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模块集成化净水设备结构描述
本模块化净水系统分为五个部分组成(斗状网格絮凝反应区、缓衡过度布水区、斜管沉淀区、集排泥区、V形过滤区),进水电动阀、进水流量仪表、液位仪表、浊度/余氯、模块化净水设备,加药设备执行机构、消毒设备执行机构、水反冲洗模块、汽反冲洗模块、排污阀运行方式手动/自动/远程。
本模块化净水装置具有自动进水、自动定时排泥、自动反冲洗、并能根据清水池的液位来控制本身设备的自动化和其它相关设备的自动化连锁等。
采用网格絮凝池反应絮凝,箱式结构,是水厂常规物理处理三大工艺刚开始的一道关键工序,原水进入网格絮凝、沉淀之前要经过管式混合器加药口处,加入絮凝剂(溶液)后,初混合后的水需经过多层网格絮凝,流速进一步减缓,水流通过网格的孔眼时水流收缩,过网后水流扩大,流速减小,持续分段紊动,絮体颗粒均匀的得到多次重复碰撞,有效的挤出絮体内部的水分,在絮凝剂的作用下,形成易于分离的密实絮体,而沉积下来。
沉淀区设有蜂窝斜管填料(孔径为35mm,厚度≥δ0.6mm),为了避免水量突变的冲击负荷的耐力强、斜管填料材质为乙丙共聚(改性),本原材料在水下具有使用寿命长、强度高、耐抗冲击力性能好等特点,使原水以及水中的悬浮物和药剂进行充分反应,让水中矾花在布水区循环状态下与杂质进行充分接触形成大矾花,已形成的大矾花更密实更大,矾花密度比重大于水的比重,重力沉降到底集泥区,小矾花密度接近于水的密度一道进入斜管沉降区,由于斜管的吸附粘结在斜管壁上,系统设备是连续运行,所以斜管内壁上的矾花越累越多,当随水流上升的作用松动斜管壁上已形成的大矾花,随重力作用滑落集泥区,集泥区污泥靠水的重力(静压)下由排污阀自动将泥排出至外面排水沟。
滤池反冲洗配套的罗茨风机及管路、电缆、控制线缆以及配电柜、控制柜由一体化设备自动PLC控制箱自动程序控制。
一体化净水设备系统运行步骤逻辑表
步骤阶段 进水阀 出水阀 排水阀 反洗
进气阀
反洗
进水阀
反洗
风机
反洗
水泵
设置
时间
正常运行
气反洗 2min
气水反洗 4min
水反洗 6min
图标备注:○代表开启状态 ●代表关闭状态

模块集成化净水设备主要技术优点
◆ 针对源水的水质情况;采用合理的设计参数与净水技术,力求简易可靠。
◆ 智能进水系统;根据根据进水流量仪表反馈信号智能控制调节阀门开度,稳定进水流量,无需人工干扰,即可达到智能平稳制水。
◆ 采用网格式静态混合器;实现瞬间混合,水流通过内部交叉混合产生分流、交叉混合和反向旋流三个作用,使加入的药剂迅速、均匀地扩散到整个水体中,达到瞬间混合的目的,混合效果好,并减少了用户的投资。
◆ 斗状网格絮凝装置;提高絮凝效果,缩短絮凝时间,节约絮凝剂用量。原水与药液形成的絮凝体,在反应区内多次重复碰撞絮体颗粒体体积大、絮体更密实等。
◆ 净水装置沉淀过度区;采用缓衡过度布水区,布水流速平稳、起到稳速稳流、布水均匀、无穿流现象。
◆ 中采用斜管填料;采用不锈钢304材质,自动焊接而成,斜孔内部光滑,斜孔大小一致、无变挤压变形现象,具有平稳增加沉淀区水的表面负荷,减少水的紊动,无死角的穿流现象,促进沉淀效果,提高了沉淀效率,具有使用寿命长、强度高、耐抗冲击力性能好等特点。
◆ 污泥集排区;采用U型集泥槽,每台净水设备设置多只集泥槽,结合本公司虹吸扩张吸排污装置产品,具有提高污泥浓度、排污切底干净,排污均匀干净,无死角,排污时间短、不浪费水源。
◆ 滤池采用传统重力式滤池;滤料层形式为双层滤料,设计过滤滤速在5~7m/h以内,具有截污量大,集污渗透层深,过滤周期长,出水水质稳定等优点。
◆ 智能控制制水模块;出水智能调节阀根据清水池液位及滤池内液位信号智能调节阀门开度,使过滤区滤料水层水位维持预设的恒水位置。
◆ 智能反洗模块;根据滤床堵塞状态进行过滤,当滤层表面纳污量堵塞,此时滤层无法盛水,水位上升达上到预设的反冲洗水位时结合水位压力控制仪,自动开启反冲机组。

模块集成化净水设备优势
(1)模块化布置,操作管理方便,室内外均可安置。
(2)本一体化装置不仅对浊度去除率高,另对COD、色度、胶体、腐物质具有一定的去除效果。
(3)在刮风下雨或泥石流源水不稳定的情况下,能承受源水浊度≤3000NTU,出水浊度≤1NTU。
(4)可适合单座小处理量Q=500m3/d,可适合大处理量Q=15000m3/d,处理量在5000m3/d的可分为多台组合使用,在维护时可分开运行产水,方便维护同时不影响产水需求。
(5)适用范围广;如工矿企业给水、应急消防用水、中大型自来水厂、农村生活用水等。

控制系统描述
1、PLC控制系统
本工程自动化系统的设计方案是采用目前市场比较常用的PLC系统,以标准的、开放的现场总线为基础的、以全厂集成自动化为概念的高性能、高可靠的中控系统,目前已被应用,并且已被实践验证,确实具有可靠、成熟、专业、实用、扩展方便等优点,能较好地满足各种工业生产装置控制的需求,能为实现全厂控制—管理一体化和过程控制奠定坚实的基础。并配备高性能、高可靠的自动化仪表。
2、工控操作系统
根据净水水处理厂的工艺流程及平面布置图,全厂净水站房设一个操作控制室。系统控制站放置于低压配电室旁。全净水站的管理计算机可采用以太网能与后期其他操作控制室内的计算机连接,组成工厂计算机综合管理系统。
本次操作控制室设1套操作站,运行人员在水处理操作室,完成对水处理系统的程序启停、正常运行的监视和调整以及异常与事故工况的处理。除了中控制外,对于PAC/PAM/次氯酸钠消毒设备/ /反冲洗风机/反冲洗水泵/流量仪表/液位仪表等进行控制。
(1) 现场控制箱由现场PLC控制箱一对一进行对设备现场控制,设备启动/故障等预留以太网接口,由设备现场控制系统布置在二期,管控系统布置在一期,待各设备供应商现场安装完成后,后期由甲方负责安装网线采集二期各设备的现场控制箱内运行姿态至一期工控系统,厂家提供现场PLC控制箱,需具备就地/远程切换通过转换开关实现。
(2)PAC加药设备现场控制箱由现场PLC控制箱,采用变频一对一进行对加药泵现场控制,设备启动/故障等预留以太网接口,后期由甲方负责网线采集各设备的运行姿态,厂家提供现场PLC控制箱,需具备就地/远程切换通过转换开关实现。
(3)次氯酸钠加药设备现场控制箱由现场PLC控制箱,采用变频一对一进行对加药泵现场控制,设备启动/故障等预留以太网接口,后期由甲方负责网线采集各设备的运行姿态,厂家提供现场PLC控制箱,需具备就地/远程切换通过转换开关实现。
3、自控系统设计原则
(1)高可靠性原则
具有自诊断与容错功能,并24小时连续工作;具有计算机系统辅助诊断及修复功能;具有抗干扰及防雷等措施;监控系统可以降级使用,即在上位机发生故障或通信中断时,现场控制站可以独立完成基本局部控制。
(2)实用性原则
为方便用户使用操作该系统,操作方便、简单易学、界面清楚、功能实用是我们设计的另一原则。在实用、大方、美观的前提下,不片面追求过份的华而不实,让用户感受到真实的情况。
全图形人机接口,使用户清晰的了解水厂各工段的运行情况、故障报警点的分支细节,使操作迅速而正确地进行;生动的图控技术,可使操作员通过热键或鼠标来发布各种指令或切换画面;能按要求对数据进行统一管理,如记录、归档、统计、查询、打印等。
(3)专业性原则
应用短期内不会被淘汰产品。尽量采用国际标准,采用当前技术。当然,作为实用工业控制系统,也充分考虑到技术的成熟性。
4、自动化系统要求
控制系统遵循“集中管理、分散控制、数据共享”的原则,设计选型先进、安全可靠,选用的仪器仪表、中控控制器、计算机、通讯设备等保证能长期、稳定、高效地运行。全净水站设备的控制可通过以下三级控制层完成:
(1)就地手动:优先级高,当现场转换开关处于“手动操作”时,工控系统的控制被屏蔽。主要现场设备均可在就地控制箱上实现手动/自动切换及开、停等人工操作。
(2)远程工控自动控制:利用工控的逻辑控制功能,提供设备的自动,及关联设备的联动,连锁控制,及闭环控制。各分站管辖的区域的设备以这种控制方式为主。
(3)控制室工控:通过人机操作界面,对全厂的设备进行远程控制,实现宏观调控,处理局部的停机事故和紧急状态,维持系统的总体协调。控制系统在手动/自动/中控切换中具有无扰动切换功能。
本项目中提供的控制系统是一套完整的、满足买方技术规格书要求的系统。即当用户将来自现场和配电室的信号线和总电源线正确地接入我方所提供的系统后,系统便可稳定、可靠、安全地运行,完成预定的监视、操作、管理、自动控制、联锁保护等功能。
5、工控操作室
控制室设一套操作员管理工业控制机,该系统对水处理厂各工艺参数,电气参数及主要设备的运行状态信息进行分析,处理、储存、对各类工艺参数做出趋势曲线,通过简单的键盘操作,可进行系统功能组态,在线修改和设置控制参数,给下位机下达指令,CRT可直观显示全厂动态流程图,并放大显示各工段工艺流程图,带有动态参数显示,趋势曲线显示,自动生成各类报表,可显示和打印记录;报警系统将现场设备的各种故障在中心控制室进行声、光报警,并能将故障分类打印。
(1)动态图形实时数据显示
在计算机显示器上动态实时显示水处理工艺流程、各主要工艺设备和高低液位配电设备运行状态、各环节的工艺和电气等实时数据,使管理人员掌握当前水处理运行情况,能从总图到详图多层次监测。
(2)动态图形总体结构形式为分层展开式,画面包括
☆ 监控系统总图
☆ 动态工艺流程总图
☆ 配电系统图
☆ 主要参数设备的状态图
(3)控制
操作人员在计算机通过键盘或鼠标下达开/停/关命令,画面上应显示操作顺序图,以不同颜色标明当时执行步骤。控制系统接收指令后,根据现场情况加以正确执行,并有回答信号给操作员站,所有操作事件均自动登入“事件记录表”。
(4)所供不间断电源 (UPS)电源具有自动切换功能,备用电源容量按30分钟考虑。
(5) 控制系统:操作人员在主控计算机通过键盘或鼠标下达开/停/关命令,画面上应显示操作顺序图,以不同颜色标明当时执行步骤。PLC控制系统接收指令后,根据现场情况加以正确执行,并有回答信号给操作员站,所有操作事件均自动登入“事件记录表”。
6、智能系统组成

7、智能系统特点


8、智能系统框架


五、整体处理工艺系统
1、处理工艺

2、工艺简介
3、工艺优点

六、FV系列模块集成化净水设备性能优势
集成化净水设备选型表
设备 外形 尺寸 产水量 进水口 产水口 排洗口 排污口 气洗进口 水洗进口 气洗量 水洗量
型号 长×宽×高(m) (m3/d) DN-数量 DN-数量 DN-数量 DN-数量 DN-数量 DN-数量 Q=m3/min Q=m3/h
FV-Ⅱ-15000 24.50×12.00×5.20 15000m3/d 300×2只 400×2只 500×2只 200×16只 250×2只 500×2只 Q=32.4m3/min Q=972m3/h
FV-Ⅱ-12500 24.50×10.00×5.20 12500m3/d 250×2只 350×2只 450×2只 200×16只 250×2只 450×2只 Q=27.0m3/min Q=810m3/h
FV-Ⅱ-10000 21.50×9.00×5.20 10000m3/d 250×2只 300×2只 400×2只 150×14只 200×2只 400×2只 Q=21.7m3/min Q=650m3/h
FV-Ⅱ-8000 19.50×8.00×5.00 8000m3/d 200×2只 300×2只 350×2只 150×14只 200×2只 400×2只 Q=17.2m3/min Q=518m3/h
FV-Ⅱ-7000 19.50×7.00×5.00 7000m3/d 200×2只 250×2只 350×2只 150×12只 200×2只 350×2只 Q=15.1m3/min Q=453m3/h
FV-Ⅱ-6000 19.00×6.00×5.00 6000m3/d 150×2只 250×2只 300×2只 150×12只 150×2只 300×2只 Q=12.9m3/min Q=388m3/h
FV-Ⅱ-5000 16.50×6.00×5.00 5000m3/d 150×2只 200×2只 300×2只 150×12只 150×2只 300×2只 Q=10.8m3/min Q=320m3/h
FV-Ⅱ-4000 15.80×5.00×5.00 4000m3/d 150×2只 200×2只 250×2只 150×12只 150×2只 250×2只 Q=8.6m3/min Q=260m3/h
FV-Ⅰ-3000 17.20×3.50×4.50 3000m3/d 150×1只 250×1只 250×1只 150×6只 150×1只 200×1只 Q=13m3/min Q=390m3/h
FV-Ⅰ-2000 15.00×3.00×4.50 2000m3/d 150×1只 250×1只 250×1只 100×6只 150×1只 200×1只 Q=8.5m3/min Q=259m3/h
FV-Ⅰ-1000 8.50×2.50×4.50 1000m3/d 100×1只 200×1只 200×1只 100×4只 80×1只 150×1只 Q=4.5m3/min Q=135m3/h
集成化净水设备性能优势表
运行费用 人工+电费+药剂≤0.15-0.25元/吨水。
产水率 FV系列净水装置产水达到98-99%,排出废水率小于2%以内。
洪水雨季节 长期在不稳定的进水条件下悬浮物3000NTU的情况下出水小于1NTU(瞬间≤3NTU)
反应区 采用斗状网格絮凝装置, 反应时间为≥20min,
沉淀区 沉淀区净停留时间为≥50min, 沉淀区表面负荷≤4.3m3/m2.h,斜管上升流速≤1.2mm/S
滤料选型 选用精制天然海砂,精制天然海砂滤料具有颗粒饱满、大小均允、含硅量高、密度大、机械强度大、截污能力强等。
更换滤料年限 无需整体更换滤料,在运行4-5年后,只需要添加表面厚度100mm,规格Φ0.6-Φ1.2mm细料即可。
排空形式 沉淀区布置大面积收泥,依靠重力压结合吸排扩张吸泥装置,排污均匀干净,无死角。
排污形式 内部设有多个V型集污区,时间自动控制排污,任意根据现场来水状况可设独立排污/多个同时排污。
集水形式 采用H型多槽大平面集水,集水均匀,无死角。
进水压力 进水压力保持≥0.06mpa,均可使用,不影响设备稳定运行。
主体材质 碳钢防腐(使用寿命20年左右),不锈钢304材质(使用寿命50年左右)
设计运行滤速 运行滤速7m/m2.h,反冲洗频率少,反冲洗周期长。
智能控制系统 分为三级控制,PLC控制、现场控制、APP远程控制,所有设备运行记录累计记录30日历天。
智能加药系统 絮凝加药量/消毒液加药量根据在线仪表测量数据实时控制运行
模块集成化净水设备性能表
适用于水源 地下水、内河水、黄河水、水库水、矿井下水等作为处理对象
原进水/净水水质【NTU】 原水浊度≤3000NTU。净水浊度≤1NTU。
冲洗时间【分钟】 气反洗2min(可调)。
气水反洗4min(可调)。
水反洗6min(可调)。
设计运行滤速【米/时】 7m.m2/h
冲洗强度【L·m2/s】 气冲洗12L.m2/s(可调)
气水冲洗12L.m2/s,水冲洗3L.m2/s(可调)
水冲洗6L.m2/s(可调)
水处理设备技术条件 JB/T2932-1999
水处理用石英砂滤料 CJ24.1
给水用聚氯乙烯管材 GB10002.l/ GB10002.2
饮用水(防腐)规范 无毒防腐漆防腐《生活饮用水卫生标准》GB5749-2022标准
出水执行标准 出水符合国内《GB 5749-2022-生活饮用水卫生标准》执行
检验证书编号 Q/320282BH001-2019

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