模塊集成化凈水設備結構描述
本模塊化凈水系統分為五個部分組成（斗狀網格絮凝反應區、緩衡過度布水區、斜管沉淀區、集排泥區、V形過濾區），進水電動閥、進水流量儀表、液位儀表、濁度/余氯、模塊化凈水設備，加藥設備執行機構、消毒設備執行機構、水反沖洗模塊、汽反沖洗模塊、排污閥運行方式手動/自動/遠程。
本模塊化凈水裝置具有自動進水、自動定時排泥、自動反沖洗、并能根據清水池的液位來控制本身設備的自動化和其它相關設備的自動化連鎖等。
采用網格絮凝池反應絮凝，箱式結構，是水廠常規物理處理三大工藝剛開始的一道關鍵工序，原水進入網格絮凝、沉淀之前要經過管式混合器加藥口處，加入絮凝劑（溶液）后，初混合后的水需經過多層網格絮凝，流速進一步減緩，水流通過網格的孔眼時水流收縮，過網后水流擴大，流速減小，持續分段紊動，絮體顆粒均勻的得到多次重復碰撞，有效的擠出絮體內部的水分，在絮凝劑的作用下，形成易于分離的密實絮體，而沉積下來。
沉淀區設有蜂窩斜管填料（孔徑為35mm，厚度≥δ0.6mm），為了避免水量突變的沖擊負荷的耐力強、斜管填料材質為乙丙共聚（改性），本原材料在水下具有使用壽命長、強度高、耐抗沖擊力性能好等特點，使原水以及水中的懸浮物和藥劑進行充分反應，讓水中礬花在布水區循環狀態下與雜質進行充分接觸形成大礬花，已形成的大礬花更密實更大，礬花密度比重大于水的比重，重力沉降到底集泥區，小礬花密度接近于水的密度一道進入斜管沉降區，由于斜管的吸附粘結在斜管壁上，系統設備是連續運行，所以斜管內壁上的礬花越累越多，當隨水流上升的作用松動斜管壁上已形成的大礬花，隨重力作用滑落集泥區，集泥區污泥靠水的重力（靜壓）下由排污閥自動將泥排出至外面排水溝。
濾池反沖洗配套的羅茨風機及管路、電纜、控制線纜以及配電柜、控制柜由一體化設備自動PLC控制箱自動程序控制。
一體化凈水設備系統運行步驟邏輯表
模塊集成化凈水設備主要技術優點
◆ 針對源水的水質情況；采用合理的設計參數與凈水技術，力求簡易可靠。
◆ 智能進水系統；根據根據進水流量儀表反饋信號智能控制調節閥門開度，穩定進水流量，無需人工干擾，即可達到智能平穩制水。
◆ 采用網格式靜態混合器；實現瞬間混合，水流通過內部交叉混合產生分流、交叉混合和反向旋流三個作用，使加入的藥劑迅速、均勻地擴散到整個水體中，達到瞬間混合的目的，混合效果好，并減少了用戶的投資。
◆ 斗狀網格絮凝裝置；提高絮凝效果，縮短絮凝時間，節約絮凝劑用量。原水與藥液形成的絮凝體，在反應區內多次重復碰撞絮體顆粒體體積大、絮體更密實等。
◆ 凈水裝置沉淀過度區；采用緩衡過度布水區，布水流速平穩、起到穩速穩流、布水均勻、無穿流現象。
◆ 一體化凈水器中采用斜管填料；采用不銹鋼304材質，自動焊接而成，斜孔內部光滑，斜孔大小一致、無變擠壓變形現象，具有平穩增加沉淀區水的表面負荷，減少水的紊動，無死角的穿流現象，促進沉淀效果，提高了沉淀效率，具有使用壽命長、強度高、耐抗沖擊力性能好等特點。
◆ 污泥集排區；采用U型集泥槽，每臺凈水設備設置多只集泥槽，結合本公司虹吸擴張吸排污裝置產品，具有提高污泥濃度、排污切底干凈，排污均勻干凈，無死角，排污時間短、不浪費水源。
◆ 濾池采用傳統重力式濾池；濾料層形式為雙層濾料，設計過濾濾速在5～7m/h以內，具有截污量大，集污滲透層深，過濾周期長，出水水質穩定等優點。
◆ 智能控制制水模塊；出水智能調節閥根據清水池液位及濾池內液位信號智能調節閥門開度，使過濾區濾料水層水位維持預設的恒水位置。
◆ 智能反洗模塊；根據濾床堵塞狀態進行過濾，當濾層表面納污量堵塞，此時濾層無法盛水，水位上升達上到預設的反沖洗水位時結合水位壓力控制儀，自動開啟反沖機組。
模塊集成化凈水設備優勢
（1）模塊化布置，操作管理方便，室內外均可安置。
（2）本一體化裝置不僅對濁度去除率高，另對COD、色度、膠體、腐物質具有一定的去除效果。
（3）在刮風下雨或泥石流源水不穩定的情況下，能承受源水濁度≤3000NTU，出水濁度≤1NTU。
（4）可適合單座小處理量Q=500m3/d，可適合大處理量Q=15000m3/d，處理量在5000m3/d的可分為多臺組合使用，在維護時可分開運行產水，方便維護同時不影響產水需求。
（5）適用范圍廣；如工礦企業給水、應急消防用水、中大型自來水廠、農村生活用水等。
控制系統描述
1、PLC控制系統
本工程自動化系統的設計方案是采用目前市場比較常用的PLC系統，以標準的、開放的現場總線為基礎的、以全廠集成自動化為概念的高性能、高可靠的中控系統，目前已被應用，并且已被實踐驗證，確實具有可靠、成熟、專業、實用、擴展方便等優點，能較好地滿足各種工業生產裝置控制的需求，能為實現全廠控制—管理一體化和過程控制奠定堅實的基礎。并配備高性能、高可靠的自動化儀表。
2、工控操作系統
根據凈水水處理廠的工藝流程及平面布置圖，全廠凈水站房設一個操作控制室。系統控制站放置于低壓配電室旁。全凈水站的管理計算機可采用以太網能與后期其他操作控制室內的計算機連接，組成工廠計算機綜合管理系統。
本次操作控制室設1套操作站，運行人員在水處理操作室，完成對水處理系統的程序啟停、正常運行的監視和調整以及異常與事故工況的處理。除了中控制外，對于PAC/PAM/次氯酸鈉消毒設備/一體化凈水器/反沖洗風機/反沖洗水泵/流量儀表/液位儀表等進行控制。
（1）一體化凈水器現場控制箱由現場PLC控制箱一對一進行對設備現場控制，設備啟動/故障等預留以太網接口，由設備現場控制系統布置在二期，管控系統布置在一期，待各設備供應商現場安裝完成后，后期由甲方負責安裝網線采集二期各設備的現場控制箱內運行姿態至一期工控系統，廠家提供現場PLC控制箱，需具備就地/遠程切換通過轉換開關實現。
（2）PAC加藥設備現場控制箱由現場PLC控制箱，采用變頻一對一進行對加藥泵現場控制，設備啟動/故障等預留以太網接口，后期由甲方負責網線采集各設備的運行姿態，廠家提供現場PLC控制箱，需具備就地/遠程切換通過轉換開關實現。
（3）次氯酸鈉加藥設備現場控制箱由現場PLC控制箱，采用變頻一對一進行對加藥泵現場控制，設備啟動/故障等預留以太網接口，后期由甲方負責網線采集各設備的運行姿態，廠家提供現場PLC控制箱，需具備就地/遠程切換通過轉換開關實現。
3、自控系統設計原則
（1）高可靠性原則
具有自診斷與容錯功能，并24小時連續工作；具有計算機系統輔助診斷及修復功能；具有抗干擾及防雷等措施；監控系統可以降級使用，即在上位機發生故障或通信中斷時，現場控制站可以獨立完成基本局部控制。
（2）實用性原則
為方便用戶使用操作該系統，操作方便、簡單易學、界面清楚、功能實用是我們設計的另一原則。在實用、大方、美觀的前提下，不片面追求過份的華而不實，讓用戶感受到真實的情況。
全圖形人機接口，使用戶清晰的了解水廠各工段的運行情況、故障報警點的分支細節，使操作迅速而正確地進行；生動的圖控技術，可使操作員通過熱鍵或鼠標來發布各種指令或切換畫面；能按要求對數據進行統一管理，如記錄、歸檔、統計、查詢、打印等。
（3）專業性原則
應用短期內不會被淘汰產品。盡量采用國際標準，采用當前技術。當然，作為實用工業控制系統，也充分考慮到技術的成熟性。
4、自動化系統要求
控制系統遵循“集中管理、分散控制、數據共享”的原則，設計選型先進、安全可靠，選用的儀器儀表、中控控制器、計算機、通訊設備等保證能長期、穩定、高效地運行。全凈水站設備的控制可通過以下三級控制層完成：
（1）就地手動：優先級高，當現場轉換開關處于“手動操作”時，工控系統的控制被屏蔽。主要現場設備均可在就地控制箱上實現手動／自動切換及開、停等人工操作。
（2）遠程工控自動控制：利用工控的邏輯控制功能，提供設備的自動，及關聯設備的聯動，連鎖控制，及閉環控制。各分站管轄的區域的設備以這種控制方式為主。
（3）控制室工控：通過人機操作界面，對全廠的設備進行遠程控制，實現宏觀調控，處理局部的停機事故和緊急狀態，維持系統的總體協調。控制系統在手動／自動／中控切換中具有無擾動切換功能。
本項目中提供的控制系統是一套完整的、滿足買方技術規格書要求的系統。即當用戶將來自現場和配電室的信號線和總電源線正確地接入我方所提供的系統后，系統便可穩定、可靠、安全地運行，完成預定的監視、操作、管理、自動控制、聯鎖保護等功能。
5、工控操作室
控制室設一套操作員管理工業控制機，該系統對水處理廠各工藝參數，電氣參數及主要設備的運行狀態信息進行分析，處理、儲存、對各類工藝參數做出趨勢曲線，通過簡單的鍵盤操作，可進行系統功能組態，在線修改和設置控制參數，給下位機下達指令，CRT可直觀顯示全廠動態流程圖，并放大顯示各工段工藝流程圖，帶有動態參數顯示，趨勢曲線顯示，自動生成各類報表，可顯示和打印記錄；報警系統將現場設備的各種故障在中心控制室進行聲、光報警，并能將故障分類打印。
（1）動態圖形實時數據顯示
在計算機顯示器上動態實時顯示水處理工藝流程、各主要工藝設備和高低液位配電設備運行狀態、各環節的工藝和電氣等實時數據，使管理人員掌握當前水處理運行情況，能從總圖到詳圖多層次監測。
（2）動態圖形總體結構形式為分層展開式，畫面包括
☆ 監控系統總圖
☆ 動態工藝流程總圖
☆ 配電系統圖
☆ 主要參數設備的狀態圖
（3）控制
操作人員在計算機通過鍵盤或鼠標下達開/停/關命令，畫面上應顯示操作順序圖，以不同顏色標明當時執行步驟。控制系統接收指令后，根據現場情況加以正確執行，并有回答信號給操作員站，所有操作事件均自動登入“事件記錄表”。
（4）所供不間斷電源 （UPS）電源具有自動切換功能，備用電源容量按30分鐘考慮。
（5） 控制系統：操作人員在主控計算機通過鍵盤或鼠標下達開/停/關命令，畫面上應顯示操作順序圖，以不同顏色標明當時執行步驟。PLC控制系統接收指令后，根據現場情況加以正確執行，并有回答信號給操作員站，所有操作事件均自動登入“事件記錄表”。
6、智能系統組成
7、智能系統特點
8、智能系統框架
五、整體處理工藝系統
1、處理工藝
2、工藝簡介
3、工藝優點
六、FV系列模塊集成化凈水設備性能優勢
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集成化凈水設備選型表 |
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設備 |
外形 尺寸 |
產水量 |
進水口 |
產水口 |
排洗口 |
排污口 |
氣洗進口 |
水洗進口 |
氣洗量 |
水洗量 |
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型號 |
長×寬×高（m） |
（m3/d） |
DN-數量 |
DN-數量 |
DN-數量 |
DN-數量 |
DN-數量 |
DN-數量 |
Q=m3/min |
Q=m3/h |
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FV-Ⅱ-15000 |
24.50×12.00×5.20 |
15000m3/d |
300×2只 |
400×2只 |
500×2只 |
200×16只 |
250×2只 |
500×2只 |
Q=32.4m3/min |
Q=972m3/h |
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FV-Ⅱ-12500 |
24.50×10.00×5.20 |
12500m3/d |
250×2只 |
350×2只 |
450×2只 |
200×16只 |
250×2只 |
450×2只 |
Q=27.0m3/min |
Q=810m3/h |
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FV-Ⅱ-10000 |
21.50×9.00×5.20 |
10000m3/d |
250×2只 |
300×2只 |
400×2只 |
150×14只 |
200×2只 |
400×2只 |
Q=21.7m3/min |
Q=650m3/h |
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FV-Ⅱ-8000 |
19.50×8.00×5.00 |
8000m3/d |
200×2只 |
300×2只 |
350×2只 |
150×14只 |
200×2只 |
400×2只 |
Q=17.2m3/min |
Q=518m3/h |
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FV-Ⅱ-7000 |
19.50×7.00×5.00 |
7000m3/d |
200×2只 |
250×2只 |
350×2只 |
150×12只 |
200×2只 |
350×2只 |
Q=15.1m3/min |
Q=453m3/h |
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FV-Ⅱ-6000 |
19.00×6.00×5.00 |
6000m3/d |
150×2只 |
250×2只 |
300×2只 |
150×12只 |
150×2只 |
300×2只 |
Q=12.9m3/min |
Q=388m3/h |
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FV-Ⅱ-5000 |
16.50×6.00×5.00 |
5000m3/d |
150×2只 |
200×2只 |
300×2只 |
150×12只 |
150×2只 |
300×2只 |
Q=10.8m3/min |
Q=320m3/h |
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FV-Ⅱ-4000 |
15.80×5.00×5.00 |
4000m3/d |
150×2只 |
200×2只 |
250×2只 |
150×12只 |
150×2只 |
250×2只 |
Q=8.6m3/min |
Q=260m3/h |
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FV-Ⅰ-3000 |
17.20×3.50×4.50 |
3000m3/d |
150×1只 |
250×1只 |
250×1只 |
150×6只 |
150×1只 |
200×1只 |
Q=13m3/min |
Q=390m3/h |
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FV-Ⅰ-2000 |
15.00×3.00×4.50 |
2000m3/d |
150×1只 |
250×1只 |
250×1只 |
100×6只 |
150×1只 |
200×1只 |
Q=8.5m3/min |
Q=259m3/h |
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FV-Ⅰ-1000 |
8.50×2.50×4.50 |
1000m3/d |
100×1只 |
200×1只 |
200×1只 |
100×4只 |
80×1只 |
150×1只 |
Q=4.5m3/min |
Q=135m3/h |
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集成化凈水設備性能優勢表 |
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運行費用 |
人工+電費+藥劑≤0.15-0.25元/噸水。 |
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產水率 |
FV系列凈水裝置產水達到98-99%，排出廢水率小于2%以內。 |
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洪水雨季節 |
長期在不穩定的進水條件下懸浮物3000NTU的情況下出水小于1NTU（瞬間≤3NTU） |
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反應區 |
采用斗狀網格絮凝裝置， 反應時間為≥20min， |
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沉淀區 |
沉淀區凈停留時間為≥50min， 沉淀區表面負荷≤4.3m3/m2.h，斜管上升流速≤1.2mm/S |
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濾料選型 |
選用精制天然海砂，精制天然海砂濾料具有顆粒飽滿、大小均允、含硅量高、密度大、機械強度大、截污能力強等。 |
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更換濾料年限 |
無需整體更換濾料，在運行4-5年后，只需要添加表面厚度100mm，規格Φ0.6-Φ1.2mm細料即可。 |
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排空形式 |
沉淀區布置大面積收泥，依靠重力壓結合吸排擴張吸泥裝置，排污均勻干凈，無死角。 |
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排污形式 |
內部設有多個V型集污區，時間自動控制排污，任意根據現場來水狀況可設獨立排污/多個同時排污。 |
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集水形式 |
采用H型多槽大平面集水，集水均勻，無死角。 |
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進水壓力 |
進水壓力保持≥0.06mpa，均可使用，不影響設備穩定運行。 |
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主體材質 |
碳鋼防腐（使用壽命20年左右），不銹鋼304材質（使用壽命50年左右） |
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設計運行濾速 |
運行濾速7m/m2.h，反沖洗頻率少，反沖洗周期長。 |
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智能控制系統 |
分為三級控制，PLC控制、現場控制、APP遠程控制，所有設備運行記錄累計記錄30日歷天。 |
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智能加藥系統 |
絮凝加藥量/消毒液加藥量根據在線儀表測量數據實時控制運行 |
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模塊集成化凈水設備性能表 |
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適用于水源 |
地下水、內河水、黃河水、水庫水、礦井下水等作為處理對象 |
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原進水/凈水水質【NTU】 |
原水濁度≤3000NTU。凈水濁度≤1NTU。 |
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沖洗時間【分鐘】 |
氣反洗2min（可調）。 |
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氣水反洗4min（可調）。 |
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水反洗6min（可調）。 |
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設計運行濾速【米/時】 |
7m.m2/h |
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沖洗強度【L·m2/s】 |
氣沖洗12L.m2/s（可調） |
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氣水沖洗12L.m2/s，水沖洗3L.m2/s（可調） |
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水沖洗6L.m2/s（可調） |
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水處理設備技術條件 |
JB/T2932-1999 |
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水處理用石英砂濾料 |
CJ24.1 |
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給水用聚氯乙烯管材 |
GB10002.l/ GB10002.2 |
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飲用水（防腐）規范 |
無毒防腐漆防腐《生活飲用水衛生標準》GB5749-2022標準 |
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出水執行標準 |
出水符合國內《GB 5749-2022-生活飲用水衛生標準》執行 |
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檢驗證書編號 |
Q/320282BH001-2019 |
