发布时间：2022-10-23 16:06:13
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的工业废水论文样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
西露天煤矿采场内用水主要是生产过程中的应用，主要是南北老火区消火、北采区临时内排区采掘过程中的消火（临时内排矸石着火，主要以灌注为主，用水量极大）、作业区公路及主干线公路洒水降尘、环境治理过程中的植被恢复绿化用水。由于采场内自然涌水量和第四系孔隙潜水含水层自然补水量过小，虽经利用储水仓存水，但相对于采场内需水量还远远不足，除雨季个别时间段外，大部分生产用水还需要水车在生活区导运至采场，不但对清洁水资源消耗大，而且运距较长，经济上极不合理。
2选煤厂工业废水排弃方式的调整
西露天煤矿选煤厂自使用以来，每年大量的煤泥水排入了哈尔脑干河，日积月累，部分滞留在河床上的煤泥风化成粉，顺着不同季节风向的变化，对周边的农田、住宅及环境造成了破坏，对人们的生活和身体健康带来了危害，为地企共建和谐社会留下了隐患。西露天煤矿本着善待自然环境，在矿产开发、利用和保护过程中，树立自然生态系统协调发展的价值取向，为生态文明建设提供社会基础，传播生态文化的理念，经过技术论证，在采场内防排水系统改造完成的前提下，西露天煤矿2013年投资46.3万元，进行了选煤厂工业废水排弃系统技术改造，技改完成后，将每年产生的25万m3废水由原来向工业区外部哈尔脑干河排弃，改变为向采场内部排弃至采场内储水仓，改变了原排弃方式，最终将含煤粉的煤泥水通过系统循环处理后进行充分利用[3-6]。
2.1技术应用及原理
1）选煤厂工业废水排弃系统改造前，洗选煤产生的废水注入30m3浓缩池后，经管路直接由外排系统排弃入哈尔脑干河。通过技术改造后，中断了原系统外排部分的使用，保留浓缩池功能，由新增设至采场内排水系统的890m长管路与浓缩池（+540水平）链接（高程落差53m、管路坡度6%）。2）将工业废水在浓缩池内充分搅拌后，通过水泵辅助向管路内加压，利用管路坡度、废水重力、水泵增加排水压力将煤泥水经由管路排入采场内；浓缩池标高+540，890m管路在采场内端头标高+487，储水仓标高+350。3）煤泥水排水管路端头（+487水平）与采场内防排水系统管路相连接，将煤泥水经导水盲沟排入采场内储水仓。工业废水在储水仓内沉淀过滤后，由储水仓导入采场内水车加水点蓄水池（标高+452水平）进行综合利用。从2013年年初提出改造，经考察论证、方案设计、设备安装施工，在2013年10月完成，使采场内缺水的局面得到了彻底改观。
2.2效益分析
实施该项目，在综合利用、技术创新、节能减排、环境保护、土地复垦、社区和谐和企业文化多方面取得了成绩，有效地推进了绿色矿山建设工作。通过废水的综合利用，每年可为采场内用水节省138.75万元成本，每年25万m3清洁水资源得到保护，经济效益显著。直接经济效益合计：138.75万元/年。每年循环用水量25万m3，赤峰地区工业用水3.0元/m3，每年水费节约75万元。由地面加水点至采场内加水中心加权运距5.1km，运费0.5元/m3•km，运量25万m3，每年运费节约63.75万元。。间接经济效益：选煤厂工业废水外部排弃系统维护人员取消，分流到需要岗位，节省了人员工资；节省了外排沉积物的清理费用等。
3结语
本次设计采用“一台变频器控制多台水泵”的多泵控制系统。在这里利用PLC设计一套变频调速恒压供水系统，该系统可根据管网瞬间压力变化自动调节某台水泵的转速和多台水泵的投入及退出，使管网主干管出口端保持在恒定的设定压力值，并满足用户的流量需求，使整个系统始终保持高效节能的最佳状态。可实现恒压变量、双恒压变量等控制方式，多种启停控制方式，该系统可以通过任意修改参数指令（如压力设定值、控制顺序、控制电机数量、压力上下限、PID值、加减速时间等）；具有完善的电气安全保护措施，对过流、过压、欠压、过载、断水等故障均能自行诊断并报警。
为保证小区的供水正常，利用PLC控制的变频调速恒压供水系统，按照用户的需求按需调节水泵流量，根据夜间用水少可以只开一个小流量泵，并满足用户的流量需求，使真个系统始终保持高效节能的最佳状态。
关键词： 变频器 可编程控制器 恒压供水
ABSTRACT
This design plan mainly use the variable pumps control system of a frequency conversion controls several water pumps. Designs a set of one kind of frequency this system may act according to pipe network instantaneous pressure variation, control add or decrease pump. Doing this can make output of pipe network constant pressure value and satisfy the need of user. Consequently the system can be maintained the state of high efficiency and energy saving. This system may revise the parameter instruction (for example pressure to suppose definite value, control order, control the quantity of electrical machine, pressure lower limit, the PID value, adds and subtracts fast time and so on); It has the consummation electrical safekeeping measure can judge oneself and alarm the over-current, over-pressure, less-pressure, the overload, the stop of water supply and so on.
In order to make sure regular water supply , the water supply system used PLC and frequency conversion, a low power pump can be used during night. The pump may satisfy needed water supply at that time. The system can be in state of high efficiency and energy saving.
Key words : Frequency conversion PLC constant pressure water supply
目 录
摘要………………………………………………………………………
Abstract…………………………………………………………………
第1章 绪论……………………………………………………………
1.1 引言……………………………………………………………… 1.3 PLC的发展概况…………………………………………………
1.4 本文的主要研究内容……………………………………………
第2章 水泵调控技术………………………………………………….
2.1 水泵调控技术……………………………………………………
2.1.1 水泵参数……………………………………………………. 2.2 常用的调速方式…………………………………………………
2.3 供水系统变频调速运行的工作原理……………………………
第3章 方案的基本的选择…………………………………………….
3.1 PLC的选择………………………………………………………
3.1.1 PLC的组成…………………………………………………. 3.1.3 PLC的主要功能……………………………………………
3.1.4 PLC的选择………………………………………………….
3.2 变频器的选择……………………………………………………
3.2.1 变频器的特点……………………………………………….
3.2.2 变频器的种类……………………………………………….
3.2.3 变频器的选择……………………………………………….
3.3 压力传感器的选择………………………………………………
第4章 变频调速恒压供水系统的设计………………………………
4.1 系统的方案设计及工作过程……………………………………
4.1.1 系统的方案设计……………………………………………. 4.2 控制系统硬件设计…………………………………………..
4.2.1 主电路设计……………………………………………...
4.2.2 控制电路设计…………………………………………...
4.3 PLC程序设计………………………………………………..
4.3.1 控制系统主程序设计…………………………………..
4.3.2 控制系统子程序设计…………………………………...
4.4 显示…………………………………………………………..
第5章 PID算法在变频调速恒压供水系统中的应用……………….
5.1 PID控制及其调节规律……………………………………….
5.1.1 经典PID控制及调节…………………………………… 制……………………………………………
5.2 数字PID控制器的设计………………………………………
5.2.1 数字控制器的设计方法………………………………….
5.2.2 PLC的PID模块分析研究………………………………
结论……………………………………………………………………….
致谢……………………………………………………………………….
附录1……………………………………………………………………..
附录2……………………………………………………………………..
绪 论
1.1引言
随着城市高层建筑供水问题的日益突出，随着城市化进程的加快，越来越多的人涌进城市，因而对城市供水提出了越来越高的要求，保持供水压力的恒定，提高供水质量是相当重要的。同时要求保证供水的可靠性和安全性。而用户用水的多少是经常变动的，因此，供水不足或供水过剩的情况时有发生。而用水和供水之间的不平衡集中的反映在供水的压力上，用水多而供水少，则压力低；用水少而供水多，则压力大。保持供水的压力恒定，可使供水和用水之间保持平衡，即用水多时供水也多，用水少时供水也少，从而提高了供水质量。以前大多采用传统的水塔、气压罐式的增压设备，或是通过在楼顶建蓄水池来实现的，蓄水池中的水是由一个或多个水泵提供，而且这些水泵电机有很大一部分是不能变速的拖动系统，不能变速电机的电能大多消耗在为了适应供水量的变化而不得不频繁的启、停水泵中。这样不但会使水泵电机工作在低效率区，缩短电机的使用寿命，而且电机的频繁启动和停止会产生很大的冲击，从而导致设备故障率很高，造成水资源的严重浪费，而且使系统的维护、维修费用较多，工作量较大。并且这些水泵都是以高出实际用水高度的压力来提升水压，其结果增大了水泵的轴功率和能量损耗。
随着社会主义现代化建设的迅速发展和人们住房条件的提高，高位生活用水和工业用水逐渐增多，传统的控制方法已经落后。以前采用人工进行控制蓄水池的水位，由于不可能每时每刻对水位进行准确的定位监测，并且带有很大的主观性，所以很难准确控制水泵电机的起停；使用浮子或其它机械水位控制装置使供水状况有了一些改善，但由于机械控制装置的故障率高，可靠性差，给日常维护和维修带来很大的麻烦。
针对以上所存在的问题，结合工控行业的发展，特别是PLC和变频技术在社会各个领域的应用，可以用它来解决水压控制系统存在的以上问题。并且变频技术在城市供水领域有节能、安全与恒压方面的优越性。
为了实现供水的自动控制，一般选用以单片机与变频器或PLC与变频器结合为核心，这样所构成的系统都能达到较为理想的控制效果。对PLC与单片机在供水系统中应用的一些主要方面做了简单的比较如表1所示：
表1 PLC与单片机在供水系统中应用的比较
硬件 软件 抗干扰能力 经济成本
单片机 电路相对复杂
需要有较多的外围元件 程序设计复杂
程序修改麻烦 较差 低
PLC 体积小、高集成
有多种扩展模块 编程简洁直观
程序修改简单 很强 高
通过上表的比较，从经济方面考虑，由于PLC工艺的日渐成熟，小型PLC的成本与单片机相差不大，为了实现通用性，要求能够根据现场的使用情况方便的修改、调整系统控制参数，对于供水系统来说，时间参数变化较多，与单片机相比PLC的软件中时间参数的调整更简单。
基于以上原因，选用了PLC与变频器结合来实现对高楼的恒压供水，再加上变频器内置的PID调节与DBS 316A型压力变送器，使软件程序的设计简单化，硬件接口简易可行、提高系统运行的可靠性，特别是整个系统的稳定性和抗干扰能力很强，不仅改变传统用阀门控制水量的多少，也改善了传统控制方法的故障率较高的弱点，而且在节能、恒压控制等方面均有非常好的使用效果。
国外生产的变频器国威通用型且单机控制（即一台变频器拖动一台电机），功能主要是限定在频率控制、升降速控制、正反转控制、起制动控制及各种保护功能。应用在中、大容量的变频恒压供水系统中，为了满足供水量大小需求不同时，保证水管管网压力恒定，需在变频器外部提供压力闭环调节；多台水泵的循环控制需外部提供逻辑控制；在变频与工频电源的切换技术上，大多采用主电路串接软启动器降压启动的方法。八十年代中期进入中国市场的日本公司Samoc，近期推出了独有的恒压供水基板，备有“变频泵固定方式”、“变频泵循环方式”两种模式。它将PID调节器和PLC可编程控制器等硬件集成在变频器控制基板上，通过设备指令代码实现PLC和PID等电控系统的功能，只要搭载配套的恒压供水单元，便可直接控制多个内置的电磁接触器工作，可构成最多7台电机（泵）的供水系统。该设备简化了电路结构，提高了系统的可靠性，降低了设备成本，但其输出接口的扩展功能缺乏灵活性，并且限制了带负载的容量，因此使用范围受到限制。
目前国内有不少公司在做变频器恒压供水的工程，大多采用国外的变频器控制水泵的转速，水管管网压力的闭环调节及多台水泵的循环控制，有的采用可编程控制器（PLC）予以实现；有的采用单片机及相应的软件予以实现，本文组要采用的是PLC控制。这两种控制方案，从可靠性方面来讲，PLC优于单片机，从经济性方面来讲，单片机优于PLC。在变频与工频电源的切换技术上，多数采用前面提及的主电路串接软起动器的方法进行降压起动，也有采用切换时封锁变频器的控制脉冲，使变频器输出为零，切换到工频电源上。这两种方法，前者容易实现，软启动器一般为成品部件，但设备投资较大；后者设备投资少，但频率波动大，易引起水管管网压力不稳定。深圳华为电气公司看到了变频恒压供水的潜在市场，于近期推出了恒压供水专用变频器（5.5KW～45KW），无需外接PLC和PID调节器，可完成最多4台水泵的循环切换、定时起停和定时循环。该变频器将压力闭环调节与循环逻辑控制功能集成早变频器内部实现，其输出接口限制了带负载的容量，因此只适用于中小容量的系统。
可以看出，目前在国内外变频调速恒压供水控制系统的研究中，对于大中容量恒压供水系统存在的水压闭环控制和变频电源与工频电源的无扰动平稳切换问题没有得到根本解决。因此，有待于进一步研究改善变频恒压供水系统的性能并且降低种大容量系统的投资成本。
1.3 PLC的发展概况
PLC是以微处理器为基础，综合计算机、通信、联网以及自动控制技术而开发的新一代工业控制装置。它问世于20世纪60年代，当时的PLC功能都很简单，只有逻辑、定时、计数等功能；硬件方面用于PLC的集成电路还没有投入大规模工业生产，CPU以分立元件组成；存储器为磁心存储器，存储容量有限；用户指令一般只有二三条，还没有成型的编程语言；机型单一，没有形成系列。一台可 编程控制器最多只能替代200～300个继电器组成的控制系统，在体积方面，与现在的可编程控制器相比，可以说是庞然大物。
进入70年代，随着中小规模集成电路的工业化生产，可编程控制器技术得到了较大的发展。可编程控制器功能除逻辑运算外，增加了数值运算、计算机接口、模拟量控制等；软件开发有自诊断程序，程序存储开始使用EPROM；可靠性进一步提高，初步形成系列，结构上开始有模块式和整体式的区分，整机功能从专用向通用过渡。
70年代后期和80年代初期，微处理器技术日趋成熟，单片微处理器、半导体存储器进入工业化生产，大规模集成电路开始普遍应用。可编程控制器开始向多处理器发展，使可编程控制器的功能和处理速度大为增强，并具有通信和远程I/O能力，增加了多种特殊功能，如浮点运算、三角函数、查表、列表等，自诊断和容错技术也迅速发展。 进入21世纪，可编程控制器仍保持旺盛的发展势头，并不断扩大其应用领域，如为用户配置柔性制造系统和计算机集成制造系统。目前可编程控制器主要向两个方向扩展：一是综合化控制系统，它已经突破了原有的可编程控制器的概念，将工厂生产过程控制与信息管理系统密切结合起来，这种发展趋势带来工业控制的一场变革，实现真正意义上的电子信息化工厂；二是微型化的可编程控制器使得控制系统可将触角延伸到工厂的各个角落。随着世界经济一体化进程的加快，在技术发展的同时，发达国家更加注重了对可编程控制器的知识产权的保护，国际大型可编程控制器制造商纷纷加入了可编程控制器的国际标准化组织，他们利用许多技术标准建立了符合他们经济的技术保护壁垒。
1.4本文的主要研究内容
经过系统分析，并结合供水生产实际，本次研究的主要内容和目标是基于PLC的单台变频器拖动多台电机变频运行的恒压供水系统的研制，该系统利用变频器实现水泵电机的软起动和调速，同时把水泵电机控制纳入自动控制系统。整个系统的操作控制实现自动化管理，设备管理达到最优效果，运行调节达到最佳节能。具体而言，论文包括以下内容：
1.对水泵电机的调控技术进行分析。
2.介绍了基于PLC的变频调速恒压自动控制供水系统，该系统由一台变频器拖动多台水泵电机变频运行。压力传感器采样管网压力信号经PID处理传送给变频器，变频器根据压力大小调速电机转速，保证管网的压力恒定。重点对变频调速恒压供水系统的构成和工作过程，控制系统的硬件设计和PLC程序设计进行研究。
3. 对PID控制器的基本原理的介绍。
第2章 水泵调控技术
2.1水泵调控技术
水泵广泛应用于国民经济的各个行业中，但在供水行业中，普遍采用的是离心式叶片泵，也称离心泵。离心泵是利用叶轮旋转时产生离心力的原理工作的。在启动前必须使泵和进水管充满液体，当叶轮在泵壳内高速旋转时，液体质点在离心力的作用下被甩向叶轮边缘，并汇集到泵壳内，使液体或的动能和压能，并沿着出水管道输送出去。
在供水企业中，水泵的电能消耗及设备维护管理费用，在生产成本中占有很大的比例。水泵电机作为一种高耗能通用机械，其耗电量占全国总耗电量的21%以上，具有很大的节能潜力。由于常规恒速供水系统是采用常规的阀门来控制供水量的，而轴功率与转速的三次方成正比，造成相当部分的电能消耗在阀门和额定转速运行下的电机。因此，这种调控方式虽然简单，但从节能的角度来看，很不经济。近年来，电机调速技术的应用，为水泵电机的节能开辟了一个新途径。
它可以通过调节电动机的转速来适应水量和水压的变化，使水泵始终在高效区工作，将大大降低水泵的能耗，合理地进行设备的管理与维护，对节约能源和提高供水企业的经济效益具有极其重要的意义。
2.1.1水泵的工作参数
水泵的工作参数共有六个，即：流量、扬程、功率、效率、转速及允许吸上真空高度或气穴余量。
1.流量Q
水泵流量是指水泵在单位时间从水泵出水口排出的水量，可分为体积流量和质量流量两种。
2.扬程H 3.功率P
水泵的功率有有效功率和轴功率两种。有效功率为泵内液体实际所获得的净功率，可以根据流量和扬程来计算。轴功率是水泵在一定流量扬程下运行时所需的外来功率，即由动力机传给水泵轴上的功率。轴功率不可能全部传给液体，而要消耗一部分功率后，才成为有效功率。
4.效率
水泵效率标志着水泵传递能量的有效程度，亦即反映了泵内功率损失的大小，是一项重要的技术经济指标。它由泵内水力效率、机械效率和容积效率等三个局部效率组成。
5.转速n
转速是指叶轮每分钟的转数。水泵铭牌上所标明的额定转速是设计工况时的转速，当转速改变后，水泵的工作性能也随之改变。
6.允许吸上真空高度或临界气穴余量
二者是表征水泵吸水性能或气穴性能的参数，它们是确定水泵安装高度和评述水泵发生气穴与气蚀问题的主要参数。
（1）供水系统的基本特性和工作点 管阻特性是以水泵的转速不变为前提，表明阀门在某一开度下，扬程H与流量Q之间的关系曲线H=ƒ(Q)，如图1-2所示。管阻特性描绘了水泵的能量用来克服泵系 统的水位及压力差、液位在管道中流动的阻力变化规律。由图可知，在同一阀门开度下，扬程H越大，流量Q也越大。由于阀门开度的改变，实际上是改变了在某一扬程下，供水系统向用户的供水能力。因此，管阻特性所反映的是扬程H与供水流量间的关系H=ƒ()。
扬程特性曲线和管阻特性曲线的交点，称为供水系统的工作点，如图2-1中的点。在这一点，供水系统既满足了扬程特性，也符合了管阻特性。即：用户的用水流量和供水系统的供水流量处于平衡状态，系统稳定运行。
图2－1 供水系统的基本特性与工作点
（2）水泵调速运行的节能原理
在供水系统中，通常是以流量为控制对象，常用的控制方式为阀门控制法和转速控制法。阀门控制法是通过调节阀门开度的大小来调节流量，而水泵电机转速保持不变，其实质是通过改变水路中的阻力大小来改变流量的，因此，管组特性将随阀门开度的改变而改变，但扬程特性不变。转速控制法是通过改变水泵电机的转速来调节流量，而阀门开度保持不变，其实质是通过改变水的势能来改变流量，因此，扬程特性将随水泵转速的改变而改变，但管阻特性不变。
采用变频调速的供水系统属于转速控制法，其工作原理是根据用户用水量的变化自动地调节水泵电机的转速，始终保持管网水压恒定，即：用水量增大，电机加速；用户水量减小，电机减速。图2－2为管网及水泵的特性曲线。
图2－2 管网及水泵运行的特性曲线
供水量高峰期水泵工作在A点，流量为，扬程为。当供水量要求从减小到时，若采用恒速泵供水，必须关小阀门，这时阀门的摩擦阻力变大，管阻特性曲线变为，扬程特性曲不变，而扬程则从上升到，运行工况从A点移到B点，此时水泵输出功率为(0,, B, )围成部分；若采用恒压()、变速泵（）供水，管网特性曲线变为，扬程特性变为曲线，工作点从A点移到C点，此时水泵输出功率为(0,, C, )围成的部分。比较两者，其节能为(, , B, C)围成的阴影部分。而且根据水泵变速运行的相似定律，变速前后的流量、扬程、功率与转速之间的关系为：
式中： 、、为转速时的功率、扬程、流量
、、为转速时的功率、扬程、流量
由上式可以看出，水泵在转速控制时，电机转速变慢，轴功率就相应的减少，电机输入功率也随之减少，轴功率于电机转速成三次方的关系下降。
由此可见：在供水系统输送同样流量的情况下，转速控制时的扬程比阀门控制时小得多，所需要的供水功率也比阀门控制方式小得多，两者之差是转速控制方式节约的供水功率，它与图中的阴影部分成正比。当流量从0～之间不断变化时，节能为图中(, A 围成的面积,可见其节电效果显著。
2.2常用的调速方式
水泵多配用交流异步电动机拖动，当电机转速降低时，既可节约能量，经济效益十分显著。由异步电动机的转速公式：
＝ 式（2-1）
其中： 为异步电机的理想空载转速；
为异步电机转子转速；
为异步电机的定子电源频率；
为静差率，。
改变电动机极对数，改变静差率及改变电源频率都可以改变转速。常用的调速方式有变级对数调速，变频调速和可控硅串级调速三种方式。
1. 变级对数调整
在电源频率一定的情况下，电动机的同步转速与极对数成反比，改变电动机极对数，就可以改变转速。通过改变定子绕阻的接线方法来改变极对数。这种调控方式控制简单，投资省，节能效果显著，效率高，但需要专门的变极电机，是有极调速，而且级差比较大，只适用于特定转速的生产机器。对于我的设计不适用。
2. 变频调速
变频调速是将电网交流电经过变频器变为电压和频率均可调的交流电，然后供给电动机，使其可在变频的情况下运行。
改变电动机定子频率可以平滑地调节同步转速，相应的也就改变转子转速，而转差率可以保持不变或很小。但对电动机来说，定子频率改变后，其运行影响，如果电压不变，频率增加时，磁通减少，电动机转矩下降，严重时会使电动机堵转；频率减少，磁通增加，会使磁路饱和，励磁电流上升，导致铁心损失急剧增加而发热，使不允许。因此在实用上，要求调速的同时，高变定子电压，保持磁通基本不变，既不使铁芯发热，有保持转矩的不变。变频技术对水泵电动机进行调整，以获得优良的运行特性和明显的节能效果，是目前常用的技术。
3. 可控硅串级调速
它是把异步电动机转子电势经过整流――逆变后回馈给电网，回收功率就是转差功率，当改变逆变角时，逆变电势、转差功率、转差率都 将随之改变，从而达到调整的目的。
这种方法的最大优点是由于它可以回收转差功率，节能效果好，且调整性能也好，但由于线路过于复杂，还需一台与电动机相匹配的变压器增加了蹭环节的电能损耗，带来了成本高，占滴水泵房面积大等缺点而影响它的推广价值。因此，在本论文，我不采用。
2.3 供水系统变频调速运行的工作原理
变频恒压供水系统主要由水泵、电动机、管道和阀门等构成。通常由笼式异步电动机驱动水泵旋转来供水，并且把电机和水泵作成一体。变频供水系统是通过变频器调节异步电机的转速，从而改变水泵的出水流量而实现恒压供水的。因此，供水系统变频的实质是异步电动机的变频调速。
异步电动机的变频调速是通过改变定子供电频率来改变同步转速而实现调速的。
异步电机的转差率定义为：
式（2-2）
异步电机的同步速度为：
= 式（2-3）
异步电机的转速为：
式（2-4）
其中； 为异步电机的理想空载转速；
为异步电机转子转速；
为异步电机的定子电源频率；
为异步电机的极对数。
从上式可知，当极对数不变时，电机转子转速与定子电源频率成正比，因此连续调节异步电机供电电源频率，就可以连续平滑地调节电机的同步转速，从而调节其转子的转速。
变频调速时，从高速到低速都可以保持有限的转差率，因而变频调速具有高效率、高精度、调范围广平滑性较高、机械特性较硬的优点，调速性能可与直流电动机调速系统相媲美。因此，变频调速是交流异步电机一种比较合理和理想的调速方法，其频率调节时的机械特性曲线如图2－3所示。
图2－3异步电动机变频调速时机械特性曲线
第3章 方案的基本的选择
3.1 可编程控制器PLC的选择
可编程逻辑控制器简称PLC，是以微处理器为基础，综合计算机技术、自动化技术和通讯技术而发展起来的一种新型工业控制装置。它将传统的继电器控制技术和现代计算机信息处理两者的优点结合起来，成为工业自动化领域中最重要、应用最多的控制设备。
3.1.1 PLC的基本结构
PLC的类型繁多，功能和指令系统也不同，但是结构与工作原理则大同小异，通常由中央处理单元CPU、存储器、输入输出等部分组成。如图3-1所示：
图3-1 可编程序控制器的基本结构
1．主机
主机部分包括中央处理器、系统程序存储器、用户程序及数据存储器、输入输出扩展接口、外部设备接口和电源等部分组成。中央处理器是PLC的核心部分，它包括微处理器和控制接口电路，用于运行用户程序、监控输入/输出接口状态、作出逻辑判断和进行数据处理，将结果送到输出端，并响应外部设备的请求以及进行各种内部判断等。
2．输入/输出(I/O)接口 I/O接口是PLC与输入/输出设备连接的部件。输入接口接受输入设备的控制信号。输出接口是将主机经处理后的结果通过功放电路去驱动输出设备。
3．输入/输出扩展单元 I/O扩展接口用于将外部输入/输出端子数的扩展单元和基本单元连接在一起。输入输出扩展接口有并行接口、串行接口和双口存储器等多种形式。
4．外部设备接口
外部设备接口是PLC主机实现人--机对话、机--机对话的通道。通过它，PLC可以与编程器、打印机等外部设备相连。该接口的功能是串行/并行数据的转换、通信格式的识别、数据传输的出错检验、信号电平的转换等。
5．编程
编程是PLC利用外部设备，用户用来输入、检查、修改、调试程序或监视PLC的工作情况。通过专用的PC/PPI电缆线将PLC与电脑连接，并利用专用的软件进行电脑编程和监控。
6．电源单元 电源是供给PLC电源的器件，通常为输入设备提供直流电源。它的作用是把外部的供电电源变换成系统内部各电源所需的电源。可编程序控制器的电源一般采用开关电源，特点是输入电压范围宽、体积小、重量轻、效率高。 PLC是一种用于工业自动化控制的专用计算机，实质上属于计算机控制方式。PLC以通用或专用CPU作为字处理器，实现通道(字)的运算和数据存储，另外还有位处理器(布尔处理器)，进行点(位)运算与控制。PLC控制一般具有可靠性高、易操作、维修、编程简单、灵活性强等特点。
1.可靠性
对可维修的产品，可靠性包括产品的有效性和可维修性。PLC的可靠性高表现在下列几个方面。
(1)与继电器逻辑控制系统比较，PLC不需要大量的活动元件和接线电子元件，它的接线大大减少，系统的维修简单，PLC还采用了一系列可靠性设计的方法进行设计，例如，冗余设计，断电保护，故障诊断和信息保护及恢复等，提高了MTBF，降低了MTTR，使可靠性提高。PLC还具有编程简单，操作方便等特点，因此对操作人员的技能要求降低，操作人员容易学习和掌握，一般不容易发生操作的错误，可靠性因此提高。
(2)与通用的计算机控制系统比较，PLC是为工业生产过程控制而专门设计的控制装置，它具有比通用计算机控制更简单的编程语言和更可靠的硬件。采用了精简化的编程语言，编程出错率大大降低，而为工业恶劣操作环境设计的硬件使可靠性大大提高；在硬件方面，采用了一系列提高可靠性的措施。例如，采用可靠性的元件、采用先进的工艺制造流水线制造、对干扰的屏蔽隔离和滤波等。在软件方面，也采取了一系列提高系统可靠性的措施。例如，采用软件滤波、软件自诊断、简化编程语言等。
2.易操作性
PLC的易操作性表现在下列几个方面：
（1）操作方便：PL C的操作包括程序输入和更改的操作。多数PLC采用编程器进行输入和更改的操作。编程器至少提供了输入信息显示，对大中型的PLC，编程器采用了CRT屏幕显示，因此，程序的输入直接可以显示。更改程序的操作可直接根据所需的地址编号进行搜索，然后进行更改。
（2）编程方便：采用布尔助记符编程时，有助于编程人员的编程。
（3） 维修方便：PLC具有的自诊断功能对维修人员维修技能的要求降低。当系统发生故障时，通过硬件和软件的自诊断，维修人员可以很快找到故障的部位，以便维修。
3.灵活性
PLC的灵活性表现在以下几个方面：
（1）编程的灵活性：PLC采用的编程语言有梯形图、功能模块和语句描述编程语言。编程方法的多样性使编程方便，应用面拓展。
（2）扩展的灵活性：PLC的扩展灵活性是它的一个重要特点。它根据应用的规模不同，即可进行容量的扩展、功能的扩展、应用和控制范围的扩展。
（3）操作的灵活性：操作十分灵活方便，监视和控制变得十分容易。
（4） 体积小、重量轻、功耗低
由于PLC是专为工业控制而设计的，其结紧密、坚固，体积小巧，易于装入机械设备内部要，是实现机电一体化的理想控制设备。
3.1.3 PLC的主要功能
随着PLC技术的不断发展，目前已能实现以下功能。
⑴ 条件控制功能
条件控制（或称逻辑控制或顺序控制）功能是指用PLC的与、或、非指令取代断电器触点串联、并联及其他各种逻辑连接，进行开关控制。
⑵ 定时/计数控制功能
定时/计数控制功能就是用PLC提供的定时器、计数器指令实现对某种操作的定时或计数控制，以取代时间继电器和计数继电器。
⑶ 步进控制功能
步进控制功能就是有步进指令来实现在有多道加工工序的控制中，只有前一道工序完成后，才能进行下道工序操作的控制，以取代由硬件构成的步进控制器。
⑷ 数据处理功能
数据处理功能是指PLC能进行数据传送、比较、移位、数制转换、算术运算与逻辑运算以及编码和译码等操作。
⑸ A/D与D/A转换功能
A/D与D/A转换功能就是通过A/D、D/A模块完成对模拟量和数字量之间的转换。
⑹ 运动控制功能
运动控制功能是指通过高速计数模块和位置控制模块等进行单轴或多轴控制。
⑺ 过程控制功能
过程控制功能是指PLC的PID控制指令实现对温度、压力、速度、流量等物理参数的闭环控制。
⑻ 扩展功能
扩展功能是指通过连接输入/输出扩展单元（即I/O扩展单元）模块来增加输入输出点数，也可通过附加各种智能单元及特殊功能单元提高PLC控制能力。
⑼ 远程I/O功能
远程I/O功能是指通过远程I/O单元将分散在远距离的各种输入、输出设备与PLC主机相连接，进行远程控制，接收输入信号，传出输出信号。
⑽ 通讯联网功能
通讯联网功能是指通过PLC之间的联网、PLC与上位计算机的连接等，实现远程I/O控制或数据交换，以完成系统规模较大的复杂控制。
⑾ 监控功能是指PLC能监视系统各部分运行状态和进程，对系统出现的异常情况进行报警和记录，甚至自动终止运行；也可在线调速、修改控制程序中的定时器、计数器等设定值或强制I/O状态。
3.1.4 PLC的选择 根据设计方案和PLC,变频器的内部电气接线图确定PLC的I/O点数，本设备输入点数：X为8点； 输出点数：Y为12点。
其I/O口分配表如图3-2所示：
3.2 变频器的选择
目前，随着电力电子技术、微电子技术及现代控制理论的发展，变频器已经成为电气调整的主流，成为现代工业控制的主要组成部分。
3.2.1变频器的特点
1.变频器的特点
大部分通用变频器都有以下特点： ②、稳定性好 由于变频器的控制信息为数字量，不会随时间漂移，不随温度等环境条件而变化。
③、可靠性高 控制电路采用大规模集成电路，主电路采用智能化模块。系统中的硬件电路元件数量很少，相应故障率大大降低。
④、灵活性好 系统中硬件向标准化、集成化发展，可以在尽可能
少的硬件支持下，由软件去完成复杂的控制功能。适当的修改软件，就可以改变系统的功能或提高其性能。
⑤、存储能力强 存储容量大，存放时间几乎不受限制，变频器可在存储器中存放大量的数据和表格，利用查表法简化计算，提高运算精度。
⑥、逻辑运算能力强 容易实现自诊断、故障记录、故障寻找等功能，使变频器可靠性、可使用性、可维护性大大提高。
⑦、自动调压功能 是电动机参数自动调压，简化了使用操作，易于实现系统最佳运行。
⑧、具有模糊加减速功能 能根据电动机加速过程中的负载电流和制动过程中的变频器直流测的电压，自动计算最佳加/减速时间。
3.2.2 变频器的种类
变频器可分为两种：交－直－交变频器，交－交变频器。如下图：
交－直－交变频器是由三个环节组成：可控硅整流电路，其作用是将电压、定频率的交流电路变为电压可调的直流电；可控硅逆变电路，其作用是将整流电路输出的直流电变换为频率可调的交流电；滤波环节，它在整流电路和变电路之间，一般是利用无电源电容或电抗器对整流后的电压或电流进行滤波。它不仅可改变逆变器输出电压，而且具有抑制谐波功能，是一种比较理想的方式。
交－交变频器是由两组反并联的整流电路组成，直接将电网的交流榻通过变频电路同时调节电压和频率，变成电压和频率可调的交流的电输出。就是由于直接交换，减少换流电路，减少损耗，效率高，波型好，但调整范围小，控制线路复杂，功率因数低，目前较少采用。
3.2.3 变频器的选择
⑴ 型号的选择： 所有数据显示都采用6位数的LED形式，能正常运行时持续显示一项运行数据。能显示当前变频器的频率，可切换鍵选择显示内容，如电动机的电流、电压、功率等。作为该显示的补充，另外还有3个指示灯，用来指示主电源是否接通（ON）、 警告（WARNING）和报警（ALARM）。变频器的大部分参数设置可以直接通过控制面板来改变。
① QUICK/MENU（快速菜单）鍵可以查出用于快速菜单的参数。QUICK/MENU鍵还可用于取消参数值的改变。在断开主电源，同时按下QUICK/MENU、＋、和CHANGE/DATA鍵并通主电源，然后松开这些鍵，变频器就被设置为出厂设定状态。
② CHANGE/DATA（改变数据）鍵用来改变设定值。CHANGE/DATA鍵还可以用来储存已改的参数设定值。
③ ＋/-鍵用来选择参数和改变参数值。同时按下QUICK/MENU、＋鍵，能够调阅所有参数。
④ STOP/RESET（停止/复位）鍵用来使所连接的电机停止或在跳闸后使变频器复位。
⑤ START（启动）鍵用来启动变频器。
⑵ 变频器容量的选择：
一般来说，当一台变频器控制一台电动机时，只需使变频器的配用电动机容量与实际电动机容量相符即可。当一台变频器同时控制两台电动机时，原则上变频器的配用电动机容量应等于两台电动机的容量之和。本系统中每时均只有一台变频器控制一台变频器，因此，就只需与大电机容量的相符即可，即是220KW。
⑶ 变频器的端子操作：
变频器的端子包括电源接线端子和控制端子。
电源端子中有三相输入电源端子R、S、T，7逆变器三相输出端子U、V、W。
控制端子共有有近20个控制端子，分4类，即输入与监视信号端子、频率模拟设定输入端子、输出信号端子、报警输出端子。
控制端子 输出信号端子提供一对常闭触点和一对常开触点，共3个端子（端子01、02、03），可以直接驱动继电器。在故障时常闭触点断开，常开触点闭合。通过报警信号端子的继电器断开外部电路，避免了故障升级。输出信号（端子46）包括指示变频器正在运行信号、告警或报警以及运行状态。
⑷ VLT2800系列变频器所提供的保护功能包括过电流、过载、逆变器过载、电源缺相、过压、欠压、接地故障、开关模式故障、短路、内部出错、CPU故障保护、电源掉电重合闸保护等。
3.3 压力传感器的选择 由于一般的生活供水的压力为370KPa～430KPa,消防供水的压力为670 KPa～730KPa，所以压力传感器选0KPa～1000KPa。，我们选用的是YTT-150型差动远传压力表。它是二线制安全型防爆仪表。用于测量对铜和钢及合金不起腐蚀的液体、气体和蒸气的压力。仪表在进行压力指示外，还连续输出与被测压力成线性的4-20mA直流信号，该表用于水压恒定的PID检测环节。
其技术指标为：
1）测量范围：-0.1—0.3MPa
2）输出信号：mA DC,二线制
3）精度等级：1.5级
4）负载电阻：250 —350Ω
5）供电电源：直流（+10—-15）%
6）工作环境：温度：-10—55度
相对湿度：<=85%
工作振动：振动频率<=25HZ 外磁场<=400A/M
3.4 本章小结
根据设计的需要，在本章中对PLC的型号进行了选择。并针对考虑到了设计需要的容量和显示功能，选了丹佛斯公司生产的VLT2800 220KW。根据水压的实际情况，对压力传感器也进行了较合理的选择。
第4章 变频调速恒压供水系统设计
4.1系统的方案设计
变频调速恒压供水系统由可编程控制器、变频器、水泵电机组、压力传感器等构成。系统采用一台变频器拖动3台电动机的起动、运行与调速，当给生活供水时，分别采用循环使用的方式运行；当给消防供水时，就3台电机全投入，并采用“先启先停”的原则接入和退出。通过压力传感器采样管网压力信号，变频器输出电机频率信号，这两个信号反馈给PLC的PID模块,PLC根据这两个信号经PID运算，发出控制信号，控制水泵电机进行切换，以达到恒定水压的目的。图4－1所示为恒压供水系统结构框图
图4－1 恒压供水系统结构框图
控制系统的具体工作过程： = Q0.1
关键词：小城镇，生活污水
随着我国经济的快速发展 ,人口的不断增长和人民生活水平的不断提高 ,小城镇污水成为我国区域性水污染的主要原因之一[[1]]。而太湖地区执行了中国最严格的环境标准《太湖地区城镇污水处理厂及重点行业水污染排放限值DB-32/T1072-2007》。论文大全，生活污水。因此，针对太湖地区小城镇污水处理现状，投资低、运行费用低、建设周期短、操作管理简单的污水处理又能达标的技术开发应用迫在眉睫。本文以江南某镇生活污水处理站为例，阐述污水处理站的工程设计，为国内小城市污水处理站的建设提供参考。
1 污水处理厂概况
该污水处理厂位于镇南，污水处理厂主要是该镇的生活污水厂。论文大全，生活污水。该污水处理厂占地800m2，工程总投资320万元，其中土建130万元。
该镇靠近京杭运河，地下水位低，考虑生活污水、污水管网的渗漏系数、部分雨水和工业废水进入管网，以确定该污水处理厂规模。该镇管网采用雨污合流，其中工业废水水量约为400~500m3/d。
现有镇区人口1万人，现有生活污水水量Q1=1100m3/d；
（污水管网的渗入量Q2=150m3/d（以Q1的13%考虑）；
部分雨水和工业废水进入管网Q3=450m3/d。
现有水量：Q= Q1+ Q2+Q3=1100+150+450=1700m3/d
考虑镇区的发展，生活污水量也会随之增长，预计生活污水量以每年10%的速率发展，则第三年（2011年）污水量约为2000 m3/d [2]。
2 设计参数与工艺流程
2.1设计参数
设计进出水水质见表1-1。
表1-1 进出水水质表
论文关键词：化纤废水，混凝，活性污泥
江苏某化纤厂主要生产粘胶纤维，每天产生废水量约5000m3。废水成分复杂，可生化性差，水质波动较大，属于难降解有机工业废水。企业内原有一套以水解、气浮及生化为主体工艺的污水处理设施，但该工艺流程长，效率低。因此，以节能减排为指导思想，对企业原有污水处理设施进行了升级改造。
1 废水水质
企业生产废水主要来自于化纤原液的制备和纺丝工段，为三部分，分别是碱水、酸水及精炼水。废水水质监测结果（监测平均值）如表1所示。
废水排放指标中，对COD实行总量控制，执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)的一级B标准，COD<60mg/L。其余指标达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)的一级标准活性污泥，其中，pH 6~9，总锌<2mg/L，硫化物<1mg/L。
表1废水水质、水量
Tab1 Wastewater quality & quantity
废水
指标
碱水
酸水
精炼水
pH
11.3
2.3
6.7
COD/mg·L-1
4108
509
471
Zn2＋/mg·L-1
-
200
17
S2-/mg·L-1
5
-
5.2
水量
1000
论文关键词：印染污水处理厂，达标改造，厌氧水解，水量水质调节
1 污水处理厂概况
改革开放以来，慈溪市针织漂印染产业得到了前所未有的发展，为此，慈溪市有关部门决定在杭州湾新区内建设一个集生产、开发、销售为一体的漂印染工业生产基地，将原先分散在慈溪各地的39家针织漂印染企业迁建集中至园区内统一管理。为其配套的印染污水处理厂于2007年2月建成，设计处理能力3万m3/d，总占地67亩。
原考虑建成一座预处理水厂，处理出水达到城镇接管标准后输送至市政污水处理厂，进行二级处理后达标排海。但考虑到印染废水的色度和CODcr值均较高，对市政污水处理厂的污染负荷冲击较大，为满足园区企业投产需要，并解决园区工业废水及时处置，后决定将3万m3/d印染污水预处理厂改建为二级处理厂厌氧水解，采用“吸附沉淀 + 厌氧水解 + 接触氧化 + 高效澄清”工艺，将污水处理达到GB4287-92《纺织染整工业水污染物排放标准》的一级标准后排海。工艺流程见图1。污水处理厂设计进出水水质见表1
表1 污水处理厂设计进出水水质
Tab.1
指标
CODcr（mg/l）
BOD5（mg/l）
NH3-N（mg/l）
TP
（mg/l）
SS
（mg/l）
色度
(度)
pH
进水
≤1200
≤300
≤30
—
≤700
≤400
8－11
出水
100
25
8（15）
1
70
论文关键词：有机膨润土，吸附，苯胺基乙腈生产废水，试验研究
苯胺基乙腈是一种染料中间体，其最终产品靛蓝粉主要用于牛仔布染色。苯胺基乙腈生产废水属于高浓度难生物降解的有机废水，其COD高达3万~5万mg/L，由于含有苯胺类物质及氰化物(对微生物有毒害作用)，其化学结构稳定，不易分解，因此可生化性差，不能直接用生化法进行处理，必须采用非生物处理技术或对废水进行改性后使用生物法处理[1]。Mcbride等[2](1977)首先提出了使用改性膨润土吸附处理水中有机物质，发现其对有机物有较高的去除率；Smith[3]等(1990)对膨润土的有机改性和有机改性膨润土处理水中的有机污染物进行了详细的研究；朱利中等[4](1997)研究了CTMAB膨润土吸附处理水中难降解有机物的性能。近年来膨润土及其改性产品作为新型的废水处理材料，已被广泛地运用于工业废水难降解物质、有机染料、油污处理等方面的研究中。膨润土经有机改性后，表面由亲水性变为疏水性，有机碳含量提高环境保护论文，从而可以提高对水环境中疏水性有机污染物的吸附性能怎么写论文。本研究采用自制的有机膨润土对苯胺基乙腈生产废水进行吸附处理试验。
1 试验材料
1.1 水样来源与水质
胺基乙腈生产车间的经离心缩合工艺后的废水，废水主要成分为羟基乙腈(约1.5%)、苯胺和苯胺基乙腈(约0.5%~0.65%)、氰化
物、低分子有机物如甲醛和甲醇等(约0.5%)
及少量硫代硫酸，悬浮物少，外观呈黄棕色。具体水质如表1所示。
表1 废水水质指标
Table 1 WastewaterQuality Indicators
注：本试验未涉及对TN的测量。
1.2 有机膨润土的制备
本试验所用膨润土原土取自重庆歌乐山鑫磊陶土有限公司的钙基膨润土。制备有机膨润土，即先将原土进行提纯，然后进行微波钠化处理，再与表面活性剂溶液进行混合，最后用微波辐照进行有机改性。采用季铵盐(CTMAB)进行微波辐射改性后，有机膨润土的d001峰由1.26nm增大到2.54nm，同时，有机碳含量达到15.53%；红外光谱分析显示，膨润土的有机改性对蒙脱石的基本晶体结构影响不明显，只在其层间进入了不同数量的含烷基碳链的季铵盐阳离子，引起层间成分变化；电镜扫描结果说明加入改性剂后，蒙脱石表面填塞了改性剂基团。这些测试结果均说明膨润土取得了较好的有机改性，有利于其吸附处理有机废水。
1.3 试验试剂与仪器
试剂：Na2CO3，H2SO4，所采用的药剂均为分析纯
仪器：HZQ-I100全温振荡培养箱，sensION 1标准便携式pH计、德国HETTICH ZBA2台式离心机，HACH DR/4000U 紫外分光光度计，HACH DRB200 COD消解器
2 试验方法
2.1 有机膨润土吸附处理试验
准确称取一定量的有机膨润土于150ml碘量瓶中，用0.1mol/L的NaOH或0.1mol/L的H2SO4调节pH，加入调节至一定pH的废水50ml，控制温度，加塞于全温振荡箱中，以150r/min匀速振荡一定时间，在其他条件固定的前提下环境保护论文，分别改变废水pH、有机膨润土投加量、反应温度及反应时间，于5000r/min离心15min，取上清液测定废水CODcr及苯胺去除率，确定最佳试验条件。
2.2 分析方法
由于羟基乙腈以及CN-的标准曲线难以建立，因此水质分析主要进行COD去除率以及苯胺去除率的分析。
关键词:电-Fenton;废水处理;难降解有机物;氧化技术
中图分类号:X703
文献标识码:A
文章编号:1009-2374(2009)19-0136-02
高级氧化技术是当今最可能被工业化应用的氧化工艺之一。它通过反应中的-OH直接氧化降解污染物,-OH有极强的氧化能力,对于有机物降解和脱色卓有成效,去除率高,而自身还原为水。电-Fenton法自动产生H2O2、Fe2+的机制比较完善,从而产生-OH,除羟自由基-OH的氧化作用外,还有阳极氧化,电吸附等。
一、国内外研究现状
国外20世纪80年代中后期已广泛开展了用电-Fenton技术处理难降解有机废水的研究。A・Ventura等用水银做阴极,多个串联的铂片做阳极,对难降解性有机除草剂莠去津进行了研究。试验结果表明:电-Fenton法比Fenton试剂法氧化的更快更彻底。Hsiao Y等利用石墨作阴极对酚和氯苯的氧化进行了研究,Fe2+和H2O2的再生均在阴极上进行,酚和氯苯的氧化率较普通Fenton法大大提高。Huang Yaohui等利用铁片做阳极产生的Fe2+和用石墨做阴极产生H2O2的处理含六胺的石油化工废水,COD去除率在80%以上。Enric Brillas等利用Pt作阳极和一个充碳一聚四氯乙烯作阴极(用于生产-OH)对2.4-D进行了降解,浓度较低时2.4-D的矿化程度达90%,若采用与光-Fenton法相结合的方式2.4-D可完全矿化。
国内郑曦等以多孔石墨电极为阴极,对有机染料工业废水进行降解脱色反应,实验结果表明,COD的去除率大于80%,染料的脱色率达100%。对酸性铬蓝的降解脱色研究中,以相同的电解条件进行试验,COD的去除率大于80%,酸性铬蓝的脱色率达100%。对茜素红的研究,结果表明:电解处理15min内,电解处理1h,COD的去除率达80%,脱色率达98%。杨志新用钛基镀IrO2/Ta2O5做阳极电极,石墨做阴极,恒电流0.3A,Na2SO4浓度3g/L,Fe2+浓度为1mmoL/L,曝气量40mL/min,初始pH为5.3,在此条件下对100ppm的4-硝基酚电解2h,COD去除率84%,4-硝基酚的去除率达99%。
二、应用
电-Fenton(EF)法在水处理中有着极为广泛的应用,在工业废水、农业废水、生活污水方面都有文献报道。下面主要介绍该方法在处理生物难降解的有机染物上的应用。
(一)染料废水
全世界每年在生产过程中估计有10%～15%的染料随着污水流失排放,而且大量反应产物都具有致癌性。EF法对这些污染物可以进行有效的脱色和降低生物毒副作用。Marco Panizza等研究了电-Fenton试剂对含萘磺酸和蒽醌磺酸的工业废水的处理,COD去除率为87%,脱色率为89%。Wang等人报导采用EF法矿化偶氮染料酸性大红14,在电流0.36A、Fe2+=1mmol/L、pH=3的条件下,经过360min的电解,可去除70%的TOC,而脱色率达到100%。赵少陵等采用活性炭纤维电极法处理实际数种印染残液,其脱色率高达95%～98%。EF法对偶氮染另外有报道EF法对偶氮染料酸性大红120和活性黑5也获得类似的成功的降解。
(二)除草剂和杀虫剂
由于长期和大量使用农药,特别使难降解有机农药对人和动物有毒副作用,农药废水处理究具有极现实和长远意义。杨新萍处理含氯化苯和对邻硝基氯化苯二种有机氯农药废水,COD和色度去除率分别为27.6%和72.0%。而对邻硝基氯化苯废水在pH=6.0时,COD和色度去除率分别为73.0%和93.8%。Edelahi等人采用EF法降解敌草隆,10min之内,COD去除率达到93%。Guivarch等人通过EF法处理含有机磷杀虫剂的污水可达80%以上的矿化率.吴进华、李小明等报道用EF法处理含乐果废水,在常温,PH=2、H2O2/Fe2+为10,恒流0.5A,120min,COD降解率81.65%,乐果在20min去除率99.4%。
(三)垃圾渗滤液
土地填埋法是处理城市固体废弃物的重要处理手段,由此产生的垃圾渗滤液是最难处理的一种高浓度有机废水。已有研究人员尝试采用EF法处理垃圾渗滤液,LinSheng H.Lin.等用絮凝-电Fenton-SBR工艺处理垃圾渗滤液可以达标排放,经絮凝后,COD和色度去除率可以达到50%,而后的电-Fenton进一步提高了COD去除率,色度去除率达到100%。对NH3-N和磷的去除也可以在30min内完成。张道斌、张晖、周家勇采取多次连续方式投加H2O2,可提高垃圾渗滤液COD去除率。H2O2/Fe2+在12∶1、H2O2投加7ml、电流2A、极间距1.3cm、PH=3、处理75min,COD去除率达到80%。
(四)酚类废水
酚类化合物是在芳香环上带有一个或多个羟基的化合物,广泛存在于印染、塑胶、医药、炼油、炼焦等工业废水中。Zucheng wu同等以氟化树脂修饰的B-PbO2陶瓷作阳极、Ni-Ti合0金作阴极,在最佳的实验条件下,苯酚的去除率可达100%。在S S・Chou等人的研究中显示出EF法处理废水含有高浓度的六甲基四胺(hexamine),EF可以达到80%以上的COD去除率。根据A.Mehemet等人报道采用EF法处理1.0mmol/L对硝基苯(PNP)酸性溶液,COD可以达到95%以上的去除率。在Enric Brillas等人的试验中,在0.050moI/L Na2SO4、pH=3的条件下,处理10～30L1000mg/L的苯胺,可以达到61%的矿化率。陈玉峰用EF法对邻笨二酚的COD去除率200分钟内达到90%以上。白炜、陈学民用EF法处理苯酚浓度150g/L,在PH=2,反应时间60min,电压10V,Na2SO4浓度为30g/L,去除率达到82%。
三、电-Fenton法的展望
尽管电-Fenton法处理有毒有害难降解废水的研究已开展接近30年,但有关这方面的研究报道主要还集中于可行性研究,电-Fenton法的电流效率较低,这就限制了它的广泛应用。要真正实现工业化应用还有很多工作要做,提高电极材料的催化性能、电流效率、降低能耗是今后的主攻方向,随着对新型电极材料以及Fe2+离子有效再生的进一步深入研究,电-Fenton法最终会成为一种有效的、具有发展前途的水处理技术。
参考文献
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论文摘要：城市排水系统就是将城镇的污水和雨水有组织地排除与处理的工程设施，是城市基础设施建设的重要组成部分，它通常由排水管网和污水处理厂组成。排水体制的选择应因地制宜，从全局出发，通过技术经济比较综合考虑确定；同时。要加强对城市水系雨水径流管理和污染控制的工作。
一、城市排水体制的分类
城市排水体制一般分为合流制和分流制两种类型：
(一)合流制排水系统
合流制排水系统是将城市生活污水、工业废水和雨水径流汇集人在一个管渠内予以输送、处理和排放。按照其产生的次序及对污水处理的程度不同，合流制排水系统可分为直排式合流制、截流式合流制和全处理式合流制。
城市污水与雨水径流不经任何处理直接排入附近水体的合流制称为直排式合流制排水系统。国内外老城区的合流制排水系统均属于此类。
随着工业化的不断发展，污水对环境造成的污染越来越严重，必须对污水进行适当的处理才能够减轻城市污水和雨水径流对水环境造成的污染，为此产生了截流式合流制。截流式合流制是在直排式合流制的基础上，修建沿河截流干管，并在适当的位置设置溢流井，在截流主干管(渠)的末端修建污水处理厂。该系统可以保证晴天的污水全部进入污水处理厂，雨季时，通过截流设施，截流式合流制排水系统可以汇集部分雨水(尤其是污染重的初期雨水径流)至污水处理厂。但另一方面雨量过大，混合污水量超过了截流管的设计流量，超出部分将溢流到城市河道，不可避免会对水体造成局部和短期污染。并且，进入处理厂的污水，由于混有大量雨水，使原水水质、水量波动较大，势必对污水厂各处理单元产生冲击，这就对污水厂处理工艺提出了更高的要求。
在雨量较小且对水体水质要求较高的地区，可以采用完全合流制。将生活污水、工业废水和降水径流全部送到污水处理厂处理后排放。这种方式对环境水质的污染最小，但对污水处理厂处理能力的要求高，并且需要大量的投资和运行费用。
(二)分流制排水系统
当生活污水、工业废水和雨水用两个或两个以上排水管渠排除时，称为分流制排水系统。
其中排除生活污水、工业废水的系统称为污水排水系统；排除雨水的系统称为雨水排水系统。根据排除雨水方式的不同，又分为完全分流制、不完全分流制和截流式分流制。
完全分流制排水系统分设污水和雨水两个管渠系统，前者汇集生活污水、工业废水，送至处理厂，经处理后排放或加以利用。后者通过各种排水设施汇集城市内的雨水和部分工业废水(较洁净)，就近排入水体。但初期雨水未经处理直接排放到水体后，将对水体造成污染。
近年来，对雨水径流的水质调查发现，雨水径流特别是初降雨水径流对水体的污染相当严重，因此提出对雨水径流也要严格控制的截流式分流制排水系统。截流式分流制既有污水排水系统，又有雨水排水系统，与完全分流制的不同之处是它具有把初期雨水引入污水管道的特殊设施，称雨水截流井。小雨时，雨水经初期雨水截流干管与污水一起进入污水处理厂处理；大雨时，雨水跳跃截流干管经雨水管排入水体。截流式分流制的关键是初期雨水截流井，它要保证初期雨水能进入截流管，而中期以后的雨水能直接排入水体，同时截流井中的污水不能溢出泄入水体。截流式分流制可以较好地保护水体不受污染。由于仅接纳污水和初期雨水，截流管的断面小于截流式合流制，进人截流管内的流量和水质相对稳定，亦减少污水泵站和污水处理厂的运行管理费用。
不完全分流制只建污水排水系统，未建雨水排水系统，雨水沿着地面、道路边沟和明渠泄入水体。或者在原有渠道排水能力不足之处修建部分雨水管道，待城市进一步发展或有资金时再修建雨水排水系统。该排水体制投资省，主要用于有合适的地形、有比较健全的明渠水系的地方，以便顺利排泄雨水。目前还有很多城市在使用，不过因为没有完整的雨水管道，在雨季容易造成径流污染和洪、涝灾害，所以最终还得改造为完全分流制。对于常年少雨、气候干燥的城市可采用这种体制，而对于地势平坦，多雨易造成积水地区，不宜采用不完全分流制。
分流制的优点是它可以分期建设和实施，一般在城市建设初期建造城市污水下水道，在城市建设达到一定规模后再建造雨水道，收集、处理和排放降水尤其是暴雨径流水。
在一个城市中，有时采用的是复合制排水系统，即既有分流制也有合流制的排水系统。复合制排水系统一般是在由合流制的城市需要扩建排水系统时出现的。在大城市中，因各区域的自然条件以及修建情况可能相差较大，因地制宜地在各区域采用不同的排水体制也是合理的。二、城市排水体制的选择
为了进一步改善受纳水体的水质，建立理想的分流制或将合流制改为完全分流制系统，在排水体制的选择上应改变观念，允许部分地区在相当长的时间内采用合流制截流体系并将工作重点放在提高污水处理率上，这才是保护水体的根本方法。在对老城市合流制排水系统改造时要结合实际制定可行方案，在各地新建开发区规划排水系统时也有必要充分分析当地条件、资金的合理运作，同时还要从管理水平、动态发展角度进行研究，不要盲目模仿、生搬条款。在已有二级污水处理厂的合流制排水管网中，适当的地点建造新型的调节、处理设施(滞留池、沉淀渗滤池、塘和湿地等)是进一步减轻城市水体污染的关键性补充措施。它能拦截暴雨初期“第一次冲刷”起的污染物送往污水厂处理，减少混合污水溢流的次数、水量和改善溢流的水质，以及均衡进入污水厂混合污水的水量和水质，它也能对污染物含量较多的雨水作初步处理。
三、排水系统体制选择及建设中存在的问题及建议
(一)排水管网的建设
不少城市和地区，往往只把污水处理厂作为重点工程对待，而放松与之相配套的污水管网的建设。常常是污水处理厂按计划建成投产，而污水管网却只建了部分污水干管。造成一方面污水处理厂处理量不足，一方面污水仍直接排入河体污染环境的情况。因此，排水管网的建设应与污水处理厂的建设作为一个整体，同步实施。
(二)截流倍数
无论是合流制还是分流制(雨水道)，其排水干管或干渠，都应采用截留式排水系统，在其末端加设溢流井，其顶端设置溢流堰，排水干管采用适宜的截留倍数；其大小直接影响受纳水体的洁净与否，过小会导致受纳水体遭受严重污染；过大则会造成浪费。故合理选取截流倍数是关键，其取值应综合考虑受纳水体的水质要求、受纳水体的自净能力、城镇的文明程度(或级别)、人口密度、降雨量、投资等各种因素。
(三)雨水径流污染物含量及控制
随着经济的高速发展，城市人口密度不断增加，对污水收集系统容量的要求也不断增加，这不仅由于不断扩大的城市产生了越来越多的污水，而且由于不透水排水面积的增加导致了城市暴雨径流量的增加。最终导致了在大的居民区内，更多的是大城市、超大城市的周边，水文环境和城市水源受到严重的污染和破坏。因此，无论合流制或分流制排水系统，都应对截留雨水径流进行处理。
(四)排水管网的管理
加强管理，对于建成后排水管网的成效至关重要。如果一个排水系统已经进行了雨、污分流，而管理措施跟不上，沿街居民私自乱接出户管，或图方便省钱，将生活污水管就近接人雨水管道，就会造成花大量资金建成的雨污分流系统失去作用，污水由雨水管直接排入水体造成河流污染。因此，城市排水系统能否真正发挥其应有的环境效益、社会效益和经济效益，必须采取有效措施加强对排水管网的管理，从源头上做好雨、污分流。
