專利名稱：一種移動式應急處理導試水廠的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種水處理試驗裝置，具體的說，是涉及一種用于指導自來水廠應急處理和升級改造的移動式水處理試驗裝置。
背景技術：
近年來，我國供水水源突發(fā)性污染事故頻發(fā)，對城市供水安全造成嚴重威脅，目前傳統(tǒng)自來水廠普遍不具備應對水源突發(fā)性污染事件的應急處理能力；另外隨著《生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB5749-2006)新國標的頒布與執(zhí)行以及我國水環(huán)境污染的惡化，傳統(tǒng)水廠的技術升級改造也迫在眉睫。在上述背景下，亟需能夠為水廠運行提供應急技術指導、為水廠改造升級提供技術支持的水處理試驗裝置，即導試水廠。現有導試水廠的工藝都較為簡單，很少有專門針對水源突發(fā)性污染的工藝單元， 并且一般都安裝于固定場所，可移動性較差，很難滿足目前應急處理試驗的實際需求。歸納起來，普遍存在以下不足1)工藝簡單當需要改變處理工藝時，必須增加或者更換試驗處理單元，費事費時。2)結構松散系統(tǒng)集成度較低，導致占據空間大，不易管理。3)自動控制程度較低研究人員工作量大，并且試驗人為誤差也較大。4)可移動性差系統(tǒng)設置于固定場所，搬動較為困難，造成無法長距離運輸至其他場所進行試驗?；霉δ軉我灰话銉H作為試驗研究裝置，不兼具有其他功能，比如無法作為移動應急給水設施使用等。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的是現有導試水廠工藝簡單、結構松散、自控程度低、可移動性差以及功能單一等技術問題，提供一種高度集成、具有多種功能并可全自動控制的移動式應急處理導試水廠。為了解決上述技術問題，本發(fā)明的裝置通過以下的技術方案予以實現—種移動式應急處理導試水廠，它包括工藝單元系統(tǒng)、藥劑配制投加系統(tǒng)、臭氧投加系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、自動取樣巡檢系統(tǒng)、在線水質監(jiān)測系統(tǒng)、集裝箱裝載系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)和備用電源系統(tǒng)；所述工藝單元系統(tǒng)包括潛水泵和原水泵，所述潛水泵和原水泵用于將原水抽入到原水箱，所述原水箱連接有一級提升泵，所述一級提升泵依次連接有第一預處理罐和第二預處理罐，所述第二預處理罐連接有混合反應池，所述一級提升泵通過流程選擇管與所述第二預處理罐連接，所述一級提升泵通過流程選擇管與所述混合反應池連接，所述第一預處理罐通過流程選擇管與所述混合反應池連接；所述混合反應池連接有斜管沉淀池；所述斜管沉淀池通過二級提升泵連接有壓力式砂濾池，所述壓力式砂濾池依次連接有第一臭氧接觸池、第二臭氧接觸池和中間水箱，所述二級提升泵通過流程選擇管與所述第一臭氧接觸池連接；所述中間水箱通過三級提升泵依次連接有第一壓力式炭濾池和第二壓力式炭濾池，所述第二壓力式炭濾池連接有其出口產水的消毒接觸池；所述壓力式砂濾池通過流程選擇管與所述第一壓力式炭濾池連接，所述壓力式砂濾池通過流程選擇管與所述消毒接觸池連接，所述三級提升泵通過流程選擇管與所述消毒接觸池連接；所述第二壓力式炭濾池的出口通過流程選擇管連接到所述壓力式砂濾池的進口，所述消毒接觸池通過反洗泵分別連接于所述壓力式砂濾池、所述第一壓力式炭濾池和所述第二壓力式炭濾池；所述藥劑配制投加系統(tǒng)包括多個配藥箱，所述配藥箱通過吸藥管路連接有計量泵，所述計量泵通過加藥管路連接有設置在所述工藝單元系統(tǒng)中的多個加藥點；所述臭氧投加系統(tǒng)用于為所述第一臭氧接觸池和所述第二臭氧接觸池提供臭氧；所述供氣系統(tǒng)用于給所述壓力式砂濾池、第一壓力式炭濾池、第二壓力式炭濾池的氣沖洗，以及所述臭氧投加系統(tǒng)的臭氧發(fā)生器提供氣體；所述自動取樣巡檢系統(tǒng)包括設置于所述工藝單元系統(tǒng)中的取樣閥，所述取樣閥通過取樣管路連接有取樣泵，所述取樣泵連接于所述在線水質監(jiān)測系統(tǒng)；所述在線水質監(jiān)測系統(tǒng)用于通過監(jiān)測儀表監(jiān)測所述自動取樣巡檢系統(tǒng)輸出的水樣；所述集裝箱裝載系統(tǒng)包括一號集裝箱和二號集裝箱；所述一號集裝箱由加藥間和一號設備間構成，所述加藥間用于設置所述配藥箱和所述計量泵，所述一號設備間用于布置所述原水泵、所述原水箱、所述一級提升泵、所述第一預處理罐、所述第二預處理罐、所述混合反應池、所述斜管沉淀池、所述二級提升泵以及它們之間的連接管路和閥門；所述一號設備間還設置有一號控制柜和發(fā)電機；所述第二集裝箱由二號設備間和實驗室兼中控室構成，所述二號設備間用于布置所述壓力式砂濾池、所述第一臭氧接觸池、所述第二臭氧接觸池、所述中間水箱、所述三級提升泵、所述第一壓力式炭濾池、所述第二壓力式炭濾池、所述消毒接觸池、所述反洗泵以及它們之間的連接管路和閥門，還設置有所述臭氧投加系統(tǒng)和所述供氣系統(tǒng)；所述小型實驗室兼中控室設置有小型實驗室、二號控制柜和工控機；所述自動控制系統(tǒng)由所述一號控制柜、所述二號控制柜和所述工控機構成，所述一號控制柜由原水泵和潛水泵控制單元、一級提升泵和二級提升泵控制單元、預處理罐攪拌電機控制單元、混合反應池攪拌電機控制單元、藥劑配制投加控制單元和用于控制一號設備間的工藝單元系統(tǒng)中所有自動閥門的閥門控制單元組成，所述二號控制柜由三級提升泵控制單元、反沖洗泵控制單元、和用于控制二號設備間的工藝單元系統(tǒng)中所有自動閥門的閥門控制單元組成，所述工控機設置有由操作界面和自控程序組成的控制界面軟件；所述備用電源系統(tǒng)由所述發(fā)電機和安裝在所述一號控制柜內的雙電源手動切換開關組成。本發(fā)明進一步還可以通過以下技術方案實現所述一級提升泵和所述第一預處理罐之間設置有預臭氧投加水射器，使所述第一預處理罐同時作為預臭氧接觸罐使用，所述預臭氧投加水射器由所述臭氧投加系統(tǒng)提供臭氧。所述一級提升泵和所述第一預處理罐之間設置有管道混合器。所述加藥點分別設置于所述原水箱與所述一級提升泵、所述一級提升泵與所述管道混合器、所述第一預處理罐與所述第二預處理罐、所述第二預處理罐與所述混合反應池、所述二級提升泵與所述壓力式砂濾池、所述壓力式砂濾池與所述第一臭氧接觸池、所述第二壓力式炭濾池與所述消毒接觸池之間的管路上。所述配藥箱包括模擬污染物投加配藥箱、粉末炭投加配藥箱、預處理劑投加配藥箱、酸投加配藥箱、堿投加配藥箱、助凝劑投加配藥箱、絮凝劑投加配藥箱、助濾劑投加配藥箱、氯投加配藥箱、氨投加配藥箱。所述取樣閥分別設置在所述原水箱、所述第一預處理罐、所述第二預處理罐、所述斜管沉淀池、所述壓力式砂濾池、所述第一壓力式炭濾池、所述第二壓力式炭濾池、所述消毒接觸池的出口。所述在線水質監(jiān)測系統(tǒng)中的監(jiān)測儀表包括在線濁度儀、在線pH儀、在線余氯儀、 在線氨氮儀、在線余臭氧監(jiān)測儀。所述小型實驗室設置有試驗臺、試劑架、水盆及三口龍頭、滴水架和實驗椅。所述反洗泵通過三通連接有自用水龍頭。本發(fā)明的有益效果是(一)本發(fā)明的導試水廠高度集成，結構緊湊；各工藝單元之間采用活接口連接， 可以快速組裝，并可通過不同的單元超越和閥門切換實現多種組合工藝實驗，縮小了實驗設備占據的空間，并大幅度降低實驗裝置的制造成本。( 二)本發(fā)明的導試水廠可移動性強，各系統(tǒng)分裝在兩個標準集裝箱內，可以方便運往其他地方進行實驗，具有移動應急的特點，當將導試水廠設置于中心城區(qū)時，可為周邊地區(qū)提供技術支持；還設置有自用水管和備用電源系統(tǒng)，方便在野外使用。(三)本發(fā)明的導試水廠設置多個加藥點，可滿足不同的試驗研究需要；每個工藝單元后都設置有取樣點，并在特殊單元內設置有多個取樣點，可滿足各種取樣要求；并且設有工控機，可實時顯示并采集記錄試驗數據，系統(tǒng)控制方式靈活，可全自動控制，也可手動控制運行，且操作方便簡捷，本發(fā)明組合式結構實現了導試水廠的集成化和自動化，有效提高了模擬實驗的精度，縮短了實驗周期，降低了實驗成本。(四)本發(fā)明的導試水廠具有多種功能(1)當設計新的水廠時，可進行中試實驗研究，驗證所設計的水處理工藝，優(yōu)化設計參數，提供科學的設計依據；(2)也可以模擬一些突發(fā)性水污染事故，開發(fā)應對突發(fā)性水源污染的城市供水應急處理技術，完善應對突發(fā)事件的技術保障措施，提高水廠的整體應急能力，當發(fā)生重大事故或水源突發(fā)性污染事故時，為水廠的運行提供應急技術指導；(3)又可結合本發(fā)明的導試水廠的常規(guī)工藝和深度處理工藝，為水廠升級改造提供技術支持；(4)還可作為小型應急給水設施使用，處理能力達到lm3/h，按每人每天IOL水計算，可解決MOO人每天的飲水問題。(五)本發(fā)明的導試水廠使用過程直觀、可靠，可幫助實驗研究人員提供設計新工藝和改善舊工藝的依據，并更好的理解各種凈水工藝。(六)本發(fā)明的導試水廠中各設備選用316L不銹鋼，可以防止各種藥劑腐蝕，強度高，使用壽命長。


圖1是本發(fā)明導試水廠的平面布置圖；圖2是本發(fā)明導試水廠一號集裝箱中工藝單元系統(tǒng)詳圖；圖3是本發(fā)明導試水廠二號集裝箱中工藝單元系統(tǒng)詳圖；圖4是本發(fā)明導試水廠工藝單元系統(tǒng)流程框圖。圖中1 原水箱，2 第一預處理罐，3 第二預處理罐，4 混合反應池，5 斜管沉淀池，6 壓力式砂濾池，7 第一臭氧接觸池，8 第二臭氧接觸池，9 中間水箱，10 第一壓力式炭濾池，11 第二壓力式炭濾池，12 消毒接觸池，13 管道混合器，14 預臭氧投加水射器， 15 空壓機，16 儲氣罐，17 臭氧發(fā)生器，18 鈦板曝氣器，19 配藥箱，20 一號控制柜，21 發(fā)電機，22 小型實驗室，22-1 水盆及三口龍頭，22-2 試劑架，22_3 實驗臺，23 二號控制柜，24 工控機，25 —號集裝箱，25-1 加藥間，25-2 —號設備間，26 二號集裝箱，26_1 二號設備間，26-2 實驗室兼中控室，27 液位傳感器，28 電磁流量計，29 液位開關，30 排水裝置，31 自用水龍頭，32 取樣閥；Pl 潛水泵，P2 原水泵，P3 一級提升泵，P4 二級提升泵，P5 三級提升泵，P6 反洗泵；BVl BV28 手動球閥；MVl MV16 電動閥；SVl SV3 電磁閥；1# 16# 加藥
點ο在圖2和圖3中為手動隔膜調節(jié)閥，Η ο μ為取樣閥，^>^為手動球閥，為電動閥，^^為電磁閥，H^h為止回閥，‘h為Y型過濾器，■為電
磁流量計，I為注藥頭，g表示排水，□為自動排氣閥，卩為轉子流量計， 為液位開關，@ 為液位傳感器，@為壓力傳感器，(^)為壓力開關，@為流量傳感器，^^為多參數分析儀， 為單參數分析儀。
具體實施例方式本實施例披露了一種移動式應急處理導試水廠，如圖1所示，它包括工藝單元系統(tǒng)，工藝單元系統(tǒng)中的各單元設備及連接管路上加載有藥劑配制投加系統(tǒng)、臭氧投加系統(tǒng)、 供氣系統(tǒng)和自動取樣巡檢系統(tǒng)，自動取樣巡檢系統(tǒng)輸出水樣到在線水質監(jiān)測系統(tǒng)，并且配置有自動控制系統(tǒng)和備用電源系統(tǒng)。而工藝單元系統(tǒng)中的各單元設備又根據其工藝流程分為兩大部分，分別布置在一號集裝箱25和二號集裝箱沈內，其他上述系統(tǒng)中的設備也根據情況合理的分別布置在一號集裝箱25和二號集裝箱沈內，一號集裝箱和二號集裝箱共同構成集裝箱裝載系統(tǒng)。如圖2和圖3所示，并結合圖4，工藝單元系統(tǒng)包括潛水泵P1、原水泵P2、原水箱 1、一級提升泵P3、第一預處理罐2、第二預處理罐3、混合反應池4、斜管沉淀池5、二級提升泵P4、壓力式砂濾池6、第一臭氧接觸池7、第二臭氧接觸池8、中間水箱9、三級提升泵P5、 第一壓力式炭濾池10、第二壓力式炭濾池11、消毒接觸池12、反洗泵P6。上述各單元設備通過不銹鋼管路連接在一起，通過閥門的切換可實現不同的組合工藝形式。
潛水泵Pl或原水泵P2將原水抽入到原水箱1，原水箱1連接有一級提升泵P3，一級提升泵P3依次連接有第一預處理罐2和第二預處理罐3，第二預處理罐3連接有混合反應池4，一級提升泵P3通過流程選擇管與第二預處理罐3連接，一級提升泵P3通過流程選擇管與混合反應池4連接，第一預處理罐2通過流程選擇管與混合反應池4連接；混合反應池4連接有斜管沉淀池5。本段中提到的設備除潛水泵Pl設置在取水處外，其他均布置在一號集裝箱25的一號設備間25-2內。原水箱1用于調節(jié)原水流量，保證系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠地運行。原水箱1中設有液位傳感器27，設定高、中、低、低低四個液位，高液位時停原水泵P2，中液位啟原水泵P2，低液位時啟一級提升泵P3，低低液位時停一級提升泵P3。一級提升泵P3后設有電磁流量計觀，可保證原水箱1出水流量恒定。第一預處理罐2和第二預處理罐3用于使投加的預處理藥劑進行反應。第一預處理罐2和第二預處理罐3中都安裝有攪拌裝置，攪拌裝置由攪拌電機和攪拌槳組成，其中的攪拌電機由預處理罐攪拌電機控制單元進行控制。第一預處理罐2和第二預處理罐3可通過手動球閥BV4 BV9切換分別或同時進行超越。為了使預處理藥劑投加后充分混合，可以在一級提升泵P3和第一預處理罐2之間設置管道混合器13。第一預處理罐2同時也可作為預臭氧接觸罐使用，此時需要在第一預處理罐2進口之前設置預臭氧投加水射器14，預臭氧投加水射器14用于預臭氧的投加?；旌戏磻?用于使投加的藥劑迅速均勻地擴散于被處理水中，并使得凝聚的膠體相互碰撞、聚集，以形成較大絮狀顆粒。混合反應池4采用機械攪拌方式，其攪拌裝置由攪拌電機和攪拌槳組成，攪拌電機由混合反應池攪拌電機控制單元進行控制。通過調速器可精確調整攪拌轉速，從而精確地改變攪拌速度梯度值。混合反應池池壁設有視鏡，可方便觀察反應形成的絮體情況。斜管沉淀池5用于使混合反應形成的絮體依靠重力作用，從水中分離出去。斜管沉淀池5的出水槽中設有液位開關四，可以控制二級提升泵P4的啟停。斜管沉淀池5底部設有用于排泥的電動閥MV1，排泥周期和排泥時間都可在工控機M的“參數設置”界面進行調整。二級提升泵P4后設有電磁流量計觀，可保證斜管沉淀池5出水流量恒定。斜管沉淀池5通過二級提升泵P4連接有壓力式砂濾池6，壓力式砂濾池6依次連接有第一臭氧接觸池7、第二臭氧接觸池8和中間水箱9，二級提升泵P4通過流程選擇管與第一臭氧接觸池6連接。中間水箱9通過三級提升泵P5依次連接有第一壓力式炭濾池10 和第二壓力式炭濾池11，第二壓力式炭濾池11連接有其出口產水的消毒接觸池12。其中， 壓力式砂濾池6通過流程選擇管與第一壓力式炭濾池11連接，壓力式砂濾池6也通過流程選擇管與消毒接觸池12連接；三級提升泵P5通過流程選擇管與消毒接觸池12連接；第二壓力式炭濾池11的出口通過流程選擇管連接到壓力式砂濾池6的進口，消毒接觸池12通過反洗泵P6分別連接于壓力式砂濾池6、第一壓力式炭濾池10和第二壓力式炭濾池11。本段中提到的設備均布置在二號集裝箱26的二號設備間沈-1內。壓力式砂濾池6用于將斜管沉淀池5沉淀處理后的水通過砂層進行過濾。壓力式砂濾池6采用時間和壓差兩種控制方式，滿足任何一種控制方式要求，壓力式砂濾池6都會自動進行反沖洗。壓力式砂濾池6可設置氣沖洗、氣水反沖洗、水反沖洗三種反洗運行方式，并且可人工進行強制反沖洗。壓力式砂濾池6的過濾周期、反洗時間、反洗方式都可在工控機M “參數設置”界面進行調整。第一臭氧接觸池7和第二臭氧接觸池8用于使臭氧氣體擴散到處理水中并使之與水全面接觸和完成反應。第一臭氧接觸池7和第二臭氧接觸池8采用串聯運行，并可被超越。中間水箱9用于調節(jié)第一臭氧接觸池7和第二臭氧接觸池8的出水量，并通過三級提升泵P5給第一壓力式炭濾池10和第二壓力式炭濾池11提供進水壓力，滿足炭濾池的正常運行。中間水箱9設液位傳感器27，顯示中間水箱9液位并控制三級提升泵P5的啟停。三級提升泵P5后設有電磁流量計觀，可保證中間水箱9出水流量恒定。第一壓力式炭濾池10和第二壓力式炭濾池11是采用單一顆粒活性炭作為吸附介質的濾池。第一壓力式炭濾池10和第二壓力式炭濾池11采用時間和壓差兩種控制方式， 滿足任何一種控制方式要求，都會自動進行反沖洗；可設置氣沖洗、氣水反沖洗、水反沖洗三種反洗運行方式，并且可人工進行強制反沖洗。炭濾池的過濾周期、反洗時間、反洗方式都可在“參數設置”界面進行調整。第一壓力式炭濾池10和第二壓力式炭濾池11采用串連運行，并可被超越。消毒接觸池12用于使消毒劑與水全面接觸和完成反應。消毒接觸池12設液位傳感器27，顯示消毒接觸池12液位并控制反洗泵P6的啟停。反洗泵P6后設有電磁流量計觀，可保證壓力式砂濾池6、第一壓力式炭濾池10和第二壓力式炭濾池11反洗水流量恒定。反洗泵P6還可以通過三通連接有自用水龍頭31，可滿足導試水廠基本的自用水需求。并且壓力式砂濾池6出水或第一壓力式炭濾池10、第二壓力式炭濾池11出水可通過管路通往實驗室，可滿足小型實驗室22用水需求；消毒接觸池12出水也可以通往加藥間 25-1，可滿足加藥間25-1的用水需求。工藝單元系統(tǒng)中的各池體底部都設有排空管連接排水裝置30。工藝單元系統(tǒng)中設置有十六個加藥點，十六個加藥點分設于不同的位置。如圖2 和圖3所示，本實施例中原水箱1與一級提升泵P3之間設置有加藥點1#，一級提升泵P3與管道混合器13之間設置有加藥點2# 5#，第一預處理罐2與第二預處理罐3之間設置有加藥點6# 9#，第二預處理罐3與混合反應池4之間設置有加藥點10#、11#，二級提升泵 P4與壓力式砂濾池6之間設置有加藥點12#、13#，壓力式砂濾池6與第一臭氧接觸池7之間設置有加藥點14#，第二壓力式炭濾池11與消毒接觸池12之間設置有加藥點15#、16#。藥劑配制投加系統(tǒng)包括多個設置在一號集裝箱25的加藥間25-1內的配藥箱19， 配藥箱19包括模擬污染物投加配藥箱、粉末炭投加配藥箱、預處理劑投加配藥箱、酸投加配藥箱、堿投加配藥箱、助凝劑投加配藥箱、絮凝劑投加配藥箱、助濾劑投加配藥箱、氯投加配藥箱、氨投加配藥箱等。每個配藥箱19配有一個計量泵、一個攪拌裝置，配藥箱19通過吸藥管路連接有計量泵，計量泵通過加藥管路連接有設置在工藝單元系統(tǒng)中的多個加藥點。 藥劑配制投加系統(tǒng)中的計量泵和攪拌裝置中的攪拌電機由藥劑配制投加控制單元進行控制。工藝單元系統(tǒng)中的第一臭氧接觸池7和第二臭氧接觸池8由臭氧投加系統(tǒng)提供臭氧，當第一預處理罐2作為預臭氧接觸罐使用時，臭氧投加系統(tǒng)也為預臭氧投加水射器14 提供臭氧。臭氧投加系統(tǒng)由臭氧發(fā)生器17、分別用于預臭氧和用于后臭氧投加管路、用于后臭氧投加的鈦板曝氣器18和冷卻水循環(huán)單元組成。臭氧發(fā)生器17用于生產臭氧；鈦板曝氣器18包括兩個，分別設置于第一臭氧接觸池7和第二臭氧接觸池8內；冷卻水循環(huán)單元用于冷卻臭氧發(fā)生器17內部的工作元件，包括冷卻水泵、冷卻水箱、冷卻水管路、冷卻水補充水管路。臭氧發(fā)生器17由供氣系統(tǒng)提供空氣來源，供氣系統(tǒng)也為壓力式砂濾池6、第一壓力式炭濾池10、第二壓力式炭濾池11的氣沖洗供氣。供氣系統(tǒng)包括空壓機15、儲氣罐16、 減壓閥、氣體管路等?？諌簷C15用于提供氣源，儲氣罐16用于儲存空壓機15產生的氣體， 對氣體的流量和壓力進行調節(jié)。工藝單元系統(tǒng)中在多個工藝單元后都設置有自動取樣巡檢系統(tǒng)，自動取樣巡檢系統(tǒng)包括分別設置在原水箱1、第一預處理罐2、第二預處理罐3、斜管沉淀池5、壓力式砂濾池 6、第一壓力式炭濾池10、第二壓力式炭濾池11以及消毒接觸池12出口的取樣閥32，取樣閥32通過取樣管路連接有取樣泵，取樣泵連接于在線水質監(jiān)測系統(tǒng)。在線水質監(jiān)測系統(tǒng)包括在線濁度儀、在線pH儀、在線余氯儀、在線氨氮儀、在線余臭氧監(jiān)測儀等。在線濁度儀可輪換在線監(jiān)測原水箱1、斜管沉淀池5、壓力式砂濾池6、第一壓力式炭濾池10、第二壓力式炭濾池11、消毒接觸池12的出水濁度；在線pH儀可輪換在線監(jiān)測原水箱1、第一預處理罐2、第二預處理罐3、壓力式砂濾池6、消毒接觸池12的出水 PH ；在線余氯儀可輪換在線監(jiān)測第一預處理罐2、第二預處理罐3、壓力式砂濾池6、消毒接觸池12的出水余氯或總氯；在線氨氮儀可輪換在線監(jiān)測原水箱1、消毒接觸池12的出水氨氮；在線余臭氧監(jiān)測儀可在線監(jiān)測第二臭氧接觸池8的出水余臭氧。在線水質監(jiān)測系統(tǒng)可通過自動取樣巡檢系統(tǒng)中多個取樣閥32的輪流切換，可輪流檢測幾個取樣點的水質，取樣間隔時間可在工控機M的“參數設置”界面進行調整。取樣閥32打開后，通過取樣泵將水樣泵入相應的在線監(jiān)測儀表供檢測使用。如圖1所示，集裝箱裝載系統(tǒng)包括一號集裝箱25和二號集裝箱沈；一號集裝箱25 由加藥間25-1和一號設備間25-2構成。其中，加藥間25-1用于設置配藥箱19和計量泵， 一號設備間25-2用于布置原水泵P2、原水箱1、一級提升泵P3、管道混合器13、第一預處理罐2、第二預處理罐3、混合反應池4、斜管沉淀池5、二級提升泵P4以及它們之間的連接管路和閥門。一號設備間還設置有一號控制柜20和發(fā)電機21。二號集裝箱沈由二號設備間沈-1和實驗室兼中控室沈-2構成，二號設備間沈-1 用于布置壓力式砂濾池6、第一臭氧接觸池7、第二臭氧接觸池8、中間水箱9、三級提升泵 P5、第一壓力式炭濾池10、第二壓力式炭濾池11、消毒接觸池12、反洗泵P6以及它們之間的連接管路和閥門，還用于設置空壓機15、儲氣罐16和臭氧發(fā)生器17。實驗室兼中控室沈-1 設置有小型實驗室22、二號控制柜23和工控機M。小型實驗室22設置有試驗臺22-3、試劑架22-2、水盆及三口龍頭22-1、滴水架和實驗椅。一號集裝箱25和二號集裝箱沈都為二十英尺標準集裝箱，一號集裝箱25裝有排氣扇、窗戶、日光燈等，二號集裝箱沈裝有排氣扇、窗戶、日光燈和冷暖空調等。自動控制系統(tǒng)由一號控制柜20、二號控制柜23和工控機M構成，一號控制柜20 由原水泵和潛水泵控制單元、一級提升泵和二級提升泵控制單元、預處理罐攪拌電機控制單元、混合反應池攪拌電機控制單元、藥劑配制投加控制單元和用于控制一號設備間25-2 的工藝單元系統(tǒng)中所有自動閥門的閥門控制單元組成。二號控制柜23由三級提升泵控制單元、反沖洗泵控制單元和用于控制二號設備間的工藝單元系統(tǒng)中所有自動閥門的閥門控制單元組成。工控機M設置有由操作界面和自控程序組成的控制界面軟件，操作界面包括工藝流程界面、系統(tǒng)流程選擇子界面、參數顯示界面、參數設置界面、歷史曲線界面、數據報表界面、報警信息界面，各界面之間可以靈活進行切換。備用電源系統(tǒng)由發(fā)電機21和安裝在一號控制柜內20的雙電源手動切換開關組成。發(fā)電機21可以為導試水廠中所有用電設備進行供電。雙電源手動切換開關為市電—— 發(fā)電機型，移動式應急處理導試水廠工作在有市電的情況下，雙電源手動切換開關切換到市電檔，將負荷投入到主供電回路。移動式應急處理導試水廠在沒有市電的情況下，如在野外地區(qū)工作，雙電源手動切換開關切換到發(fā)電機檔，將負荷投入到發(fā)電機供電回路。本發(fā)明的移動式應急處理導試水廠的工作過程如下首先采用手動操作將各單元池體都灌滿水，確認各池體都滿水后，從前往后逐個關停水泵，然后將一號控制柜20、二號控制柜23各控制鈕都設到“自動”狀態(tài)；檢查管路閥門，確保管路系統(tǒng)滿足工藝要求。進入工控機M的“參數設置”界面，設置相關運行參數，選擇系統(tǒng)控制方式為“系統(tǒng)自動控制”， 點擊“系統(tǒng)開始運行”按鈕，系統(tǒng)進入自動控制運行狀態(tài)。其中臭氧發(fā)生器采用手動控制， 如投加臭氧時，需嚴格按照臭氧發(fā)生器17開機步驟，啟動臭氧發(fā)生器17，并調節(jié)臭氧的濃度和產量。導試水廠停機時，首先嚴格按照臭氧發(fā)生器17關機步驟，關閉臭氧發(fā)生器17，然后進入工控機M控制界面，點擊“系統(tǒng)停止”按鈕，系統(tǒng)停止運行。導試水廠也可進入“參數設置”界面，選擇系統(tǒng)控制方式為“系統(tǒng)手動控制”，系統(tǒng)進入手動控制狀態(tài)，可以通過點擊“工藝流程”上的自動閥，手動控制電動閥(MVl MV16)或電磁閥(SVl SV3)，進行斜管沉淀池5的手動排泥或者進行濾池的人工強制反沖洗。下面結合附圖舉例說明移動式應急處理導試水廠的兩種工作方式工作方式1某水廠擬通過模擬一些突發(fā)性水污染事故，完善水廠應對突發(fā)事件的技術保障措施，當發(fā)生重大事故或水源突發(fā)性污染事故時，為水廠的運行提供應急技術指導。采用以下工藝流程原水——原水箱1——第一預處理罐2——第二預處理罐 3——混合反應池4——斜管沉淀池5——壓力式砂濾池6——消毒接觸池12。1)實驗準備工作先確定模擬污染物種類和投加位置，確定基本工藝參數，制定實驗方案。進行手動閥門切換，確保管路系統(tǒng)滿足工藝要求。壓力式砂濾池6——消毒接觸池12 打開手動閥門BV10、BV14、BV28,關閉手動閥門BV11、BV12、BV13、BV27，壓力式砂濾池6出水超越第一臭氧接觸池7、第二臭氧接觸池8、 中間水箱9、第一壓力式炭濾池10、第二壓力式炭濾池11，直接進入消毒接觸池12。如在第一預處理罐2中投加臭氧，需打開BV1、BV2、BV3，關閉BV5，調節(jié)BV4。如要將第二預處理罐3超越，需打開BV4、BV6、BV7,關閉BV5、BV8、BV9。2)啟動實驗各單元池體滿水后，進入“參數設置”界面，進行工藝流程選擇，選擇 “臭氧炭濾超越工藝”，選擇系統(tǒng)控制方式為“系統(tǒng)自動控制”，點擊“系統(tǒng)開始運行”按鈕，系統(tǒng)進入自動控制運行狀態(tài)。壓力式砂濾池6包含的以下幾個操作會自動開啟或關閉自動閥門過濾操作自動開啟MV2、MV6，其他閥門關閉。反沖洗操作①氣沖洗首先關閉MV2、MV6，然后自動開啟MV3、SVl ；②氣水反沖洗首先關閉MV2、MV6，然后自動開啟MV3、SV1、MV5 ；③水沖洗首先關閉MV2、MV6，然后自動開啟MV3、MV5。初濾操作自動打開MV2、MV4。3)調整運行參數進入“參數設置”界面，可對運行參數進行調整。比如調整壓力式砂濾池6過濾周期、反洗參數，斜管沉淀池5的排泥周期和排泥時間，混合反應的攪拌速度梯度值。4)數據分析、評價處理效果進入“數據報表”界面，可查詢到在線水質儀表所監(jiān)測到的水質數據，包括濁度、PH、余氯或總氯、溫度、氨氮，并可將查詢到的數據輸出保存或打印。同時也可根據需要進行其他水質指標的離線檢測，比如模擬污染物余量、CODsfa, UV254 等。根據在線和離線檢測的水質數據，進行科學分析，并根據實驗方案中的評價指標評價各種預處理藥劑或混凝劑去除模擬污染物的效果。5)確定應急處理技術通過數據分析和綜合評價，可確定最佳的去除模擬污染物的應急處理技術，并給出各工藝單元的優(yōu)化運行參數，為水廠提供應急技術指導。工作方式2某城市要新建一自來水廠，需進行中試實驗研究，驗證所設計的水處理工藝，并優(yōu)化設計參數，從而提供科學的設計依據。采用以下工藝流程原水——原水箱1——第一預處理罐2——第二預處理罐 3——混合反應池4——斜管沉淀池5——第一臭氧接觸池7——第二臭氧接觸池8——中間水箱9——第一壓力式炭濾池10 (升流式)——第二壓力式炭濾池11 (升流式)——壓力式砂濾池6—一消毒接觸池12。1)實驗準備工作先確定投加藥劑種類和投加位置，確定基本工藝參數，制定實驗方案，進行手動閥門切換，確保管路滿足工藝要求。斜管沉淀池5——第一臭氧接觸池7 打開BV12、BV15，關閉BV10、BV13、BV16、 BV18 ；第一壓力式炭濾池10(升流式)打開BV20、BV21，關閉BV19、BV22 ；第二壓力式炭濾池11 (升流式)打開BV24、BV25，關閉BV23、BV26 ；第二壓力式炭濾池11——壓力式砂濾池6——消毒接觸池12 :打開階17、8￥11、8￥14、8￥28，關閉階27。2)啟動實驗各單元池體滿水后，進入“參數設置”界面，選擇系統(tǒng)控制方式為“系統(tǒng)自動控制”，點擊“系統(tǒng)開始運行”按鈕，系統(tǒng)進入自動控制運行狀態(tài)。3)調整運行參數進入“參數設置”界面，可對運行參數進行調整。比如調整壓力式砂濾池6、第一壓力式炭濾池10和第二壓力式炭濾池11的過濾周期、反洗參數，斜管沉淀池5的排泥周期和排泥時間，混合反應池的攪拌速度梯度值等。4)設計參數優(yōu)化周期性調整單元設備的運行參數和投加藥劑種類及投加量，根據實驗方案中的評價指標對處理效果做出比較評價，從而對設計參數進行優(yōu)化。5)工藝流程方案對比通過手動閥門的切換，更改工藝流程，進行不同工藝流程方案的對比研究，為新建自來水廠提供更深入的設計指導。6)提供科學的設計方案根據設計參數的優(yōu)化和不同工藝流程方案的對比，驗證水處理設計工藝，確定最佳的工藝流程設計方案。盡管上面結合附圖和優(yōu)選工作方式對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體工作方式，上述的具體工作方式僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發(fā)明的啟示下，除上述兩種工作方式以外，還可以作出很多形式的具體變換應用，均不脫離本發(fā)明宗旨。
權利要求
1. 一種移動式應急處理導試水廠，其特征在于，它包括工藝單元系統(tǒng)、藥劑配制投加系統(tǒng)、臭氧投加系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、自動取樣巡檢系統(tǒng)、在線水質監(jiān)測系統(tǒng)、集裝箱裝載系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)和備用電源系統(tǒng)；所述工藝單元系統(tǒng)包括潛水泵和原水泵，所述潛水泵和原水泵用于將原水抽入到原水箱，所述原水箱連接有一級提升泵，所述一級提升泵依次連接有第一預處理罐和第二預處理罐，所述第二預處理罐連接有混合反應池，所述一級提升泵通過流程選擇管與所述第二預處理罐連接，所述一級提升泵通過流程選擇管與所述混合反應池連接，所述第一預處理罐通過流程選擇管與所述混合反應池連接；所述混合反應池連接有斜管沉淀池；所述斜管沉淀池通過二級提升泵連接有壓力式砂濾池，所述壓力式砂濾池依次連接有第一臭氧接觸池、第二臭氧接觸池和中間水箱，所述二級提升泵通過流程選擇管與所述第一臭氧接觸池連接；所述中間水箱通過三級提升泵依次連接有第一壓力式炭濾池和第二壓力式炭濾池，所述第二壓力式炭濾池連接有其出口產水的消毒接觸池；所述壓力式砂濾池通過流程選擇管與所述第一壓力式炭濾池連接，所述壓力式砂濾池通過流程選擇管與所述消毒接觸池連接，所述三級提升泵通過流程選擇管與所述消毒接觸池連接；所述第二壓力式炭濾池的出口通過流程選擇管連接到所述壓力式砂濾池的進口，所述消毒接觸池通過反洗泵分別連接于所述壓力式砂濾池、所述第一壓力式炭濾池和所述第二壓力式炭濾池；所述藥劑配制投加系統(tǒng)包括多個配藥箱，所述配藥箱通過吸藥管路連接有計量泵，所述計量泵通過加藥管路連接有設置在所述工藝單元系統(tǒng)中的多個加藥點；所述臭氧投加系統(tǒng)用于為所述第一臭氧接觸池和所述第二臭氧接觸池提供臭氧； 所述供氣系統(tǒng)用于給所述壓力式砂濾池、第一壓力式炭濾池、第二壓力式炭濾池的氣沖洗，以及所述臭氧投加系統(tǒng)的臭氧發(fā)生器提供氣體；所述自動取樣巡檢系統(tǒng)包括設置于所述工藝單元系統(tǒng)中的取樣閥，所述取樣閥通過取樣管路連接有取樣泵，所述取樣泵連接于所述在線水質監(jiān)測系統(tǒng)；所述在線水質監(jiān)測系統(tǒng)用于通過監(jiān)測儀表監(jiān)測所述自動取樣巡檢系統(tǒng)輸出的水樣； 所述集裝箱裝載系統(tǒng)包括一號集裝箱和二號集裝箱；所述一號集裝箱由加藥間和一號設備間構成，所述加藥間用于設置所述配藥箱和所述計量泵，所述一號設備間用于布置所述原水泵、所述原水箱、所述一級提升泵、所述第一預處理罐、所述第二預處理罐、所述混合反應池、所述斜管沉淀池、所述二級提升泵以及它們之間的連接管路和閥門；所述一號設備間還設置有一號控制柜和發(fā)電機；所述第二集裝箱由二號設備間和實驗室兼中控室構成， 所述二號設備間用于布置所述壓力式砂濾池、所述第一臭氧接觸池、所述第二臭氧接觸池、 所述中間水箱、所述三級提升泵、所述第一壓力式炭濾池、所述第二壓力式炭濾池、所述消毒接觸池、所述反洗泵以及它們之間的連接管路和閥門，還布置有所述臭氧投加系統(tǒng)和所述供氣系統(tǒng)；所述小型實驗室兼中控室設置有小型實驗室、二號控制柜和工控機；所述自動控制系統(tǒng)由所述一號控制柜、所述二號控制柜和所述工控機構成，所述一號控制柜由原水泵和潛水泵控制單元、一級提升泵和二級提升泵控制單元、預處理罐攪拌電機控制單元、混合反應池攪拌電機控制單元、藥劑配制投加控制單元和用于控制一號設備間的工藝單元系統(tǒng)中所有自動閥門的閥門控制單元組成，所述二號控制柜由三級提升泵控制單元、反沖洗泵控制單元、和用于控制二號設備間的工藝單元系統(tǒng)中所有自動閥門的閥門控制單元組成，所述工控機設置有由操作界面和自控程序組成的控制界面軟件；所述備用電源系統(tǒng)由所述發(fā)電機和安裝在所述一號控制柜內的雙電源手動切換開關組成。
2.根據權利要求1所述的一種移動式應急處理導試水廠，其特征在于，所述一級提升泵和所述第一預處理罐之間設置有預臭氧投加水射器，使所述第一預處理罐同時作為預臭氧接觸罐使用，所述預臭氧投加水射器由所述臭氧投加系統(tǒng)提供臭氧。
3.根據權利要求1所述的一種移動式應急處理導試水廠，其特征在于，所述一級提升泵和所述第一預處理罐之間設置有管道混合器。
4.根據權利要求1所述的一種移動式應急處理導試水廠，其特征在于，所述加藥點分別設置于所述原水箱與所述一級提升泵、所述一級提升泵與所述管道混合器、所述第一預處理罐與所述第二預處理罐、所述第二預處理罐與所述混合反應池、所述二級提升泵與所述壓力式砂濾池、所述壓力式砂濾池與所述第一臭氧接觸池、所述第二壓力式炭濾池與所述消毒接觸池之間的管路上。
5.根據權利要求1所述的一種移動式應急處理導試水廠，其特征在于，所述配藥箱包括模擬污染物投加配藥箱、粉末炭投加配藥箱、預處理劑投加配藥箱、酸投加配藥箱、堿投加配藥箱、助凝劑投加配藥箱、絮凝劑投加配藥箱、助濾劑投加配藥箱、氯投加配藥箱、氨投加配藥箱。
6.根據權利要求1所述的一種移動式應急處理導試水廠，其特征在于，所述取樣閥分別設置在所述原水箱、所述第一預處理罐、所述第二預處理罐、所述斜管沉淀池、所述壓力式砂濾池、所述第一壓力式炭濾池、所述第二壓力式炭濾池、所述消毒接觸池的出口。
7.根據權利要求1所述的一種移動式應急處理導試水廠，其特征在于，所述在線水質監(jiān)測系統(tǒng)中的監(jiān)測儀表包括在線濁度儀、在線PH儀、在線余氯儀、在線氨氮儀、在線余臭氧監(jiān)測儀。
8.根據權利要求1所述的一種移動式應急處理導試水廠，其特征在于，所述小型實驗室設置有試驗臺、試劑架、水盆及三口龍頭、滴水架和實驗椅。
9.根據權利要求1所述的一種移動式應急處理導試水廠，其特征在于，所述反洗泵通過三通連接有自用水龍頭。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種移動式應急處理導試水廠，包括工藝單元系統(tǒng)、藥劑配制投加系統(tǒng)、臭氧投加系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、自動取樣巡檢系統(tǒng)、在線水質監(jiān)測系統(tǒng)、集裝箱裝載系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)和備用電源系統(tǒng)。本發(fā)明可模擬一些突發(fā)性水污染事故，開發(fā)應對突發(fā)性水源污染的城市供水應急處理技術，為自來水廠的運行提供應急技術指導；在設計新的自來水廠時，可用本發(fā)明進行中試實驗研究，驗證所設計的水處理工藝，優(yōu)化設計參數，提供科學的設計依據；本發(fā)明還可為自來水廠技術升級改造提供技術支持；以及作為小型移動應急給水設施使用。
文檔編號C02F9/04GK102399036SQ201110297800
公開日2012年4月4日 申請日期2011年9月30日 優(yōu)先權日2011年9月30日
發(fā)明者何文杰, 卜建偉, 孫慧嫻, 張曉健, 曹堃, 胡建坤, 陳超 申請人:天津市華宇膜技術有限公司, 清華大學