[发明专利]一种基于多重处理的矿井下水质处理监控系统

摘要

本发明提供一种基于多重处理的矿井下水质处理监控系统，本发明中水质控制主机可以获取到当某一出水水仓出水仓液位计感应液位信号后，将出水水仓矿井水中的氟化物含量，氯化物含量，硫酸盐含量以及含盐量对应与预设阈值进行比较，当某一含量超出预设阈值时，控制开启回流阀以及运行回流泵，将所述出水水仓的矿井水回流至矿井水处理机构进行二次处理。出现不合格的水质时，再进行二次处理。本发明配置了多个出水水仓，可以将处理后的矿井水进行分隔存放，如果出现水处理不合格的情况，可以暂停处理过程，调整药剂和配比，再进行处理使得水处理能够达到要求。可以避免当处理大量矿井水之后再进行检测，如果出现大量不合格水质导致需要重复处理。

主权项

1.一种基于多重处理的矿井下水质处理监控系统，其特征在于，包括：多个采矿区以及水处理区；采矿区内设有污水处理硐室，污水处理硐室内设有水砂分离器(1)，内环污水仓(2)和外环污水仓(3)；矿井涌水排放至水砂分离器(1)，经过水砂分离器(1)分离后输送至内环污水仓(2)，矿井水经过内环污水仓(2)后，输送至外环污水仓(3)；水处理区包括：矿井水处理机构(70)，多个出水水仓(10)，储水仓(78)以及水处理控制装置；每个外环污水仓(3)分别与矿井水处理机构入口连接，矿井水处理机构出口分别与每个出水水仓(10)入口连接，每个出水水仓(10)出口分别与储水仓(78)连接；矿井水处理机构(70)出口与每个出水水仓(10)入口之间的管道设有出水仓阀门(80)和出水仓驱动泵(79)；每个出水水仓(10)内部设有出水仓液位计；每个出水水仓(10)通过回流管(71)连接矿井水处理机构(70)，回流管(71)上设有回流泵(72)和回流阀(73)；出水水仓(10)设有用于检测出水水仓矿井水氟化物含量的出水水仓氟化物检测装置(74)，用于检测出水水仓矿井水氯化物含量的出水水仓氯化物检测装置(75)，用于检测出水水仓矿井水硫酸盐含量的出水水仓硫酸盐检测装置(76)以及用于检测出水水仓矿井水含盐量的出水水仓含盐量检测装置(77)；水处理控制装置包括：出水水仓水质信息获取机构(111)，485总线(97)以及水质控制主机(110)；出水水仓氟化物检测装置(74)，出水水仓氯化物检测装置(75)，出水水仓硫酸盐检测装置(76)以及出水水仓含盐量检测装置(77)分别与出水水仓水质信息获取机构(111)连接；出水水仓水质信息获取机构(111)分别获取出水水仓(10)矿井水中的氟化物含量，氯化物含量，硫酸盐含量以及含盐量，并通过485总线(97)将上述含量传送至水质控制主机(110)；水质控制主机(110)用于控制矿井水处理机构将处理后的矿井水传输至预设的第一个出水水仓(10)，出水仓液位计感应液位信号后，第一个出水水仓(10)出水仓阀门关闭，出水仓驱动泵停止运行，开启预设的第二个出水水仓(10)储存处理后的矿井水，依次类推进行储存处理后的矿井水；水质控制主机(110)还用于当某一出水水仓(10)出水仓液位计感应液位信号后，将出水水仓(10)矿井水中的氟化物含量，氯化物含量，硫酸盐含量以及含盐量对应与预设阈值进行比较，当某一含量超出预设阈值时，控制开启回流阀(73)以及运行回流泵(72)，将所述出水水仓(10)的矿井水回流至矿井水处理机构进行二次处理；水质控制主机(110)还用于获取各个采矿区污水排量，外环污水仓矿井水输出量，矿井水处理机构的水处理量，储水仓矿井水储量，每个出水水仓的水质含量以及系统各个设备的运行信息储存至数据库中；对各个采矿区污水排量，外环污水仓矿井水输出量，矿井水处理机构的水处理量，储水仓矿井水储量，每个出水水仓的水质含量以及系统各个设备的运行信息通过表格及图形的形式进行显示，使用户实时获取各个水处理过程状态以及设备运行状态，对矿井下污水水质处理过程进行实时监控管理；将各个采矿区污水排量，外环污水仓矿井水输出量，矿井水处理机构的水处理量，储水仓矿井水储量，每个出水水仓的水质含量以及系统各个设备的运行信息分别对应与各个数据的阈值进行比较当上述数据超出阈值时，进行报警提示；还与上一统计周期的矿井水处理过程数据进行对比，判断当前矿井水处理数据波动状态，矿井水处理数据波动状态超出波动阈值时发出报警提示；矿井水处理机构包括：数量与采矿区相适配的水处理分水仓(4)，水处理集水仓(5)，化学反应器(6)，一级混凝反应池(7)，二级混凝反应池(8)以及磁分离机(9)；水处理分水仓(4)的入口与外环污水仓(3)出口连接，水处理分水仓(4)出口与水处理集水仓(5)入口连通；水处理集水仓(5)出口与化学反应器(6)入口连接，化学反应器(6)出口与一级混凝反应池(7)入口连接，一级混凝反应池(7)出口与二级混凝反应池(8)入口连接，二级混凝反应池(8)出口与磁分离机(9)入口连接，磁分离机(9)出口分别与每个出水水仓(10)入口连接；化学反应器(6)分别连接有PAC加药装置(11)和PAM加药装置(12)；每个出水水仓(10)通过回流管(71)连接水处理集水仓(5)；水处理区还包括：回收机(13)，用于将压滤机分离后的污泥进行收集暂存的中转池(14)，用于存储中转池输出污泥的污泥池(15)以及压滤机(16)；一级混凝反应池(7)的污泥出口，二级混凝反应池(8)的污泥出口以及磁分离机(9)的污泥出口分别与回收机(13)入口连接，回收机(13)出口与中转池(14)入口连接，中转池(14)出口和污泥池(15)入口连接，污泥池(15)出口与压滤机(16)连接；水处理集水仓(5)内部设有混合集水仓(17)和集水水仓(18)；每个水处理分水仓(4)分别连接混合集水仓(17)；混合集水仓(17)内部设有搅动混合集水仓液位计，开泵混合集水仓液位计，停泵液位计，集水混合桨(47)；集水混合桨(47)连接有混合桨驱动轴和混合桨驱动电机(48)；当开泵混合集水仓液位计感应液位时，混合桨驱动电机(48)运行，驱动混合桨驱动轴旋转，带动集水混合桨(47)搅动混合集水仓(17)内部的矿井水进行混合；混合集水仓(17)与集水水仓(18)通过管道连通，管道上设有集水阀门(60)，第一集水仓驱动泵(49)和第二集水仓驱动泵(50)，当开泵混合集水仓液位计感应液位时，集水阀门(60)开启，第一集水仓驱动泵(49)启动，将混合集水仓(17)内部的矿井水驱动至集水水仓(18)内；当停泵液位计被触发时，第一集水仓驱动泵(49)停止运行，集水阀门(60)关闭；第一集水仓驱动泵(49)和第二集水仓驱动泵(50)互为主备关系；水处理集水仓(5)设置有用于检测水处理集水仓矿井水氟化物含量的集水仓氟化物检测装置(81)，用于检测水处理集水仓矿井水氯化物含量的集水仓氯化物检测装置(82)，用于检测水处理集水仓矿井水硫酸盐含量的集水仓硫酸盐检测装置(83)以及用于检测水处理集水仓矿井水含盐量的集水仓含盐量检测装置(84)；集水仓氟化物检测装置(81)，集水仓氯化物检测装置(82)，集水仓硫酸盐检测装置(83)以及集水仓含盐量检测装置(84)分别与出水水仓水质信息获取机构(111)连接；出水水仓水质信息获取机构(111)分别获取水处理集水仓矿井水中的氟化物含量，氯化物含量，硫酸盐含量以及含盐量，并通过485总线(97)将上述含量传送至水质控制主机(110)；水处理控制装置还包括：PAC加药装置控制模块，PAM加药装置控制模块，磁种加药控制模块以及石灰乳投加量控制模块；PAC加药装置控制模块用于配置PAC加药计算，设置磁分离系统PAC的铝含量为27％至30％，设置加药量为30ppm至35ppm，设置每小时加药量为：15kg至17.5kg；设置药剂配置浓度为10％至12％，设置药液密度ρ＝1kg/L，计量泵每小时投加药量为：150L/h至175L/h；PAC加药装置设有溶液箱和计量泵；计量泵为型号GB0330，三台，二用一备，计量泵可调范围为0‑330L/h；溶液箱为至少两个3.0m³至4.0m³溶药箱；PAM加药装置控制模块用于设置PAM加药装置的手动或自动两种方式运行；手动运行时，按控制操作面板上启动按钮启动PAM加药装置；自动运行时，PAM加药装置自动运行，根据PAM加药装置贮液箱液位信号，自动制备PAM溶液；PAM干粉人工上料，PAM计量泵仅能手动运行；还用于配置PAM加药计算，磁分离系统PAM加药量设计为1.5ppm至2ppm，设置每小时加药量为：0.75kg至0.85kg；药液投加浓度为0.1％，药液密度ρ＝1kg/L，则计量泵每小时需要投加药量为：750L/h至850L/h；PAM加药装置设有计量泵；计量泵每小时投加药量为1000L/h至1200L/h，计量泵型号为GM1000，三台，二用一备；PAM投加采用干粉投加装置，为连续工作方式，干粉投加机制备药量为3000L/h至3500L/h；磁种加药控制模块用于控制向化学反应器投入磁种的量，设置磁种特性为：Fe3O4含量≥95％，水分≤8％，含硫≤0.1％，真密度≥4.5g/cm³；设置每小时加药量为5Kg/h至8Kg/h；石灰乳投加量控制模块用于控制向化学反应器加入石灰乳的量；还包括：用于控制第一集水仓驱动泵(49)和第二集水仓驱动泵(50)运行的集水控制电路以及分别给第一集水仓驱动泵(49)和第二集水仓驱动泵(50)供电的集水主回路；集水主回路包括：三相断路器QF1,三相断路器QF2，第一接触器KM1，第二接触器KM2，第一热继电器FR1，第二热继电器FR2；三相断路器QF1的第一端和三相断路器QF2的第一端分别连接三相电源，三相断路器QF1第二端依次通过第一接触器KM1常开触点一和第一热继电器FR1连接第一集水仓驱动泵(49)；三相断路器QF2的第二端依次通过第二接触器KM2常开触点一和第二热继电器FR2连接第二集水仓驱动泵(50)；集水控制电路包括：第一控制引线(101)，第二控制引线(102)，第一集水回路(103)，第二集水回路(104)，第三集水回路(105)，第一中间继电器KA1，第二中间继电器KA2，第一时间继电器KT1，第二时间继电器KT2，第三时间继电器KT3，控制回路开关SA1，转换开关SA2，指示灯LED1，指示灯LED2，指示灯LED3，熔断器FU，第一手动开关SB1，第二手动开关SB2，第三手动开关SB3以及第四手动开关SB4；第一控制引线(101)一端连接电源；熔断器FU和控制回路开关SA1设置在第一控制引线(101)上；熔断器FU一端连接电源，另一端连接控制回路开关SA1第一端，控制回路开关SA1第二端分别连接第二控制引线(102)第一端，第一集水回路(103)第一端，第二集水回路(104)第一端以及第三集水回路(105)第一端；第一集水回路(103)的第二端与第二控制引线(102)连接，指示灯LED1设在第二控制引线(102)上；第二集水回路(104)第二端与第二控制引线(102)连接，第一中间继电器KA1常开点一KA1第一端与第二集水回路(104)第一端连接，第一中间继电器KA1常开点一KA1第二端分别与第二中间继电器KA2常闭点第一端，第三继电器KT3常开点第一端以及第二中间继电器KA2常开点第一端连接；第二中间继电器KA2常闭点第二端与第三继电器KT3线圈第一端连接，第三时间继电器KT3线圈第二端与第二控制引线(102)连接；第三时间继电器KT3常开点第二端和第二中间继电器KA2常开点第二端分别与第二时间继电器KT2线圈第一端连接，第二时间继电器KT2线圈第二端与第二控制引线(102)连接；第二中间继电器KA2常开触点第一端与第三集水回路(105)第一端连接，第二中间继电器KA2常开触点第二端分别与转换开关SA2一脚，九脚，十一脚，三脚连接；转换开关SA2五脚，七脚分别连接第一控制引线(101)；转换开关SA2二脚与第二接触器KM2常闭触点第一端连接，第二接触器KM2常闭触点第二端连接三相断路器QF1常开控制触点第一端，三相断路器QF1常开控制触点第二端连接第一接触器KM1线圈第一端，第一接触器KM1线圈第二端通过第一热继电器FR1控制触点连接第二控制引线(102)；转换开关SA2六脚依次通过第一手动开关SB1，第二手动开关SB2，指示灯LED2连接第二控制引线(102)；第一接触器KM1的常开触点的两端分别第二手动开关SB2的两端连接；第一接触器KM1常开触点的一端，第二手动开关SB1的一端，第二接触器KM2常闭触点第二端，第一接触器KM1常闭触点第一端，第二时间继电器KT2常开触点第二端连接在一起；转换开关SA2十脚依次通过第二时间继电器KT2常开触点，第一接触器KM1常闭触点，第一时间继电器KT1线圈连接第二控制引线(102)；转换开关SA2十二脚依次通过第一接触器KM1常闭触点，三相断路器QF2常开控制触点，第二接触器KM2线圈以及第二热继电器FR2控制触点连接第二控制引线(102)；转换开关SA2八脚依次通过第三手动开关SB3，第四手动开关SB4，指示灯LED3连接第二控制引线(102)；转换开关SA2十二脚还分别与第一接触器KM1常闭触点一端，第三手动开关SB3一端，指示灯LED3一端，第二接触器KM2常开触点一端，第一时间继电器KT1常开触点一端以及第二接触器KM2常闭触点连接；第二接触器KM2常闭触点的两端并联在第三手动开关SB3两端；转换开关SA2四脚依次通过第一时间继电器KT1常开触点，第二接触器KM2常闭触点以及第二时间继电器KT2线圈连接第二控制引线(102)；第一集水仓驱动泵(49)为工作驱动泵，第二集水仓驱动泵(50)为备用泵，闭合三相断路器QF1和三相断路器QF2，闭合控制回路开关SA1，指示灯LED1亮，将转换开关SA2开启到自动运行位置，一脚和二脚，三脚和四脚连通，其余引脚断开；操作人员通过控制开关控制第一中间继电器KA1得电吸合，第一中间继电器KA1的常开触点闭合，第三时间继电器KT3线圈通电，经过第三时间继电器KT3的预设延时后，第三时间继电器KT3的常开触点闭合，第二中间继电器KA2得电闭合自锁，第二中间继电器KA2常开触点闭合，第一接触器KM1得电闭合，第一集水仓驱动泵(49)运行；指示灯LED2亮；第二接触器KM2失电，第二集水仓驱动泵(50)未运行；当第一集水仓驱动泵(49)故障跳闸，或第一热继电器FR1动作时，第一接触器KM1失电，第一接触器KM1常闭触点闭合，第一时间继电器KT1得电，经过第一时间继电器KT1的预设时长后，第一时间继电器KT1常开触点闭合，第二接触器KM2线圈得电闭合，第二集水仓驱动泵(50)运行。