某水廠雙閥濾池技術(shù)工程案例

A—OK奧-礦廣州奧凱環(huán)?？萍加邢薰粳F(xiàn)有水廠中，選型為雙閥濾池的不在少數(shù)。雙閥濾池是從原普通四閥快濾池改進(jìn)的，目的是為了減少閥門(mén)的數(shù)量和解決管理的不便。但在實(shí)際投入運(yùn)行后，往往存在以下幾個(gè)問(wèn)題:1）進(jìn)水虹吸管真空常因水中氣泡逐漸積累而遭到破壞使進(jìn)水停止；2）排水真空形成困難，尤其在冬季，影響反沖洗效果；3）電磁閥、真空形成信號(hào)等諸多因素難以實(shí)現(xiàn)計(jì)測(cè)自控。濾池的穩(wěn)定運(yùn)行難以保證，由此造成水質(zhì)波動(dòng)。根據(jù)《城市供水行業(yè)2000年技術(shù)進(jìn)步發(fā)展規(guī)劃》的過(guò)濾水目標(biāo)與任務(wù)，濾池改造要從技術(shù)經(jīng)濟(jì)著眼，運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)改造和提高現(xiàn)有濾池的效能，即在保持原有水量的基礎(chǔ)上大大提高水質(zhì)，實(shí)現(xiàn)濾池的計(jì)測(cè)自控。圖示雙閥濾池：（如圖）1、改造方案：濾池的改造重點(diǎn)為配水系統(tǒng)和系統(tǒng)化自動(dòng)控制口，以及相應(yīng)部分在土建結(jié)構(gòu)方面的整改。

A—OK廣州奧凱環(huán)?？萍加邢薰?、改造原則：保持原有的進(jìn)水及排水虹吸管，濾后水閥、反沖洗進(jìn)水閥改為氣動(dòng)蝶閥。取消原濾池中的混凝土洗砂排水槽，改為不銹鋼排水槽，按氣水反沖洗濾池強(qiáng)度重新核算排水槽斷面的尺寸及高程。取消原有的濾磚配水裝置，重新澆筑濾梁，并安裝小阻力配水配氣濾頭濾板裝置。維持原單水反沖洗模式，但是將配水系統(tǒng)和反沖洗系統(tǒng)按氣水反沖洗模式設(shè)計(jì)，便于日后濾池增加氣洗模式。在每格濾池的反沖管上接入反沖氣管，采用氣動(dòng)蝶閥控制。將原反沖水閥、清水閥和初濾水排放閥換成氣動(dòng)蝶閥，方便自動(dòng)控制，其中清水閥為可調(diào)節(jié)閥門(mén)。濾池增加自控系統(tǒng)，采用恒水位過(guò)濾，由超聲波液位計(jì)和清水調(diào)節(jié)閥聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)。每格濾池設(shè)就地控制柜一臺(tái)，將數(shù)據(jù)傳送至水廠中控室。2、工藝設(shè)計(jì)參數(shù)：濾速：8.2m/h0反沖洗強(qiáng)度：氣洗時(shí)，氣沖強(qiáng)度15L/(m?S)；氣水同時(shí)沖洗時(shí)，氣沖強(qiáng)度15L/(m?S)，水沖強(qiáng)度3.23L/(m?s)。由于濾池改造為階段性，目前暫不進(jìn)行氣洗，單水沖強(qiáng)度為20.0L/(m?S)。同時(shí)，排水槽增設(shè)堰板以適應(yīng)單水反沖洗的排水要求。濾料組成:承托層，粒徑2?4mm，厚度100mm；濾料層，粒徑0.8?1.2mm，不均勻系數(shù)°W30，厚度1100mm。3、自動(dòng)控制部分：控制系統(tǒng)采用分布式集散控制系統(tǒng)，即分散控制，集中管理。該系統(tǒng)由中心控制管理PLC層和現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)控制層兩部分組成?，F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)控制層包括控制系統(tǒng)各自動(dòng)監(jiān)控設(shè)備，它負(fù)責(zé)本工序被控制設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及過(guò)程參數(shù)的快速采集，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的準(zhǔn)確控制。各自動(dòng)監(jiān)控設(shè)備相對(duì)獨(dú)立，控制功能分散，負(fù)荷分散，從而危險(xiǎn)分散，提高了系統(tǒng)的可靠性。中心控

A-OK奧凱廣州奧凱環(huán)保科技有限公司制管理PLC層設(shè)在廠區(qū)雙閥濾池控制室，是操作人員對(duì)全廠生產(chǎn)情況進(jìn)行監(jiān)視和操作的主要場(chǎng)所。配置有各PLC與中控室上位機(jī)接口。各單元采用PLC和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制，主要設(shè)備的開(kāi)停均有就地手動(dòng)操作、PLC自動(dòng)控制，值班人員在各控制設(shè)備終端前就可以掌握自動(dòng)閥門(mén)、風(fēng)機(jī)、水泵等生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行情況，并可開(kāi)停設(shè)備和修改工藝參數(shù)。自動(dòng)監(jiān)控設(shè)備有3種操作方式：①通過(guò)就地控制柜上的按鈕手動(dòng)控制；②PLC按預(yù)先設(shè)定好的程序自動(dòng)控制；③通過(guò)分站電腦或中心控制室電腦鍵盤(pán)控制。系統(tǒng)各主要控制設(shè)備均有自動(dòng)和手動(dòng)兩種控制方式，主要參數(shù)均可通過(guò)PLC或現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行設(shè)定，實(shí)行優(yōu)化控制和科學(xué)管理。2、設(shè)備及材料的選擇：1、閥門(mén)：每組濾池有2臺(tái)氣動(dòng)閥門(mén)（濾池出水和反沖洗進(jìn)水）、1只排氣電磁閥，2套進(jìn)水和l套排水虹吸電磁閥及每套虹吸系統(tǒng)配2個(gè)真空專(zhuān)用電磁閥。為節(jié)省造價(jià)，濾池出水和反沖洗進(jìn)水氣動(dòng)蝶閥采用國(guó)產(chǎn)品牌，氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用德國(guó)FESTO，其他電磁閥采用日本SMC電磁閥。2、機(jī)械設(shè)備：反沖洗水泵利用原有設(shè)備，型號(hào)為10SH—19，Q=486m/h，H=12.5m，N=30kW。鼓風(fēng)機(jī)在二期施工中安裝，采用日本大晃羅茨鼓風(fēng)機(jī)，型號(hào)為SSR150—150A?？諝鈮嚎s機(jī)采用阿特拉斯，型號(hào)為GA1l一7.5。3、自動(dòng)控制設(shè)備：自動(dòng)控制系統(tǒng)的元器件采用施奈德產(chǎn)品，濾池PLC公共控制柜、PLC就地控制柜均為國(guó)產(chǎn)。4、濾料根據(jù)濾池的反沖洗要求，采用福建晉江的石英砂濾料及承托層。

A-OK奧凱廣州奧凱環(huán)保科技有限公司3、工藝原理:拆除雙閥濾池進(jìn)、排水虹吸管，取消真空系統(tǒng)，采用電動(dòng)蝶閥控制濾池的進(jìn)水，池底閥控制排水，改型為四閥濾池。擯棄傳統(tǒng)落后且由人工控制的繼電器加按鈕回路，采用由PLC及OP板構(gòu)成的全新自動(dòng)控制系統(tǒng)，使每格濾池的進(jìn)水量達(dá)到均衡，保證各格濾池負(fù)荷分配均勻，滿(mǎn)足反沖洗強(qiáng)度，使濾池運(yùn)行達(dá)到最佳狀態(tài)。4、運(yùn)用實(shí)例：嘉興市自來(lái)水公司南門(mén)水廠一期工程于1983年建成投產(chǎn)，制水量為2.5萬(wàn)m3/d，采用雙閥濾池。設(shè)計(jì)濾速8.5m/h，反沖洗強(qiáng)度15L/（s.m2），沖洗時(shí)間6min，共5格（見(jiàn)圖1）。在運(yùn)行中，沉淀水進(jìn)入進(jìn)水渠后，由于跌水或在虹吸管附近形成旋渦等因素，易使空氣以氣泡的形式存在水中。氣泡積累到一定程度后，使進(jìn)水虹吸管真空破壞，造成停止進(jìn)水。同時(shí)，電磁閥在使用過(guò)程中易漏氣也是一個(gè)較常見(jiàn)的現(xiàn)象。由于進(jìn)、排水真空系統(tǒng)不穩(wěn)定，易造成濾池見(jiàn)砂和反沖洗中斷，較頻繁的濾池見(jiàn)砂和反沖洗中斷使濾層受到破壞，造成反沖洗周期減小，增大了運(yùn)行水耗，同時(shí)也使濾砂的使用壽命縮短。更為嚴(yán)重的是影響了濾池的穩(wěn)定運(yùn)行，使濾后水水質(zhì)難以保證。運(yùn)用實(shí)例：（如圖）rr’frr’f針對(duì)這些現(xiàn)象，采取了以下改造措施:濾池進(jìn)水：拆除原進(jìn)水虹吸管，在進(jìn)水渠側(cè)墻開(kāi)設(shè)進(jìn)水口，以DN400加長(zhǎng)桿電動(dòng)蝶

A—OK廣州奧凱環(huán)?？萍加邢薰鹃y控制。電動(dòng)頭的位置保證位于最高液位上并便于維修，見(jiàn)圖2。（如圖）ViDN100.虻長(zhǎng)抒電瀏舞冊(cè)I煩5X肢N旅脹嫌嶗卷19同CxECtiiq垢VDN-1D0管與混睡土.婿河中蔡筋堤援GODxfigxll｝加強(qiáng)鋼板在在門(mén)安裝前與己埋曾押接卷以曙.服螺濾池排水：拆除原排水虹吸管，控制，見(jiàn)圖3。（如圖）ViDN100.虻長(zhǎng)抒電瀏舞冊(cè)I煩DN-1D0管與混睡土.婿河中蔡筋堤援GODxfigxll｝加強(qiáng)鋼板在在門(mén)安裝前與己埋曾押接卷以曙.服螺濾池排水：拆除原排水虹吸管，控制，見(jiàn)圖3。（如圖）在分配渠合適的位置開(kāi)設(shè)排水口，以DN500池底閥V10.8奧凱廣州奧凱環(huán)?？萍加邢薰境绦蚩刂疲好恳桓駷V池配備一套控制系統(tǒng)，硬件及軟件彼此獨(dú)立。避免了由一臺(tái)PLC對(duì)整個(gè)濾池系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制而引起的故障相對(duì)集中的弊端，最大限度地提高了系統(tǒng)的可靠性。所有PLC通過(guò)通訊鏈路連接起來(lái)，使各個(gè)濾池相互協(xié)調(diào)，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)濾池系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)行，見(jiàn)圖4示意。（如圖）該濾池改型后，經(jīng)一段時(shí)間運(yùn)行，效果較為理想。改造前濾后水濁度、色度指標(biāo)極不穩(wěn)定，反沖洗周期無(wú)規(guī)律。改造后，濾后水平均濁度為2度，色度為5度，反沖洗周期控制在30h。由于改用閥門(mén)控制進(jìn)水、排水，用程序控制閥門(mén)的開(kāi)啟度和反沖洗周期，基本杜絕了濾池的見(jiàn)砂和反沖洗的中斷，每格濾池進(jìn)水均衡，并保證了反沖洗強(qiáng)度，濾池的運(yùn)行周期達(dá)到較佳狀態(tài)。實(shí)現(xiàn)了濾池的安全穩(wěn)定運(yùn)行。5、結(jié)束語(yǔ):濾池控制