專利名稱：造紙污水光催化處理反應(yīng)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種造紙污水光催化處理反應(yīng)控制 系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
造紙污水處理系統(tǒng)的主要功能是完成對(duì)污水的凈化作用，將污水通過系統(tǒng)處理 后，輸出符合國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)的水體。長(zhǎng)期以來(lái)，工業(yè)污水處理技術(shù)雖然發(fā)展迅速，但仍然滯 后于工業(yè)發(fā)展的需要，污水處理效率低，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率低等極大的影響了工業(yè)的發(fā)展。實(shí)現(xiàn)污 水處理技術(shù)的簡(jiǎn)易、高效、低能耗的功能，實(shí)現(xiàn)污水處理過程的自動(dòng)化，是發(fā)展的必然趨勢(shì)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型為了克服以上現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種在線監(jiān)控、自動(dòng)控制 的造紙污水光催化處理反應(yīng)控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型的目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)本造紙污水光催化處理反應(yīng)控制系 統(tǒng)，其特征在于包括工控機(jī)、PLC控制器、模擬輸出設(shè)備、模擬輸入設(shè)備、第一泵、反應(yīng)池、 第二泵、儲(chǔ)酸罐、第三泵、儲(chǔ)堿罐、第四泵、二氧化鈦罐、第五泵、光催化反應(yīng)器、PH值傳感器 和液位傳感器，所述工控機(jī)信號(hào)連接PLC控制器，PLC控制器信號(hào)連接模擬輸出設(shè)備、模擬 輸入設(shè)備，模擬輸出設(shè)備信號(hào)連接第一泵、第二泵、第三泵、第四泵、第五泵，模擬輸入設(shè)備 信號(hào)連接PH值傳感器、液位傳感器；造紙污水通過第一泵和管道輸送到反應(yīng)池，儲(chǔ)酸罐的酸液通過第二泵和管道輸送 到反應(yīng)池，儲(chǔ)堿罐的堿液通過第三泵和管道輸送到反應(yīng)池，二氧化鈦罐的二氧化鈦通過第 四泵和管道輸送到反應(yīng)池，反應(yīng)池的混合液通過第五泵和光催化反應(yīng)器之后循環(huán)回到反應(yīng) 池，pH值傳感器、液位傳感器設(shè)置在反應(yīng)池內(nèi)。作為一種優(yōu)選方案，所述模擬輸出設(shè)備為3個(gè)并聯(lián)的西門子EM232，第一個(gè)EM232 信號(hào)連接五個(gè)泵的任意兩個(gè)，第二個(gè)EM232信號(hào)連接剩下三個(gè)泵的任意兩個(gè)，第三個(gè)EM232 信號(hào)連接剩下的一個(gè)泵。作為一種優(yōu)選方案，所述模擬輸入設(shè)備為西門子EM231。作為一種優(yōu)選方案，所述EM231信號(hào)連接PLC控制器的可編程pH值控制器和可編 程液位控制器。作為一種優(yōu)選方案，所述PLC控制器型號(hào)為西門子S7-200。作為一種優(yōu)選方案，所述工控機(jī)型號(hào)為研華610L。作為一種優(yōu)選方案，所述光催化反應(yīng)器為臥式光催化反應(yīng)器，其內(nèi)設(shè)有IOW紫外 燈。利用IOW紫外燈作為造紙污水光催化處理的燈源，反應(yīng)器為敞開式的，以提供光催化反 應(yīng)所需的氧氣。作為一種優(yōu)選方案，所述第一泵、第二泵、第三泵、第四泵、第五泵為蠕動(dòng)泵。根據(jù)不同的實(shí)際情況，所述造紙污水為混合污水或者經(jīng)過生化處理后的污水。[0014]本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)1、本實(shí)用新型基于造紙污水的光催化處理工藝，開發(fā)了光催化反應(yīng)控制系統(tǒng)，采 用系統(tǒng)分層控制結(jié)構(gòu)，以一臺(tái)研華610L工控機(jī)為上位機(jī)，利用“組態(tài)王6. 53”版本軟件開發(fā) 人機(jī)界面，以西門子S7-200 PLC為下位機(jī)，利用STEP 7-Micro/WIN編程，采用EM231、EM232 作為模擬量輸入設(shè)備和輸出設(shè)備，設(shè)計(jì)了一套造紙污水光催化處理反應(yīng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了 各泵、PH值及液位等參數(shù)的在線監(jiān)控、自動(dòng)控制、數(shù)據(jù)庫(kù)記錄查詢等功能，利用上位機(jī)控制 軟件記時(shí)的方式對(duì)光催化反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行反應(yīng)終點(diǎn)控制，取得穩(wěn)定可靠的造紙污水光催化處 理效果，實(shí)現(xiàn)造紙污水光催化反應(yīng)的自動(dòng)控制，為今后光催化處理污水技術(shù)向工業(yè)化應(yīng)用 的過渡提供了技術(shù)支持。2、利用普通PID控制策略，PLC控制器通過可編程液位控制器、液位傳感器對(duì)反應(yīng) 池的液位進(jìn)行控制；利用三區(qū)段非線性PID控制策略，通過可編程pH值控制器、pH值傳感 器、第二泵、第三泵，控制酸液、堿液雙通道進(jìn)液，調(diào)節(jié)反應(yīng)池的PH值，控制效果良好，反應(yīng) 速度快，精度高，控制點(diǎn)附近酸堿泵的轉(zhuǎn)速波動(dòng)范圍小，不僅避免了 PH值的振蕩現(xiàn)象，還大 大節(jié)約了酸、堿藥品的用量，控制的實(shí)時(shí)性和經(jīng)濟(jì)性都得到了提高。

圖1是本實(shí)用新型的造紙污水光催化處理反應(yīng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型的控制流程框圖。圖3是光催化處理混合造紙污水過程中COD降解率隨時(shí)間的變化圖。圖4是光催化處理生化后造紙污水過程中COD降解率隨時(shí)間的變化圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。實(shí)施例1 圖1中，1為第一泵，2為第二泵，3為第三泵，4為第四泵，5為第五泵，6為臥式光 催化反應(yīng)器，7為紫外燈。如圖1所示的造紙污水光催化處理反應(yīng)控制系統(tǒng)，包括工控機(jī)、PLC控制器、模擬 輸出設(shè)備、模擬輸入設(shè)備、第一泵、反應(yīng)池、第二泵、儲(chǔ)酸罐、第三泵、儲(chǔ)堿罐、第四泵、二氧化 鈦罐、第五泵、光催化反應(yīng)器、pH值傳感器和液位傳感器，工控機(jī)信號(hào)連接PLC控制器，PLC 控制器信號(hào)連接模擬輸出設(shè)備、模擬輸入設(shè)備，模擬輸出設(shè)備信號(hào)連接第一泵、第二泵、第 三泵、第四泵、第五泵，模擬輸入設(shè)備信號(hào)連接PH值傳感器、液位傳感器；造紙污水通過第一泵和管道輸送到反應(yīng)池，儲(chǔ)酸罐的酸液通過第二泵和管道輸送 到反應(yīng)池，儲(chǔ)堿罐的堿液通過第三泵和管道輸送到反應(yīng)池，二氧化鈦罐的二氧化鈦通過第 四泵和管道輸送到反應(yīng)池，反應(yīng)池的混合液通過第五泵和光催化反應(yīng)器之后循環(huán)回到反應(yīng) 池，pH值傳感器、液位傳感器設(shè)置在反應(yīng)池內(nèi)。模擬輸出設(shè)備為3個(gè)并聯(lián)的西門子EM232，第一個(gè)EM232信號(hào)連接第二泵和第三 泵，第二個(gè)EM232信號(hào)連接第一泵和第四泵，第三個(gè)EM232信號(hào)連接第五泵。模擬輸入設(shè)備為西門子EM231。EM231信號(hào)連接PLC控制器的可編程pH值控制器 和可編程液位控制器。[0028]PLC控制器型號(hào)為西門子S7-200。工控機(jī)型號(hào)為研華610L。光催化反應(yīng)器為臥式光催化反應(yīng)器，其內(nèi)設(shè)有IOW紫外燈。利用IOW紫外燈作為 造紙污水光催化處理的燈源，反應(yīng)器為敞開式的，以提供光催化反應(yīng)所需的氧氣。第一泵、第二泵、第三泵、第四泵、第五泵為蠕動(dòng)泵。本控制系統(tǒng)的控制流程如圖2所示。實(shí)施例2 廣州某紙廠二次纖維造紙車間的混合污水，水樣經(jīng)沉降、過濾后，在3000rpm轉(zhuǎn)速 下離心分離lOmin，除去細(xì)小纖維和大顆粒物質(zhì)。對(duì)經(jīng)過初步處理后的造紙污水，利用實(shí)施例1的光催化處理反應(yīng)控制系統(tǒng)，依次 利用液位PID控制系統(tǒng)控制反應(yīng)池中的液位；加入二氧化鈦膠體做光催化反應(yīng)劑；根據(jù)需 要加入酸液或堿液，利用三區(qū)段非線性PID控制系統(tǒng)把水體的pH值調(diào)節(jié)為3 ；然后開啟紫 外燈進(jìn)行照射，進(jìn)行光催化反應(yīng)處理造紙污水；利用上位機(jī)控制軟件記時(shí)的方式對(duì)光催化 反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行反應(yīng)終點(diǎn)控制(反應(yīng)終點(diǎn)即整個(gè)系統(tǒng)停止工作)。處理后，混合造紙污水的 COD值降至103mg/L，光催化處理前后的COD降解率為89%。反應(yīng)過程中水樣COD的降解率 變化如圖3所示。實(shí)施例3 廣州某紙廠二次纖維造紙廠污水處理車間的經(jīng)過生化處理后的污水。水樣經(jīng)沉 降、過濾后，在3000rpm轉(zhuǎn)速下離心分離lOmin，除去細(xì)小纖維和大顆粒物質(zhì)。利用實(shí)施例1的光催化處理反應(yīng)控制系統(tǒng)，依次利用液位PID控制系統(tǒng)控制反應(yīng) 池中的液位；加入二氧化鈦膠體做光催化反應(yīng)劑；根據(jù)需要加入酸液或堿液，利用三區(qū)段 非線性PID控制系統(tǒng)把水體的pH值調(diào)節(jié)為3 ；然后開啟紫外燈進(jìn)行照射，進(jìn)行光催化反應(yīng) 處理造紙污水；利用上位機(jī)控制軟件記時(shí)的方式對(duì)光催化反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行反應(yīng)終點(diǎn)控制。處 理后，混合造紙污水的COD值降至75mg/L，光催化處理前后的COD降解率為74%。反應(yīng)過 程中水樣COD的降解率變化如圖4所示。上述具體實(shí)施方式
為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并不能對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行限定， 其他的任何未背離本實(shí)用新型的技術(shù)方案而所做的改變或其它等效的置換方式，都包含在 本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求造紙污水光催化處理反應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在于包括工控機(jī)、PLC控制器、模擬輸出設(shè)備、模擬輸入設(shè)備、第一泵、反應(yīng)池、第二泵、儲(chǔ)酸罐、第三泵、儲(chǔ)堿罐、第四泵、二氧化鈦罐、第五泵、光催化反應(yīng)器、pH值傳感器和液位傳感器，所述工控機(jī)信號(hào)連接PLC控制器，PLC控制器信號(hào)連接模擬輸出設(shè)備、模擬輸入設(shè)備，模擬輸出設(shè)備信號(hào)連接第一泵、第二泵、第三泵、第四泵、第五泵，模擬輸入設(shè)備信號(hào)連接pH值傳感器、液位傳感器；造紙污水通過第一泵和管道輸送到反應(yīng)池，儲(chǔ)酸罐的酸液通過第二泵和管道輸送到反應(yīng)池，儲(chǔ)堿罐的堿液通過第三泵和管道輸送到反應(yīng)池，二氧化鈦罐的二氧化鈦通過第四泵和管道輸送到反應(yīng)池，反應(yīng)池的混合液通過第五泵和光催化反應(yīng)器之后循環(huán)回到反應(yīng)池，pH值傳感器、液位傳感器設(shè)置在反應(yīng)池內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的造紙污水光催化處理反應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在于所述模擬 輸出設(shè)備為3個(gè)并聯(lián)的西門子EM232，第一個(gè)EM232信號(hào)連接五個(gè)泵的任意兩個(gè)，第二個(gè) EM232信號(hào)連接剩下三個(gè)泵的任意兩個(gè)，第三個(gè)EM232信號(hào)連接剩下的一個(gè)泵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的造紙污水光催化處理反應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在于所述模擬 輸入設(shè)備為西門子EM231。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的造紙污水光催化處理反應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在于所述EM231 信號(hào)連接PLC控制器的可編程pH值控制器和可編程液位控制器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的造紙污水光催化處理反應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在于所述PLC 控制器型號(hào)為西門子S7-200。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的造紙污水光催化處理反應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在于所述工控 機(jī)型號(hào)為研華610L。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的造紙污水光催化處理反應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在于所述光催 化反應(yīng)器為臥式光催化反應(yīng)器，其內(nèi)設(shè)有IOW紫外燈。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的造紙污水光催化處理反應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在于所述第一 泵、第二泵、第三泵、第四泵、第五泵為蠕動(dòng)泵。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的造紙污水光催化處理反應(yīng)控制系統(tǒng)，其特征在于所述造紙 污水為混合污水或者經(jīng)過生化處理后的污水。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種造紙污水光催化處理反應(yīng)控制系統(tǒng)，所述工控機(jī)信號(hào)連接PLC控制器，PLC控制器信號(hào)連接模擬輸出設(shè)備、模擬輸入設(shè)備，模擬輸出設(shè)備信號(hào)連接第一泵、第二泵、第三泵、第四泵、第五泵，模擬輸入設(shè)備信號(hào)連接pH值傳感器、液位傳感器；造紙污水通過第一泵和管道輸送到反應(yīng)池，儲(chǔ)酸罐的酸液通過第二泵和管道輸送到反應(yīng)池，儲(chǔ)堿罐的堿液通過第三泵和管道輸送到反應(yīng)池，二氧化鈦罐的二氧化鈦通過第四泵和管道輸送到反應(yīng)池，反應(yīng)池的混合液通過第五泵和光催化反應(yīng)器之后循環(huán)回到反應(yīng)池，pH值傳感器、液位傳感器設(shè)置在反應(yīng)池內(nèi)。本實(shí)用新型在線監(jiān)控、自動(dòng)控制，處理效果好。
文檔編號(hào)C02F1/32GK201762138SQ20102050515
公開日2011年3月16日 申請(qǐng)日期2010年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月24日
發(fā)明者李翠翠, 沈文浩, 陳小泉 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)