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1、自来水厂工艺过程及控制系统简述【摘要】不同的自来水厂净水的方式其实都大同小异，本文通过自来水厂的 工艺流程、自来水厂排泥水的处理工艺、自来水厂的控制系统、自来水厂控制系 统的设计与实现四个方面简述自来水厂工艺过程控制系统。【关键词】一、前言水是万物生存的基本需求，随着人们生活水平的提高，越来越多的人开始注 重饮用水的质量，我们一般的家庭生活用水都是通过自来水厂提供的。所以，对 于现在的自来水厂的供水要求也越来越高。二、自来水厂的工艺流程1、取水：通过多台大型离心泵将江、河、地表等处的水抽入自来水水厂。当然也有部 分小水厂是通过高度差自流进入水厂的2、混凝：包括混合与絮凝，即原水投入混凝剂后进行
2、反应，并排出反应后沉淀的污泥。 自药剂与水均匀混合起直到大颗粒絮凝体形成为止，整个称混凝过程。混凝剂可 把水中不易沉淀的胶粒及微小悬浮物脱稳、相互聚结，再被吸附架桥，从而形成 较大的絮粒，以利于从水中分离、沉降下来。机械混合过程要求在加药后迅速完 成。混合的目的是通过水力、机械的剧烈搅拌，使药剂迅速均匀地散于水中。经 混凝反应处理过的水通过管道流入沉淀池，进入净水第二阶段。3、沉淀：水流入沉淀区后，沿水区整个截面进行分配，进入沉淀区，然后缓慢地流向 出口区。水中的颗粒沉于池底。絮凝沉淀的污泥经不断堆积并浓缩，定期排出池 外。4、过滤：过滤一般是指以石英砂等有空隙的粒状滤料层通过黏附作用截留水中
3、悬浮 颗粒，从而进一步除去水中细小悬浮杂质、有机物、细菌、病毒等，使水澄清的 过程，整个过滤处理是在滤池中进行的。5、滤后消毒处理水经过滤后，浊度进一步降低，同时亦使残留细菌、病毒等失去浑浊物保护 或依附，为滤后消毒创造良好条件。虽然水经混凝、沉淀和过滤，可以除去大多 数细菌和病毒，但消毒则起了保证饮用达到饮用水细菌学指标的作用，同时它使 城市水管末梢保持一定余氯量，以控制细菌繁殖且预防污染。消毒的加氯量（液 氯）在 1.0-2.5g/m3 之间。主要是通过氯与水反应生成的次氯酸在细菌内部起氧 化作用，破坏细菌的酶系统而使细菌死亡。6、送水：多台大型离心泵将自来水以一定的压力和流量送入供水管网
4、。三、自来水厂排泥水的处理工艺1、排泥水的来源对于自来水厂排泥水的来源主要就是指很多反应沉淀池排泥水和滤池反冲 洗水。而且在很多的自来水厂的净水处理工艺过程中，会使得原水中的大量有机 物和无机物相互杂质，然后再加入混凝剂，这样就会形成一种絮凝的颗粒，在污 水处理中，将这种絮凝颗粒在沉淀池和滤池中截留。所以，自来水厂在生产大量 饮用水的同时也是会排出大量的废水或者叫做排泥水，在水厂生产水量的比例中 也占有百分之十比例。2、排泥水的组成与特性在自来水厂排泥水的主要组成成分就是指在原来水中的一些无机污染物、有 机污染物以及重金属元素等等。自来水厂排放的排泥水类型主要包括：含铝盐或 铁盐混凝剂的沉淀污
5、泥、滤池反冲洗水所含固体、铁和锰的沉析物以及软化产生 的污泥。所以说在排泥水中是含有大量的污染物的，根据资料显示，各种化合物 中，排泥水的生化需氧量是（BOD ）相对较低的。3、自来水厂排泥水的调质自来水厂排泥水的调质就是指在处理一般在污泥脱水提前进行预处理的过 程。在自来水厂进行污泥调质的处理主要就是有两方面的目的，首先就是自来水 厂要提高污泥的性质以及污泥处理中的脱水特性，能够更好的进行污泥的处理， 目前的自来水厂在处理污泥的过程中，大部份污泥调质都是为了实现这一目的， 其次就是要制止在脱水过程中的堵塞现象，确保自来水厂污泥处理运行的稳定 性。在自来水厂的排泥水处理中，污泥调质的方法其实是
6、很多的，可以分为物理 调质和化学调质两大类。通常进行的物理调质主要就是要运用到物理方法来达到 污泥调质处理的目的，包括很多加热和冷冻的物理处理方式。而化学调质主要就 是在自来水厂中的排泥水过程中向污泥中添加化学药剂，利用化学反应，达到污 泥的脱水性能的逐步提高。通常会有一些加酸、加碱、加石灰等等化学药剂进行 调质的。研究表明，在自来水厂的排泥水处理中，用于污泥调质的方法还是非常重要 的，一般都会认为，具有长分子链、高分子量的有机高分子絮凝剂在污泥调质可 能效果会更加好。但是在不同自来水厂的污泥处理中，可能需要的不同，为满足 各种需要，目前市场上夜出现了很多有机高分子絮凝剂的种类。四、自来水厂的
7、控制系统水厂的控制系统可以分为三个层次：管理层、主控层和现场控制层。管理层 主要完成水厂调度运行的远程监视、自动化数据查询、频信息查询等功能，一般 不直接参与到系统的运行控制。主控层对水厂的生产及各站点进行实时监控，它 是系统的信息采集和控制的核心。主要包括数据库服务器、水源监测工作站、水 厂检测站、交换机、外围设备、多串口服务器、 UPS、GPS 等。通过采集到各 站点的数据信息，进行数据分析，负责水厂运行的监视、视频监控、远方控制、 调度指挥以及完成必要的管理功能，并向管理层发送必要的数据和信息。现场控 制层主要包括四个部分：水源监控系统:位于水源地深井泵配电间，对深井泵的 启停进行实时监
8、控，利用监控装置监控深井水位、水泵流量、水泵电动机、电流、 电压等；消毒监控系统：位于水厂的消毒间，对发生器的启停进行实时监控，利 用监控 PLC 装置监控药剂投加量、阀门启闭、电流、电压等；供水监控系统： 位于水厂控制室，对变频调速器、送水泵进行实时监控，利用监控 PLC 装置监 控水质参数、水泵流量、管网压力、电气参数等；视频终端：主要包括安装在水 源地井群、水厂中控室、水厂泵房及水厂厂区的各种摄像机、配件等。五、自来水厂控制系统的设计与实现1、取水系统 PLC1取水自控系统PLC1控制原理如图1所示,由水位传感器fPLCf水泵机组等 构成一个环闭系统。PLC主要用于采集数据参数，主要包括
9、水源的PH值、流量、 温度、浊度等,接受并执行来自中央计算机的正确指令和参数变更,更加重要的是 将原水泵及吸水井的运行状态及其参数传送至运算计算机进行分析。ModbuS协 议可以保证网络数据的稳定可靠、经济、不失真,满足响应速度的需要,有利于远 程控制的实现。2、供水系统 PLC3供水系统 PLC3 的目的主要是实现对送水泵的控制,接受并执行来自中央计 算机的正确指令和参数。在程序控制设计中,一旦进入小流量值域,系统将自动进 入休眠状态。只有压力传感器检测到供水管网压力降低至程序设定的最低值时 , 系统才自动苏醒并进行供水。确保供水压力恒定是程序设计的关键。 PLC3 控制 原理如图2所示,由
10、压力传感器-PLCt变频器-水泵机组构成一个闭环系统。该 系统中 PLC 主要检测的参数包括变电所总电流、有功功率、电压、分路电流、有功功率、总电路开关、分路开关运行状态、时间记录、出厂水阀开度、超开/ 超 关限位、出厂水阀开关限位等。3、监控系统 PLC4监控系统 PLC4 由监控中心和各个水源监测点组成,主要目的是方便自来水 厂对供水各环节数据进行采集和必要监控,是自来水控制系统的关键环节。由监 控中心采集和控制各个水源监测点的数据。六、结束语以上是对自来水厂工艺过程控制系统的简述，由于人们对自来水厂的供水要 求不断提高，所以，水厂更应该严格控制技术，为人们提供满意的饮水资源。， 保证百姓的饮水安全。参考文献：谭德全自来水厂自动化控制系统的研究科学时代上半月-2011年12期2张杰 自来水厂的自动化控制分析 城市建设理论研究-2013年44期
