摘要：上学期末第二十周随导师到长沙二水厂参观，浅略地了解一下二水厂的工控系统及各个车间的运行情况，随后我和同行的伙伴在网上查了一些关于二水厂工控系统的资料，写了这篇综述报告，简单的谈一下我的体会以及对自动化的认识。 关键词：水厂 工控系统 自动化 体会
正文：
在参观了长沙二水厂的系统及各种设备过后，我和同行的同学一起到网上查了一些和二水厂有关的资料，虽然很少，但是也为我进一步了解水厂提供了帮助。
长沙市第二水厂位于长沙市河西区,始建成于1954 年8 月, 水源为湘江。最初供水能力9 000 m3 / d ,后经多次扩建改造,设计供水能力达到5 万m3 / d。第二水厂迁建指取水点由阜埠河迁建至黑石铺下游水流深槽,净水厂由渔湾市迁建至沈家老屋。工程设计总规模30 万m3 / d ,分三期实施,其中一期工程10 万m3 / d ;项目总占地面积199 460m2 (合299. 19 亩) ; 工程投资3. 02 亿元。工程于2002 年启动,2005 年11 月正式动工,2007 年7 月1日一期工程投产运行。
水厂总体布局及工艺流程
净水厂分为水质净化、生产废水处理、厂前办公等三大功能区。厂区设置生产和办公两个出入口,三组净水处理构筑物南北向平行布置,中间布置宽4 m的环状道路,一期工程建设一组净水处理构筑物。工程平面布置及流程示意见图1 。
净水处理系统
湘江水源受到有机物微污染,锰超出《生活饮用水水源水质》(CJ 3020 —93) 二级标准0.
1 mg/ L 两倍多,经比较,净水处理采用常规净化+ 臭氧—活性炭工艺,流程为原水→预臭氧→常规处理→主臭氧→活性炭吸附。净水处理系统设计规模10 万m3 / d。常规净水处理系统包括格栅井、120°水平折板絮凝池(有效容积494 m3 ,分相对折板、平行折板、平行直板三个阶段) 、平流沉淀池(池长100 m ,有效水深3 m ,有效容积8 400 m3 ) 、砂滤池(8 格,两排并列布置,过滤面积72 m2 / 格, 水深4. 55 m) 、清水池(容积10 20 0m3 ) 、吸水井和送水泵房(装机总容量5 250 kW) 、加药间、反冲洗泵房、鼓风机房等单体。臭氧—活性炭处理系统包括预臭氧池(有效容积395 m3 ) 、提升泵房(泵站下面建造集水井,安装4台设备机组) 、主臭氧池(有效容积1 707 m3 ) 、活性炭吸附池、臭氧制作间等单体。技术要点如下: (1) 臭氧制作气源选用液态纯氧,氧气含量大于99. 5 %,但系统没有配置氮气添加系统。
(2) 预臭氧投加量1. 5 mg/ L ,主臭氧投加量2. 5 mg/ L ,臭氧总投加量18. 3 kg/ h ,可以根据湘江原水水质情况适当调整。
(3) 预臭氧池采用水射器通过射流布气器投加,臭氧转移效率大于95 %。主臭氧池分为中间进
水渠、两侧出水渠等三个反应室,安装曝气盘均匀布气,投加量分别为40 %、30 %、30 % ,能在45～200m3 / h 调节,有效水深6 m 时O3 吸收效率大于96 %。
(4) 臭氧发生器配置2 套。当O3 质量分数≥10 %、冷却水入口温度30 ℃时,每套发生器生产臭氧量≥18 kg/ h 。臭氧发生器耗电量< 10. 5 kW·h/kgO3 (O3 质量分数≥10 %、冷却水入口温度25 ℃) ,主电源功率因数> 0. 92 。为降低运行成本,臭氧生产量可以在10 %～100 %调节,臭氧质量分数可以在6 %～13 %调节,入口氧气量也可调节。
(5) 剩余臭氧尾气破坏装置采用热催化媒处理方式;尾气破坏器尾气进口臭氧质量分数2 % ,出口臭氧浓度小于0. 1 mg/ L ;设备分别安装在预臭氧池和主臭氧池池顶,各2 套。
(6) 活性炭吸附池6格,布置2 排,单格面积72 m2 , 总面积432 m2 ,按《净化水用煤质颗粒活性炭》( GB/ T 7701. 4 —1997) 和《煤质颗粒活性炭试验方法》( GB/ T7702. 1 —770) 选用滤料。3. 4. 3 排泥水处理系统为了回收利用排泥水上清液,必须降低排泥水悬浮物含量。排泥水处理系统包括排泥池(有效容积520 m3 ) 、浓缩池、储泥池(有效容积404 m3 ) 、脱水机房(安装2 台滤布行走式板框压滤机) 、回收水池(有效容积864 m3 )等单体。浓缩池上清液达到《污水综合排放标准》( GB 8978 —1996) 一级标准后进入回收水池,提升后
进入格栅井,整个厂区不向外界排放生产废水;浓缩池污泥脱水后外运。污泥脱水设备采用滤布行走式板框压滤机,具有出泥含固率高、不需投加药剂可使污泥含固率达到45 %以上、自动化程度高、污泥截留率高等特点。压滤机按照滤板闭合→过滤→压榨脱水→开板→泥饼剥落→滤布清洗的步骤完成一个运行周期。储泥池内液位仪发出的高(低) 位信号,用于启动(停止)脱水机,系统自动投入工作(待机) ;以此往复,完成脱水系统全自动运行。
输配水管网
输配水管网按总规模30 万m3 / d 最大用水时设计,按最大用水时加消防和最大转输时两种工况校核,时变化系数1. 3 。经平差计算优化设计后,共需敷设D N 300～1 200 输配水管道128 220 m ,其中一期工程管道37 920 m ,在望江路与学士路相交处新建一座高位水池,调节容积4 250 m3 。
主体设备
第二水厂迁建工程一期工程主体设备见表2 。
生产自用水
水厂生产自用水具有点多、面广、量大的特点,为了节能降耗,根据用水点使用要求不同,分别采用砂滤池出水、活性炭吸附池出水、送水泵房出水及生产排泥水的回收水等不同水源: ①取水泵房功率最大机组电机、水泵轴承冷却需水量610 m3 / d ,以砂滤池出水为水源,设置4 台水泵机组与取水泵房机组一一对应; ②预臭氧投加水射器需水量65 m3 / h ,以砂滤池出水为水源,设置单台水泵机组; ③臭氧发生器冷却水闭环运行,流量为100 m3 / h ,以活性
炭吸附池出水为水源,设置1 台冷却水水泵机组; ④加氯、加氨投加水射器每个投加点需水量10～20 m3 / h ,利用送水泵房压力水; ⑤送水泵房电机冷却利用送水泵房压力水,闭环运行; ⑥厂区道路、绿化浇洒用水采用生产排泥水的回收水。
水质检测是控制净水过程、正确评价水质、及时发现问题、采取相应措施并衡量措施实施效果的重要手段。第二水厂迁建工程水质检测实行值班专检、化验室检测和水质中心全分析检测三个层次,每个层次检测的项目及频率不同: ①设置专门检测岗位,24 h在线检测包括原水、沉淀池出水、砂滤池出水、活性炭吸附池出水、出厂水等的浊度、度、p H及出厂水的臭和味、肉眼可见物、余氯等; ②化验室每天取三次水样检测专检已进行的项目及细菌总数、总大肠菌、耐热大肠菌和CODMn ,每周检测一次包括铁、锰等全分析指标; ③水质中心每月至少检测一次原水、出厂水、用水点等城市供水水质要求检测的所有项目。
对自动化的认识
这次参观长沙二水厂算是我第一次接触到工业控制做出来的实际系统，也是我第一次参观
这样高度无人化的工厂，偌大的一个自来水厂，仅仅只有几个人在控制管理，不得不说这是一个让人钦佩的成果。在来学校之前，我对自动化的了解仅限于百度百科里的介绍以及网上其他人的评价，不是怎么了解，到了学校上了两节专业导论过后，有了一点点的了解，但是对于自动化实际能做出的东西并没有多少了解，更别说像水厂这样的大系统了。这次去参观水厂让我知道了自动化所能实现的无人化管理程度，工厂运转高效性，稳定性，安全性都能大大地提高。给了我学习自动化的信心，因为学好了可以完成这样厉害的工程。但是，从另一方，这样的大型的系统必然极其复杂，所涉及的知识也有各个方面，这样我对自动化的难度有了新的评估，要做到独立完成如此大型的工程，必然需要十分深入的研究。
参考文献：
1罗惠云，邱振华，周 健，柏光明长沙市第二水厂迁建工程设计与调试
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