智能污水提升排放設(shè)備的設(shè)計(jì)及應(yīng)用探究

賈玉杰 楊光照 黃進(jìn)

摘 要：污水排放主要分為同層污水排放和地下污水排放，同層污水可以根據(jù)自身的重力向室外市政管網(wǎng)中排放，可地下污水必須借助外力提升達(dá)到正常排放目的，為滿(mǎn)足該需求，該文就以一種基于雜物過(guò)濾反沖原理及PLC自控技術(shù)的污水提升排放裝置作為研究對(duì)象，通過(guò)該裝置，實(shí)現(xiàn)智能化污水自動(dòng)提升排放，利用普通水泵，閥門(mén)及相關(guān)管路，有效地解決地下污水排放問(wèn)題，保障地下公共場(chǎng)所的清潔與環(huán)保，減少污水對(duì)周?chē)h(huán)境的污染。以下該文就著重對(duì)此設(shè)備的設(shè)計(jì)及應(yīng)用展開(kāi)探討。

關(guān)鍵詞：地下污水排放 自動(dòng)化 污水提升 智能化

中圖分類(lèi)號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2016）04（a）-0080-02

針對(duì)地下污水在貯存、排放時(shí)容易出現(xiàn)的堵塞、異味以及難以清理等問(wèn)題，該裝置采取分離反沖的排放原理，以食品級(jí)不銹鋼材料為支撐的密閉式水箱，并結(jié)合PLC技術(shù)，實(shí)現(xiàn)無(wú)人全自動(dòng)運(yùn)行，該裝置具有體積小巧、可自我清洗、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、工作穩(wěn)定可靠、美觀易用、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。

1 主要應(yīng)用功能

該文列舉的智能污水提升排放設(shè)備，是通過(guò)智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化地下污水提升排放，除此基本功能外，還能實(shí)現(xiàn)以下應(yīng)用效果：（1）無(wú)污染：以食品級(jí)不銹鋼材料構(gòu)建密閉式水箱，確保嚴(yán)密性，控制污水不外流，因雜物與污水分離、不產(chǎn)生沉淀所以不發(fā)酵，從而無(wú)異味釋放[1]。（2）解決堵塞問(wèn)題：分離器將雜物與污水分離，并暫存在雜物分離器中，這些異物因不與水泵葉輪接觸，并及時(shí)反沖力排出，所以，避免了雜物與泵葉輪纏繞，有效地解決了水泵堵塞、燒毀問(wèn)題，避免了疏通操作。（3）PLC控制：該設(shè)備安裝了PLC控制系統(tǒng)，通過(guò)PLC技術(shù)進(jìn)行編程操控，實(shí)現(xiàn)智能自動(dòng)化操控。（4）遠(yuǎn)程監(jiān)控：以BAS數(shù)據(jù)線(xiàn)，將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行的當(dāng)前參數(shù)輸送給監(jiān)控人員，一旦數(shù)據(jù)產(chǎn)生異常，會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒監(jiān)控人員排除隱患。（5）實(shí)用性強(qiáng)：因該設(shè)備所用的水箱、水管以及各主要的設(shè)備部件的制作難度小，可根據(jù)場(chǎng)地實(shí)際情況進(jìn)行量身定做，可有效適用各類(lèi)場(chǎng)地條件。（6）體積小性?xún)r(jià)比高：該設(shè)備的尺寸小，節(jié)省占用空間同時(shí)滿(mǎn)足地下污水高效排放，同時(shí)還可以通過(guò)分離反沖，有效地將污染性雜物排放出去，特別適用于地下建筑系統(tǒng)的污水排放需求。

2 智能能污水提升排放設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及應(yīng)用技術(shù)

2.1 智能污水提升排放裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

圖1中1貯水箱體、2檢修口箱、3防溢換氣總成、4排水閘閥、5進(jìn)水分水四通、6U型排水總成、7進(jìn)水止回閥、8出水止回閥、9變向三通總成、10底座及支撐架、11分離器總成、12排污泵（水箱內(nèi)）、13液位傳感器、14PLC可編程控制箱、15輔泵系統(tǒng)（選用）。

2.2 污水排放操作的功能應(yīng)用

圖2中，ST為分水四通，A1、A2分別為進(jìn)水管單向閥，F(xiàn)1、F2分別為雜物分離反沖裝置。M1、M2分別為排污水泵，B1、B2分別為強(qiáng)排管單向閥，SWK為水位計(jì)；JKG為可編程控制器，首先含有雜物的污水經(jīng)過(guò)ST，經(jīng)分流，分別經(jīng)由A1、A2、F1、F2進(jìn)入到集水箱，而雜物則由F1、F2濾出后暫存。

（1）水位上升至啟動(dòng)位置時(shí)，首先根據(jù)預(yù)先設(shè)計(jì)的PLC程序，會(huì)啟動(dòng)M1，A1在水流反沖作用下關(guān)閉，同時(shí)F1中的雜物會(huì)隨同水流由B1排出，如果水位降至預(yù)先設(shè)定的低水位位置時(shí)，M1停止，A1打開(kāi)，污水將繼續(xù)經(jīng)由A2及F2，流至集水箱。完成上一排水過(guò)程中，A2始終是打開(kāi)狀態(tài)，不影響外部來(lái)水作業(yè)。

（2）當(dāng)水位再次升至啟動(dòng)位置時(shí)，會(huì)啟動(dòng)M2，A2在水流反沖作用下關(guān)閉，同時(shí)F2中的雜物會(huì)隨同水流由B2排出，如果水位降至預(yù)先設(shè)定的低水位位置時(shí)，M2停止，A2打開(kāi)，污水將繼續(xù)經(jīng)由A2及F2，流至集水箱，即通過(guò)這種循環(huán)交替的形式，實(shí)現(xiàn)雙泵互換啟動(dòng)功能。

（3）雙泵互換啟動(dòng)功能，即基于PLC可編程技術(shù)實(shí)現(xiàn)M1與M2設(shè)置為交替運(yùn)作，該目的之一是正常運(yùn)作時(shí)延長(zhǎng)兩泵使用壽命，防止一臺(tái)水泵由于頻繁使用疲勞損壞，另一臺(tái)水泵長(zhǎng)時(shí)間閑置生銹運(yùn)轉(zhuǎn)不靈。之二為當(dāng)一臺(tái)水泵發(fā)生故障，不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，另一臺(tái)泵可自動(dòng)投入運(yùn)行且報(bào)警指示，任何情況下不影響業(yè)主工況。

（4）水位到達(dá)啟動(dòng)點(diǎn)時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)的SWK水位計(jì)會(huì)檢測(cè)并向PLC系統(tǒng)發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)，JKG控制柜中的PLC系統(tǒng)收到信號(hào)后，會(huì)下達(dá)啟動(dòng)M1、M2交替運(yùn)行的指令。

2.3 智能污水排放設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)

（1）采用分體式雜物分離反沖裝置：采用分體式雜物分離反沖裝置，將雜物和固體顆粒擋暫存在雜物分離器內(nèi)，使得雜物不與提升水泵葉輪接觸，避免了水泵堵塞、纏繞、泵燒毀等情況的發(fā)生，同時(shí)又利用了污水提升泵在抽取水箱內(nèi)污水的同時(shí)，將反沖過(guò)濾裝置內(nèi)部的雜物以及進(jìn)入箱體內(nèi)細(xì)小雜物在污水壓力的作用下，最終向外排出。

（2）自攪拌功能。借助水泵泵水壓力原理，設(shè)有自攪拌器，攪拌器將水箱底部細(xì)小顆粒攪拌懸浮，在通過(guò)水泵排出，減少沉淀，防止沉淀發(fā)酵，從而防止產(chǎn)生異味，保證設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。

（3）采用可編程控制器（PLC）控制技術(shù)：該設(shè)備通過(guò)PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，由現(xiàn)場(chǎng)的水位計(jì)檢測(cè)污水水位，當(dāng)?shù)竭_(dá)啟動(dòng)水位后，向PLC發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)，PLC接受到信號(hào)后，開(kāi)啟排水泵。當(dāng)?shù)竭_(dá)停止水位后，向PLC發(fā)送停止信號(hào)，PLC接受到信號(hào)后，停止排水泵。

（4）實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控：以BAS數(shù)據(jù)線(xiàn)，將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行的當(dāng)前參數(shù)輸送給監(jiān)控人員。其一，PLC系統(tǒng)具有預(yù)警監(jiān)控功能，通過(guò)PLC系統(tǒng)的程序預(yù)制，當(dāng)工作參數(shù)偏離正常范圍，會(huì)發(fā)出警報(bào)，提醒監(jiān)控人員排除隱患，實(shí)現(xiàn)無(wú)人化安全運(yùn)行。其二，監(jiān)控人員根據(jù)運(yùn)行參數(shù)，獲得的數(shù)據(jù)為工程量分析提供幫助。

（5）不銹鋼電子液位傳感技術(shù)：該項(xiàng)目配置了不銹鋼電子液位傳感器，設(shè)有“啟泵高液位、停泵液位和超高液位、超低液位”4個(gè)水位檢測(cè)和顯示點(diǎn)。當(dāng)?shù)竭_(dá)不同的液位點(diǎn)時(shí)，均會(huì)向PLC系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)，PLC的CPU對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析，從而準(zhǔn)確進(jìn)行水泵的控制，以此實(shí)現(xiàn)了高效的水泵控制。傳感器之所以選用不銹鋼材料，是因?yàn)榇朔N材料具有良好的耐腐蝕性、高壽命、可靠性、靈敏小、耐腐蝕等性能優(yōu)勢(shì)。

2.4 智能污水提升排放設(shè)備的應(yīng)用技術(shù)優(yōu)勢(shì)

（1）智能化控制、故障檢測(cè)、多點(diǎn)報(bào)警指示：智能化控制為設(shè)備完全無(wú)人值守安全運(yùn)行，即在無(wú)人值守的情況下設(shè)備實(shí)現(xiàn)根據(jù)污水來(lái)水量自動(dòng)停泵、啟泵。當(dāng)出現(xiàn)設(shè)備故障時(shí)候發(fā)出報(bào)警并自我修復(fù)。

故障檢測(cè)、多點(diǎn)報(bào)警指示即排水不正常時(shí)，水泵一直運(yùn)轉(zhuǎn)但水位一直不下降，閥門(mén)不能正常關(guān)閉以及水泵不能正常啟停等情況，PLC根據(jù)不同故障發(fā)出不同修復(fù)信號(hào)進(jìn)行修復(fù)。如不能修復(fù)即發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

（2）完善的功能設(shè)計(jì)：為避免水箱溢水及漏電、缺相等問(wèn)題，該設(shè)備還增加了水位控制系統(tǒng)、相許保護(hù)設(shè)備、檢測(cè)報(bào)警設(shè)備等多種健康設(shè)備，對(duì)當(dāng)前運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，強(qiáng)化了可靠性。

（3）高強(qiáng)度、耐腐蝕材料選用：本設(shè)備以食品級(jí)不銹鋼材料制作水箱，箱體的密封性好、抗腐蝕、強(qiáng)度高、高穩(wěn)定性、易于清理。根據(jù)場(chǎng)地實(shí)際情況，以及排水需求，可根據(jù)實(shí)際量身定做760 L、900 L、1200 L以及1600 L等多種型號(hào)[3]，適用性良好。

3 結(jié)語(yǔ)

地下污水在貯存、排放時(shí)容易出現(xiàn)的堵塞、異味以及難以清理等問(wèn)題，基于此，該文就以一種PLC智能技術(shù)的污水提升排放裝置作為研究對(duì)象，分別對(duì)它的應(yīng)用功能、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、關(guān)鍵技術(shù)以及排水應(yīng)用等方面展開(kāi)探討，該設(shè)備的研發(fā)與推廣應(yīng)用對(duì)于推動(dòng)我國(guó)傳統(tǒng)地下污水提升裝置的改造升級(jí)，促進(jìn)地下建筑環(huán)境健康發(fā)展具有重要意義。

參考文獻(xiàn)

[1]程玉紅，趙曉琴.地埋式一體化污水處理設(shè)備在工業(yè)廢水中的應(yīng)用分析[J].河南科技，2015（1）：143-146.

[2]黃輝，張勤.三種城市污水處理工藝投資方案比較研究[J].山西建筑，2016（7）：129-132.

[3]陳敏敏，李莉娜，唐桂剛，等.我國(guó)污染源監(jiān)測(cè)技術(shù)路線(xiàn)研究[J].生態(tài)經(jīng)濟(jì)，2014（11）：136-139.