某净水厂的生产工艺及设施、设备

杜新城

[摘 要]本文主要简述了某净水厂生产工艺概况。重点强调水厂各工段的主要设备与技术参数，中控室、水厂各工段的PLC站的设置和工艺要求，及水厂视频监控系统的选型与技术参数，对水厂各工段的生产参数进行了讲述。

[关键词]生产工艺；设施、设备；自控系统；工艺流程；工艺要求；视频监控系统

中图分类号：TU991.24 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）01-0028-04

引言：随着科技的发展和社会的进步，水处理技术也在不断的发展、完善，同时对自来水水质的要求也越来越高。对一个水厂，你只有充分了解它，才能管理好它并更好的为社会服务。

1.概况

水厂总占地面积：102.9亩（68616 m2）。该水厂设计总规模为水量可达9万m？/d。其中日供粗质水3万m？/d ，日生产水6万m？/d，分二期建设，一期为3万m？/d，于1998年左右建成，共计构筑物（地下或半地下水池）7项，建筑物10项，部分建构筑物土建工程按6万m？/d进行设计。

园区水源采取以引滦河水为主要水源。

2.运行要求：供生产水流量：530--580 m3/h。

3.供水设施

水厂总建筑面积：10820 m2，水厂主要由原水调节池、进水泵房、加药加氯间、反应池、沉淀池、滤池、清水库、送水泵房组成，厂二期留有空地。建筑物层数：综合楼、管网维修站为三层；滤站局部为三层、加氯加药间局部为二层；其余均为一层。

4.原水管线及供水管网

给水管网：沿园区主干道敷设直径600mm-1000 mm的环形干管，其它道路敷设直径100 mm-500 mm的供水管，供水压力按满足六层民用建筑即24米水压考虑。管网长度约22.63公里，管材以球墨铸铁管为主，有部分钢管和石棉水泥接口的铸管，供水管网管龄多在十年以上。

5.工艺流程

水厂工艺流程：引滦水源→调节池→取水口→进水泵房→静态混凝器→反应池→斜管沉淀池→四阀滤池→清水池→吸水井→送水泵房→市政管网

主要构筑物及设备

1.原水调节池

水厂调节池设计蓄水能力：60000 m3；最大蓄水能力：90523 m3，设计水位5m；警戒水位：5.5m，运行水位：2.5—5m。

2.进水泵房

进水泵房建筑面积：479.1m2，内有水泵间、配电间，现有7台水泵机组，1#—4#泵用于生产，5#—#号泵用于供粗质水。

2.1主要设备

2.1.1水泵机组

2.1.2变频器

2.1.3闸阀

2.1.3.1进水阀门

2.1.3.2出水阀门

2.1.4附属设备

3.混合、絮凝、沉淀池

3.1 混合、絮凝（混合反应）

混合反应池数量：2座

3.1.1运行参数

混合反应运行参数见下表

3.1.2运行要求

混合反应后，反应池出口应有明显絮体出现。分离度高、密实、沉淀。反应池内排泥按技术操作要求，定期进行。反应池每年进行一次全面清洗。

3.2 沉淀

3.2.1运行参数

沉淀池数量 ：2座

沉淀池单池流量 15000m3/d

沉淀池运行水位 8.90m

停留时间 ≥30min

排泥历时 ≥6 h

3.2.2水质检验

3.2.3运行要求

排泥车运行时间

源水浊度≤20mg/L时，排泥历时≤12小时。

源水浊度>20mg/L时，排泥历时24小时连续排泥

沉淀池穿孔排泥管排泥定期进行。

沉淀池水位不宜频繁变化。

沉淀池表面每月冲洗一次。

斜管沉淀池每6个月全面清洗一次

4.滤站

滤站现有四阀滤池5个

过滤

4.1 滤池运行参数

运行水位：7.8-8.0 m 液位计显示：1.8-2.0 m

滤速范围：6.55-7.0 m / h 滤池有效过滤面积：42 m3

运行周期：滤池水头损失不大于2.0 m或滤后水浊度不大于0.8NTU。

冲洗水位：17.5-18.2 m 液位计显示：2.3-3.0 m

冲洗强度：15L/s.m2 冲洗时间：6min

膨胀率：45% 含泥量：砂滤料<0.8%

滤床参数见下表：

承托层参数见下表：

4.2 运行要求；

滤层含泥量每年高峰前后各测一次。

垫层平整度每年高峰前后各测一次。

滤料级配每年测定一次。

冲洗强度及膨胀率每年测定两次。

4.3 排水池排泥机每年检测两次。

5.加药

混凝药剂的投加

5.1 药剂的品种

品种：聚合氯化铝 AL2（OH）nCL6-nLm n=1—5， m≤10

5.2 加药方式及加药点

加药方式：泵投加。

设备：流动电流检测仪、变频器、计量泵。

加药点：静态混凝器前。

5.3 加药工艺流程图

储药池——吸药井——搅拌罐——溶液池——计量泵——加药点

5.4 投药量的确定：投药部门根据化验室当日指标调整投加药量

设备投药能力：1200L/h 一用一备

投药量计量：计量泵。

5.5 运行要求：

生产中药剂投加必须做到计量准确、调整及时、药液浓度稳定。

6.加氯

6.1 加氯的品种

品种：次氯酸钠溶液

外文名 ：Sodium Hypochlorite

次氯酸钠溶液是次氯酸钠的溶解液微黄色溶液有似氯气的气味是化工业中经常使用的化学用品

6.2技 术参数：设计投氯量：7mg/L 最大投氯量：10mg/L。

6.3 运行要求：投氯必须做到计量准确，投加均匀，调整及时，检验及时

7.污水回用系统

厂生产反冲水等经管道流入排水池，经沉淀后污泥由排泥机排入污泥存放场地，水再经管道流入厂调节池，以节约水源。

厂内排水池两座，每座平面面积：578m2。

8 清水库

清水库数量：2座

8.1 运行参数

清水库总容量： 8900 m3

清水库总有效容量： 8000 m3

清水库运行水位：2.2-4.8m 液位计显示：1.0-3.6m

8.2 清水库运行要求

清水库清刷周期3—5年。

清水库上面的通风孔、人孔必须加罩加销。

清水库设备完好率>98%。

9 送水泵房

送水泵房建筑面积：980.55m2，内有水泵间、高、低配电室、值班室等组成，现有6台水泵机组。

9.1 运行要求

水泵电机电流不能超过额定值。

环境温度≤35℃时，电流按额定处理。

环境温度>35℃时，实际电流较额定电流递减。

实际电压与额定电压相差±10%范围内。

送水泵房设备完好率≥98%。

运行中水泵效率≥75%。

9.2 主要设备

9.2.1水泵机组

9.2.2变频器

9.2.3闸阀

9.2.3.1进水阀门

9.2.3.2出水阀门

9.2.4附属设备

10 其它构筑物

10.1 综合办公楼

10.1.1建筑面积：2525 m2

10.1.2建筑占地面积：1305 m2

10.1.3其它

建筑层数：局部三层

建筑层高：二、三层组团层高3.6m，单层层高4.2m。

10.2 管网维修楼

建筑面积：789.98 m2

建筑层数：三层

10.3 除氟车间

建筑面积：337.3 m2

建筑层数：一层

10.4 传达室

建筑面积：35.6 m2

建筑层数：一层

11 变配电系统

本厂为双电源，二个电源同时供电，互为备用，负荷等级为一级负荷。厂区动力及照明电源均采用电缆供电方式，电缆敷设采用电缆沟和直埋相结合的方式，厂区照明电缆采用直埋方式，厂区构筑物均安装避雷设施，并有可靠的接地极。

11.1高压供电室

建筑面积： 212.4 m2，内设高压开关柜14面分别为：

11.2低压供电室

建筑面积： 212.4 m2

内设高压开关柜28面分别负责全厂所有部位的电力供应

12 自动化系统

12.1 生产自控系统

本水厂自控系统为总线型，集中管理分散控制的集散系统，分为现场层和厂调度两层，现场设采集站或操作站，厂调度室为中心管理站，各站通过MB+网实现对等通讯

一.现场站

现场站完成该站重要工艺参数的采集或过程控制及数传通讯

1.1#PLC完成源水水质、进水泵房、加氯加药工艺参数的连续检测.

2.滤站设2#-7#PLC，1CD—6CD操作台及一台工控机，2#--6#PLC分别完成1#--5#滤池工艺参数的采集及过程自动控制，在1CD—5CD操作台上可实现相应滤池的单步自动控制，便于调试和维修，7#PLC，6CD完成反冲洗泵的开停控制以实现高位水箱自动上水及液位控制

3.8#PLC设在变配电室仪表间，完成清水库、出厂水质、送水泵房、出厂干管工艺参数的连续检测

二.中心调度室

中心调度室为全厂的中心管理站，现场站采集的工艺参数通过MB+网送至上位工控机，为保证系统可靠性，配置两台工控机，调度人员可通过计算机屏幕上的工艺流程图、数据表格、趋势图等了解全厂生产的运行情况，并可进行报警打印、报表打印及统计计算，中心调度室配置管理用微机一台，完成生产报表打印、PLC组态，软件开发等，中心调度室配置大屏幕投影子系统，可将工控机屏幕上的画面清晰的投影到120”的屏幕上，也可播放有关录像资料

三.软件功能及编程要求

1.Modsoft编程软件的功能

该软件是集成化的编程软件，可用于对Modicon可编程控制器（PLC）进行编程、编辑、生成档案文件，其应用范围包括：图形编辑，文本编辑，应用组态，控制器间的数据通讯，档案文件的生成等，Modsoft在中心调度室管理机上运行，

2.监控软件的功能要求

监控软件FIX-DMACS在中心调度室主机和滤站控制室微机上运行该软件是操作人员和计算机进行人机交互的界面，FIX支持Modbus plus通讯协议，使上位主机与PLC通过MB+网进行数传通讯，因此FIX软件是实现水厂自动化的核心软件，其功能直接影响水厂的自动化水平

自控主要件：美国AB公司产，1747-L541 CPU模拟处理器 1746-N18模拟（计算机）输入系统（8路） 1746-N14模拟输入（4路） 1784-KTX通讯联接卡 1747-CD10双轴电缆 1746-OW16继电器输出数组 1746-P2电源 1746-A10机架1746-1B16直流输入数组 信号隔离器 日本 K-YNIT SIGNAL CONDITIONER 产 型号KWVS-AAA-R 输入：4-20MA DC 两路输出：4-20MA DC 工作电压：24V DC 继电器：RY4S-U DC：24V

12.2厂视频监控系统

12.2.1点位设计

厂重点部位：调度室、财务室、药品库、清水库等应装有摄像机。

厂生产工艺：为了生产的安全进行和实现自动化生产，在厂生产中对关键部位、关键设备处要装有摄像机。

厂区安全：在厂区内合适位置、在相应建筑物楼顶设置动点摄像机

本次共按装45个点位，基本完成了全厂生产及厂区的全覆盖。

12.2.2摄像机

根据监控点的情况需要。采用高清网络红外一体化枪机、高清网络红外防爆一体化枪机及高清网络红外一体化球机相结合的方式。

摄像机选型

1.高清网络红外一体化枪机（DS-2CD4220YFQ-IS）

是集传统的模拟摄像机和网络视频服务器于一体的嵌入式数字监控产品。采用嵌入式操作系统和高性能硬件处理平台，系统调度效率高，代码固化在Flash中，体积小，具有较高稳定性和可靠性，其主要特性如下

分辨率200万像素（1920*1080）

2.高清红外网络摄像机（DS-2CD2720FD-IS）

采用先进的视频压缩技术，支持H.264/MJPEG 多种编码方式，处理灵活，支持变码率，在设定视频图像质量的同时，也可限定视频图像的压缩码流。

分辨率200万像素（1920*1080）

支持双码流，可使用手机监控。

3.高清网络红外防爆摄像仪（DS-FB4024）

隔爆摄像仪集传统的模拟隔爆摄像机仪和网络视频服务器于一体的嵌入式数字监控产品。采用嵌入式操作系统和高性能硬件处理平台，系统调度效率高，代码固化在Flash中，体积小，具有较高较高性和可靠性，其产品特性如下：

采用先进的视频压缩技术，支持H.264/MPEG4/MJPEG 多种编码方式，处理灵活，支持变码率，在设定视频图像质量的同时，也可限定视频图像的压缩码流。

分辨率200万像素（1920*1080）

支持双码流，可使用手机监控。

4.高清网络红外一体化球型机（DS-2DE718D-Y）

智能球机是集网络远程监控功能、视频服务器功能和高清智能球功能为一体的新型网络智能球。智能球安装方便、使用简单，不需要繁琐的综合布线。

分辨率200万像素（1920*1080）

云台控制

智能球可通过多种方式进行水平及垂直方向的运动控制、镜头变倍等控制，控制方式包括控制键盘、NVR及其浏览器。

2.12.2.3硬盘录像机

硬盘录像机选用NVR DS-8616N-E8机型

该机支持网络设备接入，可以接入网络摄像机、网络快球和网络视频服务器，可接入第三方网络摄像机，也可通过协议自定义方式接入第三方摄像机。

最多支持8个SATA硬盘，每个SATA硬盘支持最大容量为4T

12.2.4千兆交换机

12.2.4.1全千兆以太网交换机选用NETGEAR（美国网件公司）GS308，该产品网络接口：用10BASE-T 100BASE-TX或1000BASE-T的RJ-45接头 网络线缆：超五类（Cat 5e）或更佳的以太网线 端口数量：8 电源适配器：12V@0.5A直流输入 功耗：3.8W（最高）

12.2.4.2千兆以太网交换机，NETGEAR JGS516，内存 2MB，？传输速率？10Mbps/100 Mbps/1000 Mbps ，网络标准IEEE 802.3i， 802.3u， 802.3ab，802.3x，端口数量16，接口介质 10/100/1000Base-TX，传输模式 全双工/半双工自适应，交换方式 存储-转发？。

12.2.5光纤接收器

选用netLINK HTB-1100S型光纤接收器，HTB-1100S是10/100M自适应双纤双向单模光纤收发器，它完全符合IEEE802.3 10BaseT， IEEE802.3u 100BaseTX， 100Base-FX标准。并已通过了信息产业部电信设备进网检测，所有技术指标全部达到了入网标准。

12.2.6录像机内硬盘

选用ST3000VXOOO，3T，7200，3.5”，SATA硬盘（每台NVR硬盘录像机内装8块）。

12.2.7网络线缆

厂区主线采用4芯单模光纤。

建筑物内采用超五类双绞线。

12.2.8网络键盘

采用DS-1100K 网络键盘。

结语：水厂自上世纪90年代建成，正式生产已经有十几年的时间，设备已进入正常运行状态，进行着稳定的生产。

参考文献

[1] 海康威视《硬盘录像机系列 操作手册》 P1.

[2] 海康威视《42XX网络摄像机快速操作指南》 P5.

[3] 海康威视《42XX网络摄像机快速操作指南》 P5.

[4] 海康威视《网络高清一体机使用手册》 P7.

[5] 海康威视《E系列网络高清智能球机操作手册》 P4.