
接触氧化 |
8 |
接触氧化法的原理及工艺流程,装置结构、工艺设计、制作方法及运行操作,效果测定,进水浓度、有机负荷等对效果的影响。 |
7 |
竖流沉淀 |
2 |
竖流式沉淀池的原理及工艺流程,装置结构、工艺设计、制作方法及运行操作,效果测定。 |
8 |
活性碳过滤 |
2 |
了解活性炭作为过滤滤料的水过滤处理工艺。 |
9 |
石英砂滤 |
2 |
砂滤的工作原理与工艺流程,装置结构,工艺设计和制作方法,反冲洗的效果测定。 |
10 |
超 滤 |
2 |
超滤的原理及工艺流程,装置结构、工艺设计、制作方法、运行操作,效果测定,污水性质等对效果的影响。 |
11 |
反 渗 透 |
2 |
反渗透的原理及工艺流程,装置结构、工艺设计、制作方法及运行操作,效果测定,压力及流速等对效果的影响。 |
12 |
消 毒 |
2 |
消毒的工作原理与工艺流程,装置结构、吸附效果和再生。 |
13 |
技术研究 |
/ |
水污染控制工艺研究、工艺条件研究、效果测定、技术开发、装置研制等。 |
3.2. 组合工艺性实验项目一览表
实验项目 |
组合工艺→达标 |
目标 |
|
电镀废水 |
含铬废水 |
调节池+还原反应池+混凝沉淀+ 一级中间调节池+砂滤+中间水池+离子交换+清水箱 |
水污染控制组合工艺的原理及工艺流程,装置 |
含镍废水 |
调节池+过滤+中间水池+反渗透+清水箱 |
||
含氰废水 |
调节池+氧化反应池+综合反应池+混凝沉淀+ 一级中间调节池+砂滤+中间水池+反渗透+清水箱 |
||
金属废水 |
调节池+综合反应池+混凝沉淀+ 一级中间调节池+砂滤+活性炭+离子交换+清水箱 |
||
含油废水 |
调节池+混凝池+沉淀池+ 一级中间调节池+过滤+中间水池+超过滤+反渗透+清水池 |
高浓度有机废水 |
含酚废水 |
调节池+交换树脂柱(DA-201)+一级中间调节池+水解酸化+氧化沟+二沉池+清水箱 ↑再生 碱液 |
结构、工艺设计、制作方法及运行操作,效果测定、有机负荷、酸度、回流比及曝气量等对效果的影响。 |
涂装废水 |
调节池+混凝池+沉淀池+气浮+ 一级中间调节池+水解酸化池+接触氧化池+二沉池+砂滤+活性炭吸附+清水箱 |
||
印染、药废水 |
调节池+混凝池+沉淀池+氧化反应池+ 一级中间调节池+水解酸化+接触氧化池+二沉池+清水箱 |
||
造纸废水 |
格栅+调节池+混凝池+沉淀池+ 一级中间调节池+气浮+砂滤+中间调节池+水解酸化+氧化沟+二沉池+清水箱 |
||
含油废水 |
物理化学 |
调节池+酸碱综合池+隔油池+气浮+ 一级中间调节池+活性炭+清水箱 |
|
调节池+隔油池+气浮+混凝池+沉淀池+ 一级中间调节池+活性炭+清水箱 |
|||
生物化学法 |
调节池+混凝池+沉淀池+气浮+ 一级中间调节池+接触氧化+二沉池+清水箱 |
||
调节池+混凝池+沉淀池+ 一级中间调节池+水解酸化+氧化沟+二沉池+二级中间调节池+活性炭+清水箱 |
|||
生活污水 |
预处理+氧化沟(表曝型)+二级中间调节池+紫外消毒 |
||
预处理+氧化沟(表曝型)+二沉池+二级中间调节池+滤池+氯消毒 |
|||
预处理+氧化沟(底曝型)+混凝+滤池+氯消毒 |
|||
预处理+水解酸化+接触氧化+二沉池+滤池+紫外消毒 |
|||
系统实训 |
水污染控制常用方法、流程和原理;实训装置的工艺流程、结构、工作原理、特点、用途、工艺设计、制作方法、运行操作与维护、效果测定、运行参数及效果的调节与控制,运行参数对效果的影响、常见现象与事故的分析与处理。 |
本项目实验装置一、二、三级水处理的工艺流程框图如图1、图2、图3所示。