[發(fā)明專利]一種金屬礦山溝渠水質(zhì)污染預(yù)警與控制技術(shù)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310576958.0
• 申請日: 2013-11-14
• 公開（公告）號: CN103558804A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林煒;羅華明;張文和;鐘焱昌;陳偉才;巫鑾東;陳興章;龍翼
• 申請（專利權(quán)）人: 紫金礦業(yè)集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05;G01N33/18
• 代理公司: 廈門市首創(chuàng)君合專利事務(wù)所有限公司 35204
• 代理人: 周暉

一.技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水質(zhì)污染預(yù)警技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種金屬礦山溝渠水質(zhì)污染預(yù)警與控制技術(shù)。

二.背景技術(shù)

金屬礦產(chǎn)資源開發(fā)過程中，覆巖剝離、礦石采掘、礦石運輸和選礦生產(chǎn)等活動中，礦石的物理、化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，存在重金屬或生產(chǎn)活動中所使用的有害原料向生態(tài)環(huán)境遷移或釋放等環(huán)保隱患。金屬礦山污染物主要有含重金屬離子的廢水、含金屬礦物的礦漿以及其它酸堿化學(xué)品等。清污分流、廢水循環(huán)利用等措施在金屬礦山已得到普遍實施。清水溝渠作為礦山未污染水或達(dá)標(biāo)水的外排設(shè)施，一旦發(fā)生污染物外泄混入后，極易通過該設(shè)施直接外排而污染環(huán)境。若人為發(fā)現(xiàn)污染物“跑冒滴漏”現(xiàn)象后，則可以通過啟動環(huán)境應(yīng)急預(yù)案，將受污染的水控制在礦山環(huán)境以內(nèi)。盡管如此，礦山環(huán)境大多地形復(fù)雜，生產(chǎn)設(shè)施依地形而建，一些突發(fā)情況下發(fā)生的污染物外泄現(xiàn)象難以被及時發(fā)現(xiàn)，而當(dāng)?shù)V山外排口的在線監(jiān)測設(shè)備預(yù)警時，污染物已發(fā)生外排，損害生態(tài)環(huán)境的不良后果已無法挽回。因此實現(xiàn)礦山清水溝渠水質(zhì)的污染預(yù)警，有利于做好礦山環(huán)保工作，降低礦山企業(yè)經(jīng)營風(fēng)險。由于礦山實現(xiàn)清污分流后，外排溝渠水的pH值基本穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)，礦山主要污染物一旦泄入溝渠后均可造成pH值的異常波動。

因此在礦山各外排溝渠，或涉及多路溝渠匯流的主干溝渠實施布點監(jiān)測pH值和預(yù)警，可實現(xiàn)突發(fā)情況的快速應(yīng)急響應(yīng)和現(xiàn)場處置。

三.發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為金屬礦山提供一種溝渠水質(zhì)污染預(yù)警系統(tǒng)，旨在填補金屬礦山“清污分流”中清水溝渠監(jiān)控的缺口，克服金屬礦山環(huán)境保護(hù)及應(yīng)急處置工作過程中出現(xiàn)的反應(yīng)滯后、處置被動等問題。

本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種金屬礦山溝渠水質(zhì)污染預(yù)警與控制技術(shù)，其方法主要包括：使用在線pH計、PLC系統(tǒng)、數(shù)字顯示儀、聲光報警器和環(huán)保應(yīng)急處置裝置等，其中至少一臺在線pH計、數(shù)字顯示儀、聲光報警器和環(huán)保應(yīng)急處置裝置，以及一套PLC系統(tǒng)，組成礦山溝渠全覆蓋或局部覆蓋的監(jiān)控預(yù)警網(wǎng)絡(luò)，所述網(wǎng)絡(luò)中，在線pH計實時將溝區(qū)pH值檢測數(shù)據(jù)分別傳輸至數(shù)字顯示儀和PLC系統(tǒng)，數(shù)字顯示儀接收到pH值檢測數(shù)據(jù)后，根據(jù)設(shè)定上下限報警設(shè)定值，決定是否觸發(fā)報警輸出，PLC系統(tǒng)接收到pH值檢測數(shù)據(jù)后，將按PLC系統(tǒng)程序決定是否啟動環(huán)保應(yīng)急處置裝置，實時數(shù)據(jù)顯示、報警信號顯示及命令執(zhí)行在操作在人機界面上實現(xiàn)。

上述技術(shù)方案中，所述的溝渠指的是金屬礦山“清污分流”中的清水溝渠，或直接通往礦山外排口的溝渠。

上述技術(shù)方案中，所述的在線pH計最低的技術(shù)參數(shù)要求為：pH值測量范圍0～14.0，分度值0.01；兩個電流模擬量的輸出通道；電流輸出0/4～20mA。

上述技術(shù)方案中，所述的數(shù)字顯示儀的最低技術(shù)參數(shù)要求為：具備二限報警輸出。

上述技術(shù)方案中，所述的環(huán)保應(yīng)急處置裝置指的是溝渠水受污染后，可實現(xiàn)阻斷溝渠水外排的電動閥門、水泵或添加指定環(huán)保藥劑的裝置等。

在線pH計探頭浸沒于溝渠水中，實時測量值通過在線pH計的雙電流模擬量輸出通道分別將信號傳輸至數(shù)字顯示儀和PLC系統(tǒng)。數(shù)字顯示儀的報警輸出端與聲光報警器連接，實現(xiàn)超限報警。PLC系統(tǒng)顯示各布點pH值實時測量值及歷史變化曲線。通過編制程序，PLC系統(tǒng)人機界面上顯示各監(jiān)測點在線pH計的實時測量值及其電源斷電報警，并且向環(huán)保應(yīng)急處置裝置輸出動作指令。各監(jiān)測點對應(yīng)的數(shù)字顯示儀pH值上下限值，以及在PLC程序中與輸出信號指令關(guān)聯(lián)的pH值上下限值的設(shè)定依據(jù)為：通過對各監(jiān)測點水質(zhì)的歷史數(shù)據(jù)，分別進(jìn)行統(tǒng)計分析，確定各監(jiān)測點pH值正常波動范圍。

該方法具有以下優(yōu)點：

（1）本發(fā)明填補了金屬礦山“清污分流”中清水溝渠監(jiān)控的缺口，使污水外泄至清水溝渠后污染物控制在礦山體系內(nèi)，保護(hù)礦山周邊生態(tài)環(huán)境。

（2）本發(fā)明充分利用金屬礦山中污水pH值波動規(guī)律特征，使預(yù)警系統(tǒng)的建設(shè)成本低廉；

（3）本發(fā)明預(yù)警系統(tǒng)的運行維護(hù)和操作簡便，預(yù)警網(wǎng)絡(luò)擴展性強，并可實現(xiàn)與生產(chǎn)部門的自動化控制系統(tǒng)進(jìn)行兼容，提高了本發(fā)明在金屬礦山的應(yīng)用性。

（4）本發(fā)明的在線pH計與PLC系統(tǒng)之間可通過無線傳輸，提高了礦山溝渠水質(zhì)預(yù)警的覆蓋面。

（5）本發(fā)明的PLC系統(tǒng)可通過程序設(shè)定或人機界面上人工操作，實現(xiàn)發(fā)生突發(fā)情況后的遠(yuǎn)程應(yīng)急處置和指揮，比傳統(tǒng)的現(xiàn)場人員應(yīng)急處置更具備環(huán)保應(yīng)急的有效性和及時性。

四.附圖說明

圖1是本發(fā)明一種金屬礦山溝渠水質(zhì)污染預(yù)警與控制技術(shù)的設(shè)備關(guān)聯(lián)圖。

五.具體實施方式