自來水廠投藥系統(tǒng)存在隱患怎么辦？

本期摘要

自來水廠投藥系統(tǒng)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(tǒng)，無需備用電源仍可保證藥劑連續(xù)穩(wěn)定地投加，可保證出廠水水質(zhì)穩(wěn)定達標、保障水質(zhì)安全。

深圳市光明區(qū)JZT水廠，坐落于光明區(qū)鳳凰街道辦事處甲子塘大道77號，總占地0.0895 km2，總供水規(guī)模為20萬m3/d。處理工藝包括混凝、沉淀、過濾和消毒等環(huán)節(jié)，常規(guī)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(huán)節(jié)，是整個水處理的基礎。對于自來水廠而言，供水水質(zhì)優(yōu)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。

自來水生產(chǎn)是一個連續(xù)的過程，混凝劑必須連續(xù)投加，若發(fā)生混凝劑投加中斷，將引起渾濁度升高，導致出廠水水質(zhì)超標，甚至造成重大水質(zhì)事故，產(chǎn)生不良社會影響。

近年來，在自動化高速發(fā)展的今天，投藥系統(tǒng)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(fā)現(xiàn)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(jīng)分析，投藥系統(tǒng)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(chǎn)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(chǎn)。

工藝流程圖

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(xiàn)斷藥、缺藥情況時，進行人工投加。

（2）當發(fā)生投藥系統(tǒng)斷電時，原水繼續(xù)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(zhì)持續(xù)達標。

（3）當發(fā)生投藥泵故障時，原水繼續(xù)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(zhì)持續(xù)達標。

（4）當發(fā)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(xù)流入，人工無法及時發(fā)現(xiàn)、常規(guī)裝置無法及時檢測，通常發(fā)現(xiàn)時已經(jīng)導致水質(zhì)超標。

（5）當發(fā)生投加管道破損或其他原因產(chǎn)生管道滲漏，導致投加點藥量不足造成缺藥時，原水繼續(xù)流入，人工無法及時發(fā)現(xiàn)、常規(guī)裝置無法及時檢測，通常發(fā)現(xiàn)時已經(jīng)導致水質(zhì)超標。

（1）系統(tǒng)總體設計思路

為解決上述技術問題，特別創(chuàng)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(xù)穩(wěn)定的投加系統(tǒng)，可保證出廠水水質(zhì)穩(wěn)定達標、保障水質(zhì)安全。

本系統(tǒng)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(tǒng)的可推廣性。

（2）系統(tǒng)構成

藥劑應急自動投加系統(tǒng)，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(tǒng)

（3）具體實施方式

投加控制：本系統(tǒng)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(xiàn)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(tǒng)是一個重力加藥系統(tǒng)，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(qū)動中控室或其他遠程值班室聲光報警器，當出現(xiàn)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(tǒng)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(jīng)統(tǒng)計2018年-2019年JZT水廠共出現(xiàn)21次意外斷電，該系統(tǒng)均即時進行藥劑應急投加，確保水質(zhì)穩(wěn)定。如無該系統(tǒng)，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(jīng)濟損失為8 300×0.5×1.06=4 399元，合計約9.24萬元。

除產(chǎn)生明顯經(jīng)濟效益外，該系統(tǒng)最大的貢獻是避免無法及時發(fā)現(xiàn)藥劑投加中斷或不足產(chǎn)生的生產(chǎn)隱患，大大提高水質(zhì)的穩(wěn)定性，為后續(xù)智慧水廠無人和少人值守提供有力保障。

（5）總結(jié)與展望

(1)本系統(tǒng)通過檢測斷電、缺藥、斷藥信號并及時進行藥劑應急自動投加，確保水質(zhì)達標，具有簡便性、通用性及高可靠性等特點。

(2)斷電開啟型電磁閥的選取及使用，解決了斷電檢測以及無需備用電源自動投加藥劑的難題。由于停電時間較短，電磁閥線圈處于長期通電狀態(tài)，因此，須考慮線圈溫升可適應連續(xù)通電的條件。為此，本系統(tǒng)電磁閥線圈加裝節(jié)能模塊，有效降低了線圈溫升。

(3)本系統(tǒng)在研發(fā)及使用過程中，斷藥及缺藥檢測裝置對比使用了斷流指示器、電磁流量計、浮子流量計等多種流量檢測方法之后選擇浮子流量計，實現(xiàn)了低成本、高可靠的設計目的，同時契合了無需備用電源的設計思路。

(4)本系統(tǒng)除了可自動應急投加混凝劑之外，同樣適用于水廠消毒劑等其他生產(chǎn)藥劑的應急自動投加，并具有廣泛的適用性，可在自來水廠、污水廠進行推廣。

來源：凈水技術