該(gai)水(shui)(shui)廠(chang)始建(jian)于1971年，水(shui)(shui)源為(wei)赤坎(kan)水(shui)(shui)庫(ku)，經四次擴建(jian)后，供水(shui)(shui)能力達(da)(da)10×104 m3/d。生(sheng)產(chan)工(gong)(gong)藝除第4次擴建(jian)采用孔室反(fan)應—斜管沉(chen)淀—雙(shuang)閥(fa)濾池(chi)外，其余均(jun)為(wei)脈沖澄清池(chi)—虹(hong)吸(xi)濾池(chi)。全廠(chang)形成(cheng)五個系列(lie)，布(bu)局(ju)紊亂，管理(li)困難，投(tou)藥及水(shui)(shui)泵運行完全由人(ren)工(gong)(gong)控制，設備和(he)(he)工(gong)(gong)藝都很落后。80年代以(yi)來，水(shui)(shui)庫(ku)污(wu)染日(ri)益加(jia)劇，原水(shui)(shui)富營養(yang)化(hua)嚴重，藻類大量(liang)繁(fan)殖，水(shui)(shui)質(zhi)已下(xia)降為(wei)Ⅲ、Ⅳ類，水(shui)(shui)廠(chang)出水(shui)(shui)水(shui)(shui)質(zhi)大多達(da)(da)不到國家標(biao)準，水(shui)(shui)量(liang)也不能滿足該(gai)區人(ren)口和(he)(he)經濟(ji)發(fa)展(zhan)的(de)需要。1995年市(shi)政府決定(ding)對該(gai)廠(chang)進行擴建(jian)改(gai)造，要求工(gong)(gong)程完成(cheng)后達(da)(da)到可(ke)(ke)靠(不間(jian)斷供水(shui)(shui))、優質(zhi)(出廠(chang)水(shui)(shui)質(zhi)可(ke)(ke)比項目(mu)達(da)(da)到歐盟標(biao)準)、高效(物耗低)的(de)目(mu)的(de)。

1　擴建改造總體方案

工程總(zong)規模為20×104 m3/d，由三部分組成：

①　引(yin)水工程(cheng)：從7.4km外的青年(nian)運河干渠直接引(yin)入運河水(水質為Ⅱ類)，避開水庫的污染。

②　擴建工程(cheng)：把原第(di)1、2、3、4系列的建(構)筑物全部拆除，清理出場地，新建生產能(neng)力為15×104m3/d的網格反應(ying)池(chi)(chi)(chi)、平(ping)流沉淀池(chi)(chi)(chi)、V型濾池(chi)(chi)(chi)和清水池(chi)(chi)(chi)(迭合在(zai)沉淀池(chi)(chi)(chi)之(zhi)下)，加藥消毒則按(an)20×104m3/d建設。

③　改(gai)(gai)造工程：新(xin)系列(lie)投產之后(hou)(hou)，對原(yuan)(yuan)第5系列(lie)的反應(ying)、沉淀、過濾(lv)池進行(xing)必要(yao)(yao)的技(ji)術改(gai)(gai)造并使其(qi)(qi)達(da)到自(zi)動(dong)化控制的要(yao)(yao)求。原(yuan)(yuan)一(yi)(yi)、二級泵房(fang)在(zai)第4次擴建(jian)時已按20×104m3/d設計，在(zai)擴建(jian)工程的同時對其(qi)(qi)進行(xing)自(zi)動(dong)化改(gai)(gai)造。鑒于原(yuan)(yuan)設計存在(zai)一(yi)(yi)些問題，為使其(qi)(qi)水(shui)質與新(xin)建(jian)系列(lie)一(yi)(yi)致(zhi)，改(gai)(gai)造后(hou)(hou)按5×104m3/d運行(xing)。

水廠(chang)擴建和改造兩部分的(de)實際投資為7 500萬元(yuan)人(ren)民幣(bi)，其中引進外國(guo)設(she)備技(ji)術172萬美(mei)元(yuan)(折合人(ren)民幣(bi)1 430萬元(yuan))。該廠(chang)投入(ru)自(zi)動化運行一年(nian)多的(de)實踐(jian)表明(ming)，工程達到可靠、優質(zhi)、高效的(de)要求，取得了較好的(de)效益。

2　實現水廠自動化

水(shui)(shui)(shui)廠自(zi)動化的(de)(de)主(zhu)要(yao)目的(de)(de)不是(shi)節(jie)省勞動力，而是(shi)實現可靠、優質、高效的(de)(de)保(bao)(bao)證(zheng)。生產(chan)過(guo)程(cheng)的(de)(de)自(zi)動檢測、調(diao)整(zheng)、控制(zhi)(zhi)和(he)事(shi)故(gu)報警(jing)可保(bao)(bao)證(zheng)設備在(zai)規定(ding)狀態(tai)下(xia)運行，防(fang)范事(shi)故(gu)于(yu)未然，實現不間斷的(de)(de)可靠供水(shui)(shui)(shui)；投藥(yao)、過(guo)濾、消毒等工藝(yi)過(guo)程(cheng)實施閉環控制(zhi)(zhi)，可以隨著水(shui)(shui)(shui)量(liang)、水(shui)(shui)(shui)質的(de)(de)變化及(ji)時(shi)調(diao)整(zheng)工藝(yi)參(can)數，保(bao)(bao)證(zheng)出水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質達標；出廠水(shui)(shui)(shui)壓(ya)自(zi)動調(diao)整(zheng)，能保(bao)(bao)證(zheng)穩定(ding)的(de)(de)服(fu)務(wu)水(shui)(shui)(shui)壓(ya)，減少(shao)爆管和(he)漏(lou)失水(shui)(shui)(shui)量(liang)；生產(chan)過(guo)程(cheng)的(de)(de)優化運行大大減少(shao)了水(shui)(shui)(shui)、氣、電和(he)各(ge)種藥(yao)劑的(de)(de)浪費，達到低耗高效。

根據水(shui)廠各(ge)車(che)間(jian)(站(zhan)(zhan))地域(yu)分布集中、對響(xiang)應(ying)時間(jian)和控(kong)(kong)(kong)制(zhi)精度要求(qiu)較低的特點(dian)，選擇了結構簡(jian)單、性(xing)能可(ke)靠、組網容(rong)易(yi)、價格便(bian)宜的PC+PLC系統(tong)，采(cai)取機(ji)旁(pang)、車(che)間(jian)(站(zhan)(zhan))及中央控(kong)(kong)(kong)制(zhi)室(shi)三級控(kong)(kong)(kong)制(zhi)方式(shi)。中央控(kong)(kong)(kong)制(zhi)室(shi)和原水(shui)泵(beng)房子(zi)(zi)站(zhan)(zhan)、加藥(yao)間(jian)子(zi)(zi)站(zhan)(zhan)、新濾池子(zi)(zi)站(zhan)(zhan)、舊濾池子(zi)(zi)站(zhan)(zhan)、清水(shui)泵(beng)房子(zi)(zi)站(zhan)(zhan)等5個分控(kong)(kong)(kong)站(zhan)(zhan)組成一(yi)個控(kong)(kong)(kong)制(zhi)網絡。每個子(zi)(zi)站(zhan)(zhan)配一(yi)臺PLC，既可(ke)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)站(zhan)(zhan)內設備，又可(ke)與(yu)其它子(zi)(zi)站(zhan)(zhan)通訊，中央控(kong)(kong)(kong)制(zhi)室(shi)負責全廠設備統(tong)一(yi)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)、調(diao)動(dong)。

①　濾(lv)池(chi)控(kong)制(zhi)PLC：傳(chuan)統(tong)V型(xing)濾(lv)池(chi)是每(mei)格濾(lv)池(chi)用(yong)一(yi)臺PLC控(kong)制(zhi)運行，再(zai)用(yong)一(yi)臺公共PLC控(kong)制(zhi)整組濾(lv)池(chi)的反沖洗(分布式)。現在采用(yong)集中控(kong)制(zhi)，一(yi)臺PLC不僅控(kong)制(zhi)各格濾(lv)池(chi)運行，也同時控(kong)制(zhi)整組濾(lv)池(chi)反沖洗，既(ji)簡化結(jie)構，又節省投資。

②　濾池(chi)控制閥門：氣動(dong)蝶閥需要一套壓(ya)縮空氣系統(tong)和配氣系統(tong)作為動(dong)力氣源。電動(dong)蝶閥則很簡單，但啟閉(bi)時間長(約100 s)，導致反沖洗耗時增(zeng)大。故(gu)在條件(jian)許可情況下采(cai)用(yong)氣動(dong)蝶閥較好。

③　濾池(chi)進(jin)水閥(fa)門：傳統V型濾池(chi)使(shi)用閘板閥(fa)。該閥(fa)價格較(jiao)高、密封性較(jiao)差且不美觀。用可調蝶閥(fa)代替。

④　SCD：由于加(jia)藥(yao)間已有PLC統(tong)一(yi)控制，故可(ke)選(xuan)用4200型(xing)代替價格(ge)較高(gao)的5200型(xing)，但(dan)一(yi)定要帶(dai)自清洗(xi)裝置，以便定時對探(tan)頭進行清洗(xi)。

⑤　投礬隔(ge)膜(mo)泵(beng)：新型(xing)橡膠隔(ge)膜(mo)泵(beng)的(de)連桿與(yu)隔(ge)膜(mo)之間采用軟接觸，比舊型(xing)號的(de)硬接觸大大延長了(le)壽命。電機的(de)頻率和(he)泵(beng)的(de)沖程則分別由原水(shui)流(liu)量和(he)SC值閉環控制(zhi)。

⑥　石(shi)灰投(tou)加系統(tong)：投(tou)加石(shi)灰粉(fen)塵(chen)大(da)，勞動條件差，灰渣多，易堵塞泵(beng)體和(he)管路。濕(shi)式投(tou)加比(bi)干式投(tou)加減(jian)少粉(fen)塵(chen)，貯斗(dou)進料部分選用國外密(mi)封式倒袋機，可(ke)大(da)大(da)減(jian)少粉(fen)塵(chen)，石(shi)灰乳(ru)投(tou)加用偏心螺桿(gan)泵(beng)，另加清(qing)水沖洗系統(tong)(停泵(beng)時用)防止泵(beng)體堵塞，輸送管道采用PVC軟管(拐彎部分用不銹鋼彎頭)可(ke)減(jian)少堵塞便(bian)于清(qing)通(tong)，石(shi)灰乳(ru)投(tou)加量通(tong)過(guo)原水流(liu)量和(he)pH值閉環控制(zhi)。

⑦　流(liu)量計：就水廠(chang)計量而(er)言，電磁(ci)流(liu)量計(±0.5%)、超聲(sheng)波(bo)流(liu)量計(±1%～±2%)均可滿(man)足要(yao)求。在滿(man)足直管段要(yao)求的前(qian)提(ti)下，通常小口徑用(yong)電磁(ci)流(liu)量計，大口徑用(yong)超聲(sheng)波(bo)流(liu)量計。舊式超聲(sheng)波(bo)流(liu)量計用(yong)模(mo)擬信(xin)號(hao)(hao)處理(li)技術，抗環境(jing)干擾能力弱，輸出(chu)信(xin)號(hao)(hao)不(bu)穩定，流(liu)量曲線頻繁上下顫動(dong)，既影響計量又影響投藥(yao)控制，全數字(zi)信(xin)號(hao)(hao)處理(li)技術有效地彌補了(le)上述(shu)缺陷。

⑧　壓(ya)差計：濾(lv)池(chi)(chi)的(de)水頭一般在30 kPa以內(nei)且(qie)較穩定。但氣水反沖洗(xi)時瞬間沖擊(ji)壓(ya)力可(ke)達此值的(de)數倍(bei)，容(rong)易導致(zhi)壓(ya)差計內(nei)密(mi)(mi)封(feng)(feng)圈(quan)泄(xie)漏和傳感器膜(mo)(mo)片(pian)損(sun)壞。選用EPDM(乙丙三鉛橡膠)密(mi)(mi)封(feng)(feng)圈(quan)、不銹鋼膜(mo)(mo)片(pian)比FPM(氟橡膠)密(mi)(mi)封(feng)(feng)圈(quan)、瓷質膜(mo)(mo)片(pian)耐(nai)用。此外，壓(ya)差計價格昂貴，也可(ke)用普(pu)通壓(ya)力計代替(與濾(lv)池(chi)(chi)池(chi)(chi)面(mian)的(de)水位(wei)計共同工作)。

⑨　儀(yi)表(biao)：測定加藥(yao)(yao)后(hou)水(shui)(shui)(shui)質參數儀(yi)表(biao)的(de)(de)(de)(de)取(qu)(qu)樣點(dian)既要(yao)設置(zhi)于(yu)藥(yao)(yao)劑與(yu)水(shui)(shui)(shui)充分(fen)混(hun)合后(hou)，又要(yao)盡(jin)量(liang)縮短(duan)水(shui)(shui)(shui)樣的(de)(de)(de)(de)滯后(hou)時間。原(yuan)水(shui)(shui)(shui)投礬后(hou)，其流動電流值時間效應(ying)十分(fen)明顯，故應(ying)在緊靠(kao)充分(fen)混(hun)合點(dian)處(chu)取(qu)(qu)樣，并盡(jin)可能縮短(duan)取(qu)(qu)樣點(dian)至傳感(gan)器(qi)之間的(de)(de)(de)(de)采樣管(guan)(guan)長度，削弱時間效應(ying)的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)，提高測定、控制的(de)(de)(de)(de)靈(ling)敏度。但各水(shui)(shui)(shui)質監測儀(yi)表(biao)的(de)(de)(de)(de)位置(zhi)又不宜太分(fen)散，可按現場情況(kuang)適當(dang)集中以便日常管(guan)(guan)理(li)。取(qu)(qu)樣管(guan)(guan)口(kou)應(ying)插入管(guan)(guan)道內(nei)1/4直徑處(chu)。不同(tong)量(liang)程的(de)(de)(de)(de)超聲波(bo)水(shui)(shui)(shui)位計，由于(yu)聲波(bo)頻(pin)率(lv)不同(tong)而(er)要(yao)求不同(tong)的(de)(de)(de)(de)盲區，故要(yao)把其探頭安(an)裝在最高水(shui)(shui)(shui)位之上的(de)(de)(de)(de)相(xiang)應(ying)距離處(chu)。

⑩　壓(ya)縮空氣配(pei)(pei)氣系(xi)統：空壓(ya)機的(de)(de)(de)使用(yong)壽命(ming)(ming)與其累計(ji)工作時間和啟(qi)動頻度有關。減少(shao)配(pei)(pei)氣系(xi)統的(de)(de)(de)泄(xie)(xie)漏(lou)可(ke)延(yan)長空壓(ya)機的(de)(de)(de)壽命(ming)(ming)。絲扣(kou)連接(jie)的(de)(de)(de)鍍鋅管(guan)氣密性差，用(yong)無縫鋼管(guan)(管(guan)件之(zhi)間電焊焊接(jie))和優質氣閥組(zu)成的(de)(de)(de)配(pei)(pei)氣系(xi)統可(ke)大大減少(shao)泄(xie)(xie)漏(lou)。

3　老系列改造

新(xin)系(xi)列投產后，對原有的第(di)5系(xi)列進(jin)行必(bi)要的改造，使其出水(shui)水(shui)質(zhi)能(neng)與(yu)新(xin)的要求相適應，運行控制實現自動化。

3.1　雙閥濾池

雙(shuang)閥(fa)指反沖(chong)洗進(jin)水(shui)閥(fa)(氣動蝶閥(fa))和(he)(he)進(jin)水(shui)鴨(ya)舌(she)(she)閥(fa)，過濾用(yong)鐘(zhong)罩式虹吸(xi)管和(he)(he)恒水(shui)位(wei)器控制。進(jin)水(shui)鴨(ya)舌(she)(she)閥(fa)要求反沖(chong)排(pai)水(shui)槽(cao)高置(槽(cao)頂(ding)至砂面達1.55m)，導致反沖(chong)耗水(shui)量大，稍(shao)大的(de)污泥塊很難排(pai)出，在濾層內形成泥球。該閥(fa)本身密(mi)封性甚差，反沖(chong)時依然有大量待濾水(shui)進(jin)入(ru)濾池排(pai)掉(diao)，虹吸(xi)鐘(zhong)罩在濾池停運后(hou)重新啟動困難。管廊設(she)計不合理，反沖(chong)進(jin)水(shui)管頂(ding)到管廊樓板底只(zhi)有1.45 m(至梁底只(zhi)有0.75m)，通風透光差，陰暗潮濕，安裝、維修不便，實(shi)現自動化也比較困難，所以對該池進(jin)行(xing)了(le)比較大的(de)改造。

①　為(wei)提高反(fan)沖效果、節約沖洗用水，池(chi)型(xing)由雙閥濾(lv)(lv)池(chi)改為(wei)氣水反(fan)沖洗濾(lv)(lv)池(chi)；沖洗強度按V型(xing)濾(lv)(lv)池(chi)不(bu)膨(peng)脹沖洗要(yao)求，即qa=15 L/(m2.s)，qw=5 L/(m2.s)；濾(lv)(lv)料(liao)由非均粒石英砂改為(wei)均粒石英砂(d=0.8～1.2mm，L=950mm)；濾(lv)(lv)板(ban)由陶瓷濾(lv)(lv)磚改為(wei)長(chang)柄濾(lv)(lv)頭濾(lv)(lv)板(ban)。

②　取消原反洗水(shui)槽，并(bing)按(an)不膨脹沖洗的(de)要求重新建造；用閘板閥(fa)代替原進水(shui)鴨(ya)舌閥(fa)。

③　用可(ke)調蝶閥(fa)代(dai)替(ti)原(yuan)(yuan)出水虹吸(xi)管；排(pai)水槽重新(xin)(xin)分格，并新(xin)(xin)設排(pai)水蝶閥(fa)；降低反沖進水管高度，拆除原(yuan)(yuan)管廊樓板，使整個管廊變得通暢、光鮮、明亮。

④　在濾池一端新建(jian)反沖泵、鼓風(feng)機(ji)房(fang)(二樓作濾池控制室)。

3.2　一、二級泵房改(gai)造

泵(beng)房(fang)改造采用集(ji)中控(kong)制方案(an)，一(yi)、二級泵(beng)房(fang)各(ge)設一(yi)個PLC分(fen)控(kong)站。改造后的一(yi)、二級泵(beng)房(fang)控(kong)制系統具有以下(xia)功能(neng)：

①　啟(qi)(qi)動(dong)水(shui)(shui)泵前能根據(ju)一、二(er)級(ji)泵房吸(xi)水(shui)(shui)井的水(shui)(shui)位(wei)，自動(dong)判斷是否需要啟(qi)(qi)動(dong)真(zhen)(zhen)空系(xi)統(tong)，如需啟(qi)(qi)動(dong)則(ze)可自動(dong)完成整(zheng)個抽真(zhen)(zhen)空過程。

②　每臺機(ji)組在啟動和運行(xing)過(guo)(guo)程中，能(neng)實時監(jian)測電(dian)機(ji)的三相(xiang)電(dian)流是否(fou)平衡、是否(fou)過(guo)(guo)載(zai)運行(xing)、是否(fou)缺相(xiang)運行(xing)、是否(fou)空載(zai)運行(xing)，并根據運行(xing)情況(kuang)自動采取必要的保(bao)護措(cuo)施：報警或停機(ji)。

③　二級泵房變頻調速系統(tong)通過(guo)PLC調節電機轉速，保證出廠水壓穩(wen)定在設定范圍(wei)之內。

要(yao)實現泵房(fang)全自(zi)動控制，從程序設計的角度而言是完全可能的。關鍵是要(yao)增加(jia)投資更(geng)換其真空系(xi)統(tong)和配電系(xi)統(tong)，提高(gao)可靠(kao)性。

老系列改造后的運行情況表明，在出水水質和自動化控制方面，工程已達到了預期的目標。
 

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