关键字 |
| 采购产品贝加莱PLC，水，回收，水过滤和回收系统，贝加莱自动化工作室HMI, PLC |
介绍 |
| 水污染是当今世界面临的一个棘手问题。考虑到人口增长的速度，为每个人提供纯净水是一项重大挑战。淡水资源的主要污染源是来自各行各业的未经处理的水，例如纺织厂和造纸厂，制糖厂，制药公司，汽车公司，巧克力/饮料公司等。 |
| 这个项目背后的主要想法很简单。采用国内使用的过滤工艺，并将其与该技术相结合，实现整个过程的自动化。因此整个过程既不需要大量人力，也不需要高成本。 |
现有的方法 |
| 其中一个可用的选择是使用紫外线水处理系统。紫外线辐射可以净化水，而不会增加不良的颜色、气味、化学物质或味道，而且没有残留的副产品。它快速、有效、高效、环保。 |
| 在饮料水系统中，可以安装紫外线设备进行消毒的典型位置是后碳过滤器和前/后反渗透。 |
| 臭氧在工业上常用来消毒储罐、容器、管道和辅助设备，如泵和阀门，以消除细菌。剩余臭氧需要在使用点之前销毁，以确保产品质量。UV技术是这种应用的首选技术，因为它提供即时的结果，没有化学添加剂及其留下的副产品的复杂性。完全破坏水流中残留臭氧所需的UV设备的大小取决于流速、臭氧浓度、给水质量和水流温度。 |
| 资本成本因系统配置和使用的技术而异。西门子水技术公司食品和饮料行业全球总监Paul Greene表示，根据输入的水质、所需的纯度和所需设备的复杂程度(塑料管道和不锈钢管道)，价格从每gpm 1500美元到3000美元不等，不包括安装成本。 |
提出的模型和工作 |
| 当I/ p_阀打开时，需要过滤和回收的水进入输入储水箱。储水箱中的水分别用热电偶和pH传感器测试温度和酸度。 |
| 如果温度超过设定值，水就会被保存在水箱中，直到冷却到所需的温度。如果水的酸性或碱性不在(6-8)pH值的设定范围内，则将水排出系统。然后可以使用单独的过程将这些水中和并重新引入系统。 |
| 如果水通过了所有测试，则打开储水阀，让水进入混合罐。通过打开铝阀，在规定的时间内将一定量的明粉倒入搅拌槽。然后打开搅拌器，在特定的时间内将明矾粉混合到水中。在时间流逝后，搅拌器被关闭&固体废物被允许在罐中沉淀。 |
| 打开混合阀，让超过指定水位的水进入生物砂过滤器进行进一步过滤。开启废物阀门，将固废倒入固废出槽。这种固体废物可以进一步处理并用于各种用途。 |
| 在生物砂过滤器中，水通过五层不同粗度的沙子。生物砂过滤器去除水中微小的固体废物和各种病原体。 |
| 流量传感器用于监测从过滤器输出的水的流量。如果速率降低，则意味着过滤器堵塞，需要更换。此消息将显示在PLC上的HMI(人机界面)屏幕上。 |
| 过滤后的水被收集到最后的储罐中。这些水可以用于非饮用目的。如果水要用于饮用，则必须进一步消毒。 |
BIO-SAND过滤器 |
| 生物砂滤池(BSF)是对传统慢砂滤池的改进，传统慢砂滤池已用于社区水处理近200年。生物砂过滤器体积较小，适合间歇性使用，适合家庭使用。过滤容器可以由混凝土或塑料制成，并填充有特殊选择和准备的沙子和砾石层。 |
A.生物砂滤池(BSF)的工作 |
| 生物砂过滤器有五个不同的区域: |
| 1)入口储层区，2)静水区，3)生物区，4)非生物区，5)砾石区。 |
| 通过生物层和砂层内的生物和物理过程的结合，病原体和悬浮物被去除。这些过程包括:机械捕获、捕食、吸附和自然死亡。 |
| 机械捕获-悬浮固体和病原体被物理捕获在沙粒之间的空间中。 |
| •捕食-病原体被生物层中的其他微生物消耗。 |
| •吸附-病原体相互附着，水中的悬浮固体和沙粒。 |
| •自然死亡-病原体结束其生命周期或死亡，因为没有足够的食物或氧气供它们生存。 |
B.水的消毒 |
| 虽然过滤后的水看起来很清澈，但仍有必要消毒以确保最佳水质。生物砂过滤器可以去除大部分细菌和病毒，但不是全部。世界各地最常用的饮用水消毒方法有: |
| •氯消毒 |
| •太阳能消毒(SODIS) |
| •太阳能巴氏杀菌 |
| •紫外线消毒 |
| •沸腾 |
| 当水的浊度很高时，病原体“隐藏”在悬浮物后面，很难用化学物质、SODIS和紫外线消毒杀死。生物砂滤池降低了浊度，是提高这些消毒方法有效性的必要步骤。 |
硬件实现 |
A.输入设备- |
| 1)液位开关:液位传感器用于确定水箱内的水位。这些用于防止水溢出和下溢。 |
| 2)流量传感器:流量传感器用于检测流经管道的水流。总流量是通过测量脉冲的频率来计算的，而不是脉冲的数量。用数学公式将频率转换为流速。 |
| 3) pH传感器:为了确定水中存在的酸度或碱性痕迹，我们使用pH传感器。我们使用pH玻璃电极来测量水的pH值。 |
B.输出设备- |
| 1)直流电动机:在我们的项目中，我们使用直流电动机将明矾粉在水中适当混合。直流电机的内部结构设计为利用载流导体与外部磁场之间的磁相互作用来产生旋转运动。 |
| 2)电磁阀:电磁阀将用于控制级间的水流。图中所示阀门为常闭直动阀。 |
系统流程图 |
结论 |
| 在本文中，我们介绍了如何通过组合不同的技术，轻松实现一个具有成本效益的水过滤和循环系统。整个系统可以使用工业中已经存在的plc轻松实现，从而最大限度地降低成本。该系统也可用于住房社会，回收灰水。 |
鸣谢 |
| 我们感谢老师们在这项工作中一直以来的支持和鼓励，在我们的头脑中培养新的和有抱负的想法。我们要特别感谢Rupali S. Kad夫人在整个过程中给予指导，并随时为面临的任何问题提供帮助。 |
表格一览 |
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| 表1 |
表2 |
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数字一览 |
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参考文献 |
- 负担得起的水和卫生技术中心，生物砂过滤器施工手册，可在:http://www.cawst.org/assets/File/Biosand_Filter_%20Manual_Version_10_No_Appendices_Sep09.pdf
- Anjal Prakash, Medhavi Sharma和Jayati Chourey，《印度的水资源:现状和前景》，联合国儿童基金会，粮农组织，SaciWATERs，第2页。16 - 105, 2013
- Georg Frey和LotharLitz，“PLC编程中的形式化方法”，IEEE系统人与控制论会议，2000年，pp。1 - 4, 2000年。
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