自來水廠投藥系統存在隱患怎么辦？

2020-10-23 08:45作者：清時捷科技

導讀

新一代信息技術的加速變革支撐了智慧水務的飛速發展，現代化水廠的建設為我國供水行業的整體發展帶來了很大的借鑒與思考。“水務一線”分享基層水廠、污水廠日常工作中的科技創新、技改創新、應用創新或管理創新等，可供相關的水廠提供參考和借鑒，希望可以帶來更多思想的碰撞與火花。

本期摘要

自來水廠投藥系統存在隱患怎么辦？本期介紹一種針對斷電、斷藥、缺藥等異常情況，進行快速檢測、自動進行藥劑投加的新型藥劑應急投加系統，無需備用電源仍可保證藥劑連續穩定地投加，可保證出廠水水質穩定達標、保障水質安全。

工程概況：JZT水廠

深圳市光明區JZT水廠，坐落于光明區鳳凰街道辦事處甲子塘大道77號，總占地0.0895 km2，總供水規模為20萬m3/d。處理工藝包括混凝、沉淀、過濾和消毒等環節，常規投加藥劑為混凝劑(聚合氯化鋁)和消毒劑(次氯酸鈉)。

混凝處理為整個水處理過程的第一個環節，是整個水處理的基礎。對于自來水廠而言，供水水質優劣不僅與處理工藝相關，同時也受到藥劑投加等因素的影響。

混凝投藥是自來水生產過程中凈化水質的一個重要環節，實現混凝投藥的自動控制可以穩定出水水質，降低制水成本，減輕工人的勞動強度。目前，自來水廠的藥劑投加基本采用PLC控制投加泵進行自動投藥。

問題分析

自來水生產是一個連續的過程，混凝劑必須連續投加，若發生混凝劑投加中斷，將引起渾濁度升高，導致出廠水水質超標，甚至造成重大水質事故，產生不良社會影響。

近年來，在自動化高速發展的今天，投藥系統投加精度和自動化程度越來越高，但是水廠斷藥、缺藥應急投加的研究仍停留在配水井等藥劑投加點，設置應急藥劑儲存池，發現斷藥、缺藥后進行人工投加，存在操作滯后、加藥及時性低等問題。

經分析，投藥系統斷電、投藥泵故障、投藥管道爆裂堵塞均會造成斷藥；投加管道破損或其他原因產生管道滲漏會導致投加點藥量不足造成缺藥。斷藥和缺藥都將無法保證正常生產。

工藝流程圖

現有對策

如何快速檢測并自動應急投加是重點、也是難點。

（1）在配水井設置應急藥劑儲存池，當水廠出現斷藥、缺藥情況時，進行人工投加。

（2）當發生投藥系統斷電時，原水繼續流入，員工必須快速到達配水井，打開應急藥劑儲存池的手動投加閥進行應急投加，通常需要較長時間恢復投藥，無法保證水質持續達標。

（3）當發生投藥泵故障時，原水繼續流入，員工必須快速到達加藥間切換投加泵，通常需要較長時間恢復投藥，無法保證水質持續達標。

（4）當發生藥劑投加管道爆裂、堵塞，導致藥劑投加量偏少或完全中斷時，原水繼續流入，人工無法及時發現、常規裝置無法及時檢測，通常發現時已經導致水質超標。

（5）當發生投加管道破損或其他原因產生管道滲漏，導致投加點藥量不足造成缺藥時，原水繼續流入，人工無法及時發現、常規裝置無法及時檢測，通常發現時已經導致水質超標。

系統設計與實踐

（1）系統總體設計思路

為解決上述技術問題，特別創新提出一種斷電、斷藥、缺藥情況下，無需備用電源仍可保證藥劑連續穩定的投加系統，可保證出廠水水質穩定達標、保障水質安全。

本系統安裝在配水井等藥劑投加點，通過對斷電、斷藥以及缺藥等可導致加藥異常情況的檢測，自動進行應急投加，同時在中控室進行報警，提示值班人員盡快處置。所有應急操作均無需配備應急電源，大大提高系統的可推廣性。

（2）系統構成

藥劑應急自動投加系統，包括儲藥池、投加控制裝置、斷藥檢測裝置、斷電檢測裝置、缺藥檢測裝置以及遠程報警模塊。

注：1-儲藥池;2-常開手動閥;3-斷電檢測;4-斷藥檢測;5-缺藥檢測;6-浮子流量計;7-開啟型電磁閥;8-手動閥藥劑應急自動投加系統

（3）具體實施方式

投加控制：本系統在藥劑儲藥池和投加點之間的管道上安裝一個斷電開啟型電磁閥，當斷電開啟型電磁閥打開時，可實現無需備用電源情況下的藥劑自動投加及遠程報警。該應急加藥系統是一個重力加藥系統，應急加藥量會隨貯藥箱液位下降而減小，為此需將儲藥池放置在適當高度，保證在最低液位時流量可以滿足最小投加藥量。

儲藥池

快速檢測裝置具有3種檢測功能：斷電檢測、斷藥檢測及缺藥檢測。

斷電開啟型電磁閥

浮子流量計

遠程報警模塊：利用DO模塊外接的繼電器常開點驅動中控室或其他遠程值班室聲光報警器，當出現缺藥或斷藥時，DO模塊輸出點外接的繼電器吸合，繼電器常開點閉合，聲光報警啟動。

（4）實踐分析

該藥劑應急投加系統相較JZT水廠原有應急藥劑投加裝置，增加了2臺浮子流量計和1臺斷電開啟型電磁流量計及部分管材，合計金額不超過1000元。

經統計2018年-2019年JZT水廠共出現21次意外斷電，該系統均即時進行藥劑應急投加，確保水質穩定。如無該系統，直接損失是要排放未正常投加藥劑的原水，即F=進水量×中斷加藥時間×原水單價。按照每次需要半小時重新進行投藥，則每次直接經濟損失為8 300×0.5×1.06=4 399元，合計約9.24萬元。

除產生明顯經濟效益外，該系統最大的貢獻是避免無法及時發現藥劑投加中斷或不足產生的生產隱患，大大提高水質的穩定性，為后續智慧水廠無人和少人值守提供有力保障。