变频技术对污水循环利用的应用有哪些（变频技术对污水循环利用的应用研究）

1 简介

近年来，在国家节能减排、可持续发展循环经济等经济政策的指导下，如何充分利用资源、节约能源已成为现代企业必须面对的重大问题。锦州国储洞工程建设过程中需要大量自来水。如何节约用水和处理污水一直是该项目关注的问题。结合水幕隧道注水和施工用水的特点，为该项目设计了污水回收系统。系统采用变频技术来控制水泵的转速，从而控制供水压力。压力控制变频调速系统达到了无需手动调节的目的，压力可自行设定，调节后压力稳定，省电。该系统的应用减少了自来水的使用，从而减少了污水的排放，实现了节能环保。

2、污水回收系统

2.1 施工用水及污水排放

锦州地下水封洞设有储油洞库、水幕隧道、施工隧道等。储油洞室及水幕隧道均为水平布置的地下隧道结构，如图1所示。由于工程特殊设计要求，喷射混凝土支护后未进行防水、排水和衬砌施工，导致大量施工过程中出现渗水及大量废水排放；水幕系统是为了保证施工期间地下洞室的水封安全。为维持地下水系统的平衡，储油库施工过程中需要向地下围岩供水。同时，根据设计和环保要求，水幕地下水补给的水质要求较高。我部最初使用市政自来水，施工用水由入口附近设置的高压水池提供。施工过程中需要大量洁净水作为施工用水和水幕供水。每天的用水量达到数百立方米。现阶段，洞内每天排放污水1000多立方米。经过初步沉淀处理后，才能满足水质要求。用于低位浇水、混凝土养护、车辆清洗等，每日使用量在十几立方米，回收率很低。大量废水排放。根据专业检测机构的废水检测结果，认为污水对周围环境造成了污染。因此，提高污水重复利用率是节约水资源、减少污水排放、减少项目周边环境污染的重要措施。

2.2 污水回收系统的组成

1）污水收集及处理。水幕隧道施工已完成，其排水主要为围堰周围渗水。水幕渗水量较大，据统计平均约为492m3/d。该部分水质较好。在水帘巷两侧侧壁修建沟渠，收集渗水，如图1a）所示；然后在2号水幕巷与6号水幕巷交汇处用混凝土浇筑围堰，并预留导槽。退出，如图1b)；在水幕隧道入口处用钢板现场制作沉淀池，通过槽钢导槽收集围堰内的水，将水引入水幕隧道与水幕隧道交汇处的沉淀水收集池中。施工隧道。因为收集到的水质良好，经过简单的沉淀处理即可回用。

2）水泵加压供水。收集沉淀的水经增压泵增压后引入水幕供水管和主洞供水管。管道上安装止回阀，通过远传压力表、流量计等获取水数据，同时控制器将远传压力表采集到的压力信号与设定压力进行比较，控制信号传输至变频器。从而调节增压泵的转速，调节水压至设定值。 3）污水回收利用系统总体结构。污水回收系统设有水幕隧道集水措施。水幕隧道内的渗水被收集并在沉淀池中多次沉淀。然后由可控增压泵单独增压，然后连接到水幕供水管和主孔。房间供水管道满足工作水压要求；多余的水排入水幕隧道入口处的污水池并泵出隧道，如图2所示。

3、变频控制系统

3.1CHF100A变频器

2.1.1 变频器工作原理我们知道，交流电机的同步转速表达式为： 式中，n为异步电机的转速； f为异步电机的频率； s 为电机转差率； p是电机的极对数。从式(1)可以看出，转速n与频率f成正比。只要改变频率f，就可以改变电机的转速。当频率f在0Hz50Hz范围内变化时，电机调速范围很宽。变频器通过改变电机电源频率来实现调速。是一种理想的高效、高性能的调速方法。

3.1.2 英威腾CHF100A逆变器技术特点

1）输入输出特性。 A。输入电压范围：380V/220V15%； b.输入频率范围：47Hz63Hz； C。输出电压范围：0额定输入电压； d.输出频率范围：0Hz400Hz。 2）外围接口特性。 A。可编程数字输入：7个开关量输入，1个高速脉冲输入； b.可编程模拟量输入0V~10V输入、AI2:0V~10V或0mA~20mA输入； C。集电极开路输出：1路输出；d继电器输出：2路输出； e.模拟输出：2路输出，分别可选0/4mA~20mA或0V~10V。 3）技术性能特点。 A。控制方式：开环矢量控制（SVC）、V/F控制； b.过载能力：150%额定电流60s； 180%额定电流10s； C。调速比：1：100； d.载波频率：0.5kHz15.0kHz。

3.1.3 英威腾CHF100A逆变器结构

英威腾变频器外部有操作键盘面板、控制板端子、主电路端子、主电路电缆入口、控制电缆入口、安装孔等。

3.1.4 英威腾变频器参数设置及接线端子

1）参数设置。在变频器的操作键盘面板上设置变频器参数。该系统中需要更改的参数是： a设置P0.00=0，设置度数控制方式为V/F控制； b.设置P0.01=1，设置运行控制方式为端子控制（S1和GND）； C。设置P0.03=50Hz，设置最大频率输出为50Hz； d.设置P1.06=1，设置停车方式为自由停车。e.设置P5.01=1，设置S1端子功能为正转运行； F。设置P5.12=0.00V，设置AI1下限值为0V； G。设置P5.14=10.00V，AI1下限设置为10V； H。其他参数保持默认或系统根据电机参数自动设置。 2) 变频器接线端子。变频器主电路接线有三相电源输入和变频输出，控制端子接线有运行控制S1、COM和频率模拟量控制信号AI1、GND。该型号（18.5kW以下）内置制动电阻，无需外部连接。

3.2HD4000控制器

3.2.1 技术特点

1）可编程多种泵工作模式，最多可拖曳4台泵循环启动；

2）液晶汉字显示，参数调整和设置具有密码锁定和保护功能，系统运行状态和故障状态汉字提示，运行状态一目了然；

3）采用人工智能模糊控制算法，设置参数少，控制精度高，双看门狗电路，数字滤波及多重抗干扰措施，防止软件跑路；

4）可连接无源远传压力表、有源电压电流压力变送器，并具有压力传感器零点和满量程补偿功能；

5）具有缺水自动检测保护功能和外部输入停机保护功能；

6）具有手动操作功能，可手动调节输出电压来控制变频器的频率；

7）D/A输出控制频率电压为DC:0V~10V，也可设置为DC:0V~5V；

8）控制器端子输出容量：3A/AC:220V；

9）额定工作电压220V10%；

10）控制器额定功耗：不大于AC5W。 2.2.2 控制器结构HD4000 控制器正面为控制面板，背面为接线端子。

3.2.3 参数设置及端子

1）参数设置。在控制面板中设置控制器参数。该系统中需要更改的参数是： a设置P00=0.60，系统所需压力设置为0.60MPa； b.设置P03=1，设置水泵工作模式为一泵。工作； C。设置P07=1，设置模拟输出电压为0V~10V； d.设置P08=1，设置传感器信号电压为0V~5V； e.设置P09=1.0，设置传感器量程为1.0 MPa； F。设置P15=50，设置手动输出频率为50Hz； G。其他参数保持出厂默认值。

2）控制器接线端子。控制器接线包括电源端子L、N，远传压力表端子V+、IN、GND，停机信号端子DI2、CM2，模拟量控制输出端子D/A、CM2，电机运行控制信号端子B1。

3.3YTZ-150远传压力表

本系统采用YTZ-150电位器式远传压力表。仪器的机械部分与一般弹簧压力表相同。电位器位于齿轮传动装置上。当扇形齿轮偏转时，固定在扇形齿轮轴上的电刷也随之滑动，从而将被测压力的变化转换成电阻值的变化，并输出相应的压力值。压力表面板右侧接线盒内有红、黄、绿三个端子，分别对应电源正极、压力信号输出、电源负极。

3.4 增压水泵

本系统采用两台ISG65-250A立式离心泵作为增压泵。电机功率11kW，额定转速2930r/min。水泵流量6.5L/s，扬程70m。

3.5 控制系统结构及工作原理

1）控制柜。控制系统中还有断路器、交流接触器、熔断器、指示灯、旋转开关和接线端子等电气元件。

2）控制系统工作原理。如图3所示，当系统Q1、Q2闭合时，逆变器上电，停机指示灯L2亮。打开旋转开关SB1，控制器得电，系统自动工作，交流接触器KM1线圈得电，接触器主触点闭合，增压泵电机与变频器接通；接触器常闭辅助触头断开，停止，指示灯L2灭；接触器常开辅助触头闭合，运行指示灯L1亮，变频器S1接地，变频器开始运行。管道水压通过远程压力表采集。控制器将采集到的压力值与设定值进行比较，向变频器输出0V10V的模拟控制信号。变频器控制增压泵的转速来调节管道压力。当Q3闭合时，控制器输出断开，系统暂停运行。当SB1断开时，控制器断电，系统停止工作。

4。结论

污水回收系统的应用为项目的节能环保做出了巨大贡献。据统计，日均循环水用量314m3/d，外排水量794m3/d，项目回用水率达到28.3%（314/1108），节约自来水301m3/d，污水排放量减少314m3/d（1108-794）。预计每月平均节水9030立方米。数据显示了污水回收系统的经济效益和环境效益。同时，变频调速技术为污水循环利用系统提供了技术支撑。采用变频技术实现由变频器控制水泵转速并调节水泵转速实现压力控制的技术方案科学合理、技术先进、功能齐全、控制简单、操作方便。手动与自动调节切换方便，系统经济实用，运行稳定，可靠性高，具有良好的应用前景。同时对相关领域自动控制系统的设计具有良好的参考和帮助意义。

审稿人：李茜