人工海水净化处理系统及工艺流程控制研究

摘要

本文是为某科研所进行海洋环境基础研究配套而设计的人工海水净化处理系统。本文主要研究内容为人工海水净化处理系统的工艺流程设计，净化处理系统的方案论证设计。
　　人工海水净化处理一般采用物理过滤和化学消毒的常规处理方法，而净化处理要求更高时要采用紫外线和臭氧消毒的方法。本文采用了物理过滤的常规方法与紫外线和臭氧消毒相结合，保障人工海水品质符合技术要求，并通过PLC和HMI技术手段来实现人工海水净化处理工艺流程的自动控制。
　　本文按照设计技术要求，将工艺流程分解成4个相对独立的工况，分别是1)初次配置工况——制备一定容积和一定盐度的试验用人工海水；2)增加盐度工况——使用试验用水循环来溶化一定量的海盐，从而增加试验用水的盐度；3)循环净化工况——使用净化常规方法与紫外线消毒和臭氧消毒相结合，保证试验用水品质；4)减盐度或排污工况——将试验用水定量排入晒盐场，靠太阳曝晒蒸发后回收海盐，防止人工海水直接排放江湖而产生污染。
　　本文提出了人工海水净化处理系统的方案并加以论证。首先，拟定了人工海水净化处理的主要工艺流程；其次，对絮凝、沉淀过程中的单元设施，投药泵和高效沉淀池的主要参数进行了计算；然后，对净化处理流程中的紫外线消毒与臭氧消毒装置的主要参数进行了计算和选型。
　　本文编写了 PLC控制程序和触摸屏人机界面交互程序，实现了工艺流程的自动化控制；还编写了故障监控与显示程序，以方便操作人员进行故障诊断与维护；另外，对系统的硬件以及软件编程的标准化和可靠化进行初步设计，以保障系统可靠运行。

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第1章 绪论

1.1 研究背景和研究意义

1.2国内外研究现状

1.3研究内容

第2章 人工海水净化系统方案设计

2.1试验用水制备要求与水质要求

2.2净化工艺流程方案

2.2.1 海盐溶解方式选择

2.2.2 净化工艺流程选择

2.3循环净化系统组成

2.4循环系统主要设备的参数计算与选型

2.4.1 药剂配置与投加设备的参数设计

2.4.2 高效沉淀池的参数计算

2.4.3 臭氧消毒装置的参数计算与选型

2.4.4 紫外线消毒装置的参数计算选型

第3章 工艺流程设计与PLC编程

3.1工艺流程设计

3.1.1 工艺流程控制要求

3.1.2 工艺流程控制功能设计

3.2 PLC控制编程

3.2.1 工艺流程控制程序设计

3.2.2 故障监控程序设计

第4章 工艺流程控制的人机界面设计

4.1人机界面设计软件简介

4.2人机界面设计

第5章 标准化与可靠化初步设计

5.1硬件设备标准化与可靠化设计

5.2软件模块化与交互可靠性设计

结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间已发表的论文

致谢