某凈水廠的生產(chǎn)工藝及設(shè)施、設(shè)備

杜新城

[摘 要]本文主要簡述了某凈水廠生產(chǎn)工藝概況。重點強調(diào)水廠各工段的主要設(shè)備與技術(shù)參數(shù)，中控室、水廠各工段的PLC站的設(shè)置和工藝要求，及水廠視頻監(jiān)控系統(tǒng)的選型與技術(shù)參數(shù)，對水廠各工段的生產(chǎn)參數(shù)進行了講述。

[關(guān)鍵詞]生產(chǎn)工藝；設(shè)施、設(shè)備；自控系統(tǒng)；工藝流程；工藝要求；視頻監(jiān)控系統(tǒng)

中圖分類號：TU991.24 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）01-0028-04

引言：隨著科技的發(fā)展和社會的進步，水處理技術(shù)也在不斷的發(fā)展、完善，同時對自來水水質(zhì)的要求也越來越高。對一個水廠，你只有充分了解它，才能管理好它并更好的為社會服務(wù)。

1.概況

水廠總占地面積：102.9畝（68616 m2）。該水廠設(shè)計總規(guī)模為水量可達9萬m？/d。其中日供粗質(zhì)水3萬m？/d ，日生產(chǎn)水6萬m？/d，分二期建設(shè)，一期為3萬m？/d，于1998年左右建成，共計構(gòu)筑物（地下或半地下水池）7項，建筑物10項，部分建構(gòu)筑物土建工程按6萬m？/d進行設(shè)計。

園區(qū)水源采取以引灤河水為主要水源。

2.運行要求：供生產(chǎn)水流量：530--580 m3/h。

3.供水設(shè)施

水廠總建筑面積：10820 m2，水廠主要由原水調(diào)節(jié)池、進水泵房、加藥加氯間、反應(yīng)池、沉淀池、濾池、清水庫、送水泵房組成，廠二期留有空地。建筑物層數(shù)：綜合樓、管網(wǎng)維修站為三層；濾站局部為三層、加氯加藥間局部為二層；其余均為一層。

4.原水管線及供水管網(wǎng)

給水管網(wǎng)：沿園區(qū)主干道敷設(shè)直徑600mm-1000 mm的環(huán)形干管，其它道路敷設(shè)直徑100 mm-500 mm的供水管，供水壓力按滿足六層民用建筑即24米水壓考慮。管網(wǎng)長度約22.63公里，管材以球墨鑄鐵管為主，有部分鋼管和石棉水泥接口的鑄管，供水管網(wǎng)管齡多在十年以上。

5.工藝流程

水廠工藝流程：引灤水源→調(diào)節(jié)池→取水口→進水泵房→靜態(tài)混凝器→反應(yīng)池→斜管沉淀池→四閥濾池→清水池→吸水井→送水泵房→市政管網(wǎng)

主要構(gòu)筑物及設(shè)備

1.原水調(diào)節(jié)池

水廠調(diào)節(jié)池設(shè)計蓄水能力：60000 m3；最大蓄水能力：90523 m3，設(shè)計水位5m；警戒水位：5.5m，運行水位：2.5—5m。

2.進水泵房

進水泵房建筑面積：479.1m2，內(nèi)有水泵間、配電間，現(xiàn)有7臺水泵機組，1#—4#泵用于生產(chǎn)，5#—#號泵用于供粗質(zhì)水。

2.1主要設(shè)備

2.1.1水泵機組

2.1.2變頻器

2.1.3閘閥

2.1.3.1進水閥門

2.1.3.2出水閥門

2.1.4附屬設(shè)備

3.混合、絮凝、沉淀池

3.1 混合、絮凝（混合反應(yīng)）

混合反應(yīng)池數(shù)量：2座

3.1.1運行參數(shù)

混合反應(yīng)運行參數(shù)見下表

3.1.2運行要求

混合反應(yīng)后，反應(yīng)池出口應(yīng)有明顯絮體出現(xiàn)。分離度高、密實、沉淀。反應(yīng)池內(nèi)排泥按技術(shù)操作要求，定期進行。反應(yīng)池每年進行一次全面清洗。

3.2 沉淀

3.2.1運行參數(shù)

沉淀池數(shù)量 ：2座

沉淀池單池流量 15000m3/d

沉淀池運行水位 8.90m

停留時間 ≥30min

排泥歷時 ≥6 h

3.2.2水質(zhì)檢驗

3.2.3運行要求

排泥車運行時間

源水濁度≤20mg/L時，排泥歷時≤12小時。

源水濁度>20mg/L時，排泥歷時24小時連續(xù)排泥

沉淀池穿孔排泥管排泥定期進行。

沉淀池水位不宜頻繁變化。

沉淀池表面每月沖洗一次。

斜管沉淀池每6個月全面清洗一次

4.濾站

濾站現(xiàn)有四閥濾池5個

過濾

4.1 濾池運行參數(shù)

運行水位：7.8-8.0 m 液位計顯示：1.8-2.0 m

濾速范圍：6.55-7.0 m / h 濾池有效過濾面積：42 m3

運行周期：濾池水頭損失不大于2.0 m或濾后水濁度不大于0.8NTU。

沖洗水位：17.5-18.2 m 液位計顯示：2.3-3.0 m

沖洗強度：15L/s.m2 沖洗時間：6min

膨脹率：45% 含泥量：砂濾料<0.8%

濾床參數(shù)見下表：

承托層參數(shù)見下表：

4.2 運行要求；

濾層含泥量每年高峰前后各測一次。

墊層平整度每年高峰前后各測一次。

濾料級配每年測定一次。

沖洗強度及膨脹率每年測定兩次。

4.3 排水池排泥機每年檢測兩次。

5.加藥

混凝藥劑的投加

5.1 藥劑的品種

品種：聚合氯化鋁 AL2（OH）nCL6-nLm n=1—5， m≤10

5.2 加藥方式及加藥點

加藥方式：泵投加。

設(shè)備：流動電流檢測儀、變頻器、計量泵。

加藥點：靜態(tài)混凝器前。

5.3 加藥工藝流程圖

儲藥池——吸藥井——攪拌罐——溶液池——計量泵——加藥點

5.4 投藥量的確定：投藥部門根據(jù)化驗室當日指標調(diào)整投加藥量

設(shè)備投藥能力：1200L/h 一用一備

投藥量計量：計量泵。

5.5 運行要求：

生產(chǎn)中藥劑投加必須做到計量準確、調(diào)整及時、藥液濃度穩(wěn)定。

6.加氯

6.1 加氯的品種

品種：次氯酸鈉溶液

外文名 ：Sodium Hypochlorite

次氯酸鈉溶液是次氯酸鈉的溶解液微黃色溶液有似氯氣的氣味是化工業(yè)中經(jīng)常使用的化學(xué)用品

6.2技 術(shù)參數(shù)：設(shè)計投氯量：7mg/L 最大投氯量：10mg/L。

6.3 運行要求：投氯必須做到計量準確，投加均勻，調(diào)整及時，檢驗及時

7.污水回用系統(tǒng)

廠生產(chǎn)反沖水等經(jīng)管道流入排水池，經(jīng)沉淀后污泥由排泥機排入污泥存放場地，水再經(jīng)管道流入廠調(diào)節(jié)池，以節(jié)約水源。

廠內(nèi)排水池兩座，每座平面面積：578m2。

8 清水庫

清水庫數(shù)量：2座

8.1 運行參數(shù)

清水庫總?cè)萘浚?8900 m3

清水庫總有效容量： 8000 m3

清水庫運行水位：2.2-4.8m 液位計顯示：1.0-3.6m

8.2 清水庫運行要求

清水庫清刷周期3—5年。

清水庫上面的通風(fēng)孔、人孔必須加罩加銷。

清水庫設(shè)備完好率>98%。

9 送水泵房

送水泵房建筑面積：980.55m2，內(nèi)有水泵間、高、低配電室、值班室等組成，現(xiàn)有6臺水泵機組。

9.1 運行要求

水泵電機電流不能超過額定值。

環(huán)境溫度≤35℃時，電流按額定處理。

環(huán)境溫度>35℃時，實際電流較額定電流遞減。

實際電壓與額定電壓相差±10%范圍內(nèi)。

送水泵房設(shè)備完好率≥98%。

運行中水泵效率≥75%。

9.2 主要設(shè)備

9.2.1水泵機組

9.2.2變頻器

9.2.3閘閥

9.2.3.1進水閥門

9.2.3.2出水閥門

9.2.4附屬設(shè)備

10 其它構(gòu)筑物

10.1 綜合辦公樓

10.1.1建筑面積：2525 m2

10.1.2建筑占地面積：1305 m2

10.1.3其它

建筑層數(shù)：局部三層

建筑層高：二、三層組團層高3.6m，單層層高4.2m。

10.2 管網(wǎng)維修樓

建筑面積：789.98 m2

建筑層數(shù)：三層

10.3 除氟車間

建筑面積：337.3 m2

建筑層數(shù)：一層

10.4 傳達室

建筑面積：35.6 m2

建筑層數(shù)：一層

11 變配電系統(tǒng)

本廠為雙電源，二個電源同時供電，互為備用，負荷等級為一級負荷。廠區(qū)動力及照明電源均采用電纜供電方式，電纜敷設(shè)采用電纜溝和直埋相結(jié)合的方式，廠區(qū)照明電纜采用直埋方式，廠區(qū)構(gòu)筑物均安裝避雷設(shè)施，并有可靠的接地極。

11.1高壓供電室

建筑面積： 212.4 m2，內(nèi)設(shè)高壓開關(guān)柜14面分別為：

11.2低壓供電室

建筑面積： 212.4 m2

內(nèi)設(shè)高壓開關(guān)柜28面分別負責全廠所有部位的電力供應(yīng)

12 自動化系統(tǒng)

12.1 生產(chǎn)自控系統(tǒng)

本水廠自控系統(tǒng)為總線型，集中管理分散控制的集散系統(tǒng)，分為現(xiàn)場層和廠調(diào)度兩層，現(xiàn)場設(shè)采集站或操作站，廠調(diào)度室為中心管理站，各站通過MB+網(wǎng)實現(xiàn)對等通訊

一.現(xiàn)場站

現(xiàn)場站完成該站重要工藝參數(shù)的采集或過程控制及數(shù)傳通訊

1.1#PLC完成源水水質(zhì)、進水泵房、加氯加藥工藝參數(shù)的連續(xù)檢測.

2.濾站設(shè)2#-7#PLC，1CD—6CD操作臺及一臺工控機，2#--6#PLC分別完成1#--5#濾池工藝參數(shù)的采集及過程自動控制，在1CD—5CD操作臺上可實現(xiàn)相應(yīng)濾池的單步自動控制，便于調(diào)試和維修，7#PLC，6CD完成反沖洗泵的開停控制以實現(xiàn)高位水箱自動上水及液位控制

3.8#PLC設(shè)在變配電室儀表間，完成清水庫、出廠水質(zhì)、送水泵房、出廠干管工藝參數(shù)的連續(xù)檢測

二.中心調(diào)度室

中心調(diào)度室為全廠的中心管理站，現(xiàn)場站采集的工藝參數(shù)通過MB+網(wǎng)送至上位工控機，為保證系統(tǒng)可靠性，配置兩臺工控機，調(diào)度人員可通過計算機屏幕上的工藝流程圖、數(shù)據(jù)表格、趨勢圖等了解全廠生產(chǎn)的運行情況，并可進行報警打印、報表打印及統(tǒng)計計算，中心調(diào)度室配置管理用微機一臺，完成生產(chǎn)報表打印、PLC組態(tài)，軟件開發(fā)等，中心調(diào)度室配置大屏幕投影子系統(tǒng)，可將工控機屏幕上的畫面清晰的投影到120”的屏幕上，也可播放有關(guān)錄像資料

三.軟件功能及編程要求

1.Modsoft編程軟件的功能

該軟件是集成化的編程軟件，可用于對Modicon可編程控制器（PLC）進行編程、編輯、生成檔案文件，其應(yīng)用范圍包括：圖形編輯，文本編輯，應(yīng)用組態(tài)，控制器間的數(shù)據(jù)通訊，檔案文件的生成等，Modsoft在中心調(diào)度室管理機上運行，

2.監(jiān)控軟件的功能要求

監(jiān)控軟件FIX-DMACS在中心調(diào)度室主機和濾站控制室微機上運行該軟件是操作人員和計算機進行人機交互的界面，F(xiàn)IX支持Modbus plus通訊協(xié)議，使上位主機與PLC通過MB+網(wǎng)進行數(shù)傳通訊，因此FIX軟件是實現(xiàn)水廠自動化的核心軟件，其功能直接影響水廠的自動化水平

自控主要件：美國AB公司產(chǎn)，1747-L541 CPU模擬處理器 1746-N18模擬（計算機）輸入系統(tǒng)（8路） 1746-N14模擬輸入（4路） 1784-KTX通訊聯(lián)接卡 1747-CD10雙軸電纜 1746-OW16繼電器輸出數(shù)組 1746-P2電源 1746-A10機架1746-1B16直流輸入數(shù)組 信號隔離器 日本 K-YNIT SIGNAL CONDITIONER 產(chǎn) 型號KWVS-AAA-R 輸入：4-20MA DC 兩路輸出：4-20MA DC 工作電壓：24V DC 繼電器：RY4S-U DC：24V

12.2廠視頻監(jiān)控系統(tǒng)

12.2.1點位設(shè)計

廠重點部位：調(diào)度室、財務(wù)室、藥品庫、清水庫等應(yīng)裝有攝像機。

廠生產(chǎn)工藝：為了生產(chǎn)的安全進行和實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，在廠生產(chǎn)中對關(guān)鍵部位、關(guān)鍵設(shè)備處要裝有攝像機。

廠區(qū)安全：在廠區(qū)內(nèi)合適位置、在相應(yīng)建筑物樓頂設(shè)置動點攝像機

本次共按裝45個點位，基本完成了全廠生產(chǎn)及廠區(qū)的全覆蓋。

12.2.2攝像機

根據(jù)監(jiān)控點的情況需要。采用高清網(wǎng)絡(luò)紅外一體化槍機、高清網(wǎng)絡(luò)紅外防爆一體化槍機及高清網(wǎng)絡(luò)紅外一體化球機相結(jié)合的方式。

攝像機選型

1.高清網(wǎng)絡(luò)紅外一體化槍機（DS-2CD4220YFQ-IS）

是集傳統(tǒng)的模擬攝像機和網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器于一體的嵌入式數(shù)字監(jiān)控產(chǎn)品。采用嵌入式操作系統(tǒng)和高性能硬件處理平臺，系統(tǒng)調(diào)度效率高，代碼固化在Flash中，體積小，具有較高穩(wěn)定性和可靠性，其主要特性如下

分辨率200萬像素（1920*1080）

2.高清紅外網(wǎng)絡(luò)攝像機（DS-2CD2720FD-IS）

采用先進的視頻壓縮技術(shù)，支持H.264/MJPEG 多種編碼方式，處理靈活，支持變碼率，在設(shè)定視頻圖像質(zhì)量的同時，也可限定視頻圖像的壓縮碼流。

分辨率200萬像素（1920*1080）

支持雙碼流，可使用手機監(jiān)控。

3.高清網(wǎng)絡(luò)紅外防爆攝像儀（DS-FB4024）

隔爆攝像儀集傳統(tǒng)的模擬隔爆攝像機儀和網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器于一體的嵌入式數(shù)字監(jiān)控產(chǎn)品。采用嵌入式操作系統(tǒng)和高性能硬件處理平臺，系統(tǒng)調(diào)度效率高，代碼固化在Flash中，體積小，具有較高較高性和可靠性，其產(chǎn)品特性如下：

采用先進的視頻壓縮技術(shù)，支持H.264/MPEG4/MJPEG 多種編碼方式，處理靈活，支持變碼率，在設(shè)定視頻圖像質(zhì)量的同時，也可限定視頻圖像的壓縮碼流。

分辨率200萬像素（1920*1080）

支持雙碼流，可使用手機監(jiān)控。

4.高清網(wǎng)絡(luò)紅外一體化球型機（DS-2DE718D-Y）

智能球機是集網(wǎng)絡(luò)遠程監(jiān)控功能、視頻服務(wù)器功能和高清智能球功能為一體的新型網(wǎng)絡(luò)智能球。智能球安裝方便、使用簡單，不需要繁瑣的綜合布線。

分辨率200萬像素（1920*1080）

云臺控制

智能球可通過多種方式進行水平及垂直方向的運動控制、鏡頭變倍等控制，控制方式包括控制鍵盤、NVR及其瀏覽器。

2.12.2.3硬盤錄像機

硬盤錄像機選用NVR DS-8616N-E8機型

該機支持網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接入，可以接入網(wǎng)絡(luò)攝像機、網(wǎng)絡(luò)快球和網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器，可接入第三方網(wǎng)絡(luò)攝像機，也可通過協(xié)議自定義方式接入第三方攝像機。

最多支持8個SATA硬盤，每個SATA硬盤支持最大容量為4T

12.2.4千兆交換機

12.2.4.1全千兆以太網(wǎng)交換機選用NETGEAR（美國網(wǎng)件公司）GS308，該產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)接口：用10BASE-T 100BASE-TX或1000BASE-T的RJ-45接頭 網(wǎng)絡(luò)線纜：超五類（Cat 5e）或更佳的以太網(wǎng)線 端口數(shù)量：8 電源適配器：12V@0.5A直流輸入 功耗：3.8W（最高）

12.2.4.2千兆以太網(wǎng)交換機，NETGEAR JGS516，內(nèi)存 2MB，？傳輸速率？10Mbps/100 Mbps/1000 Mbps ，網(wǎng)絡(luò)標準IEEE 802.3i， 802.3u， 802.3ab，802.3x，端口數(shù)量16，接口介質(zhì) 10/100/1000Base-TX，傳輸模式 全雙工/半雙工自適應(yīng)，交換方式 存儲-轉(zhuǎn)發(fā)？。

12.2.5光纖接收器

選用netLINK HTB-1100S型光纖接收器，HTB-1100S是10/100M自適應(yīng)雙纖雙向單模光纖收發(fā)器，它完全符合IEEE802.3 10BaseT， IEEE802.3u 100BaseTX， 100Base-FX標準。并已通過了信息產(chǎn)業(yè)部電信設(shè)備進網(wǎng)檢測，所有技術(shù)指標全部達到了入網(wǎng)標準。

12.2.6錄像機內(nèi)硬盤

選用ST3000VXOOO，3T，7200，3.5”，SATA硬盤（每臺NVR硬盤錄像機內(nèi)裝8塊）。

12.2.7網(wǎng)絡(luò)線纜

廠區(qū)主線采用4芯單模光纖。

建筑物內(nèi)采用超五類雙絞線。

12.2.8網(wǎng)絡(luò)鍵盤

采用DS-1100K 網(wǎng)絡(luò)鍵盤。

結(jié)語：水廠自上世紀90年代建成，正式生產(chǎn)已經(jīng)有十幾年的時間，設(shè)備已進入正常運行狀態(tài)，進行著穩(wěn)定的生產(chǎn)。

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