电气技术在水处理行业的应用

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1、电气技术在水处理行业的应用电气技术在水处理行业的应用 讲座内容大纲讲座内容大纲O 我国水资源状况。O 电气技术在净水处理中应用。O 电气技术在污水处理中的应用。O 水处理行业面临的问题。O 水处理行业迫切需要解决的控制问题。O 我们能做些什么。O 水处理行业的发展历程。 我国水资源状况我国水资源状况 我国是个干旱缺水严重的国家。淡水资源总量为28000亿立方米，占全球水资源的6%，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，居世界第四位，但人均仅2200立方米，仅为世界平均水平的1/4、美国的1/5，在世界排名列121位，是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。 扣除难以利用的洪水径流和散布在偏远地区的地下水

2、资源后，中国现实可利用的水资源量则更少，仅11000亿立方米左右，人均仅900立方米，并且分布极不均匀。到20世纪末，全国600多座城市中，已有400多座城市存在供水不足的问题，其中比较严重的缺水城市达到110个，全国缺水总量为60亿立方米。 生活废水和工业废水的处理比例低，导致80%以上的地表水和地下水被污染。日趋严重的水污染不仅降低了水的使用功能，进一步加剧了水资源短缺的矛盾。严重威胁到城市居民的饮水安全和人民群众的健康 地表河流和地区的污染图地表河流和地区的污染图 政府为解决缺水问题的努力政府为解决缺水问题的努力 南水北调工程O 南水北调工程，旨在缓解中国华北和西北地区水资源短缺的战略性

3、工程。我国南涝北旱，南水北调工程通过跨流域的水资源合理配置，促进南北方经济、社会与人口、资源、环境的协调发展，分东线、中线、西线三条调水线。O 南水北调东线工程就是从江苏扬州三江口通过扬州江都水利枢纽提水，通过途径江苏、山东、河北三省向华北地区输送生产生活用水。中线工程重点解决河南、河北、天津、北京4个省市，沿线20多座大中城市提供生活和生产用水。西线工程是从长江上游调水至黄河补充黄河水资源不足，解决我国西北地区干旱缺水，促进黄河治理开发的重大战略工程。O 河南省处于南水北调中线工程，国家分配我省南水北调中线一期工程水量指标为37.69亿立方米,其中刁河引丹灌区分配水量指标为6亿立方米。扣除刁

4、河引丹灌区分配水量和总干渠输水损失后,我省受水区各口门分配水量指标共29.94亿立方米。 南水北调工程示意图南水北调工程示意图 政府为解决水污染做的努力政府为解决水污染做的努力O 近年来增强了法制约束力，加大了处罚力度，违规行为得到法律制裁，增强民众的环保意识。O 不断调整产业和布局，将主要需水工业搬迁到水资源较为丰富的地区，减轻缺水地区的负担。O 建立水资源保护区，建立不同类型和不同级别的保护区的水资源保护区，整体上解决我国水资源恶化问题。O 通过综合防治和开展生态农业示范工程等措施进行控制农业面源污染。（包括农村生活源、畜禽养殖业、水产养殖的污染。）O 加强水资源的规划管理，合理制定水资源

5、规划。将地表水、地下水和污水资源统一开发利用。O 不断完善城市的污水处理系统，逐步实现城市污水集中处理。 水处理需求及工艺水处理需求及工艺我国饮用水水质标准我国饮用水水质标准 水质是指水及水中杂质共同表现的综合特性。水质好坏的衡量标准和尺度。水质标准表示水中杂质的种类和数量，它是判断水质能否满足某种特定要求的具体衡量尺度。同时针对水中存在的具体杂质或污染物，提出了相应的最低数量或浓度的限制和要求，即水质的质量标准。这些水质指标和水质标准着重于保障人体健康、保护鱼类和其他水生生物资源等。 水质指标的物理指标有水温、嗅与味、颜色和色度、浊度、固体含量和电导率等，化学指标有PH值、酸度和碱度、硬度、

6、总含盐量和有机污染物综合指标等。 面对水源质量不高，确保提高自来水的水质，是城市供水行业的重要任务。净水厂的生产过程采用自动化技术，不仅节省人力，还加强各个环节的合理调度，保证水量、水压，提高水质，节约动力和投药量，消灭事故，积累运行资料，提高供水的可靠性和管理水平。 超滤膜原理及技术超滤膜原理及技术 超滤膜的技术原理超滤膜的技术原理 超滤膜技术作为一种绿色物理分离技术，它利用超滤膜的筛分作用可以实现溶液的分离、浓缩和净化。 超滤膜的技术介绍超滤膜的技术介绍 超滤膜是一种孔径大小一般为0.0010.02m的微孔过滤膜，其孔径规格要保持一致。在外力的作用下，超滤膜的筛选作用使得小于膜孔径的溶质分

7、子透过超滤膜，同时分离其分子量大于500道尔顿或是颗粒直径大于220nm的颗粒物质。 超滤膜主要应用在医药产品、生物制品的分离、浓缩和净化工艺中，同时在生活废水处理、血液处理以及城市水厂净水处理工艺中也得到普遍应用。 超滤膜技术原理如图超滤膜技术原理如图 超滤膜过滤原理： 超滤膜净水工艺超滤膜净水工艺 超滤膜技术不但很好的保护了饮用水的微生物安全性，而且极大地提高了饮用水的化学安全性。同时，它还具有使用寿命长、产水品质高、运行费用低以及便于操作的优点。目前，国外的净水厂的水处理工艺已经步入大规模使用超滤膜的时代，然而在我国的净水厂在使用超滤膜净水工艺方面还处于初步阶段。因此，对于我国净水行业技

8、术的发展而言，建设大规模的超滤膜净水工程将具有深远意义。超滤膜净水工艺是一种极其复杂的工艺，为了实现超滤膜系统长期稳定的运行，需要建立一套可靠的、便于操作以及值得推广的自动控制系统。 水厂超滤膜净水工艺中的控制系统包括：（1）使用单片机作为控制器的超滤膜净水工艺自动控制系统；（2）使用PLC作为控制器的超滤膜净水工艺自动控制系统。 单片机是一种集成电路芯片它利用超大规模集成电路技术将中央处理器CPU、程序处理器ROM、数据处理器RAM、定时器和计数器，各种I/O端口以及中断等功能集成在一小块硅片上组成的一个高度集成的微型计算机系统，其广泛应用于工业控制领域。由单片机组成的控制系统具有集成程度高

9、和成本低等特点，但是它也具有抗干扰能力差、硬件设计复杂、维护相对麻烦等特点。 超滤膜净水工艺拓扑图超滤膜净水工艺拓扑图 PLC具有硬件配置完善、各种功能齐全、用户应用方便等优点。同时，它还具有体积偏小、抗干扰能力强、可靠性强、功耗极低以及通信连网能力强等特点。PLC不但大规模的应用于机械制造、冶金、电子、化工、纺织、食品加工等工业领域。PLC已经普遍的应用于城市水厂供水系统、城市污水处理系统以及超滤膜净水处理工艺。净水工艺如图2-2电气技术在超滤膜净水工艺中的应用电气技术在超滤膜净水工艺中的应用 系统控制对象统计系统控制对象统计 超滤单元中的设备包括不同种类的受控设备和监测仪表。超滤膜净水工艺

10、自动控制系统按照编程的程序对这些受控设备和检测仪表进行有序的协调控制，以此来实现产水系统和清水系统的自动化生产。 系统的受控设备主要有：进水泵、网式过滤器、超滤膜反冲洗水泵、超滤膜组器、反洗过滤器、化学清洗泵、化学清洗药罐、化料器、电加热器、化学清洗药罐搅拌机、氢氧化钠储药桶、氢氧化钠计量泵、次氯酸钠储药桶、次氯酸钠计量泵、中和池排水泵、气擦洗空压机、气擦洗储罐、仪表空压机、冷干机、储气罐、过滤器、设备间的排水泵、进水圆闸门、闸门。 系统中的检测仪表主要有：电磁流量计、热式气体流量计、压力变送器、超声波液位计、温度测量仪、PH测试仪、在线温度计和颗粒计数仪。 送水泵房送水泵房 超声波液位计超声

11、波液位计 压力变送器压力变送器 无线温度探测器无线温度探测器 沉淀排泥池沉淀排泥池 加药间加药间 氢氧化钠储藏桶氢氧化钠储藏桶 过滤器过滤器 系统主要设备系统主要设备 PLC及其扩展模块：可编程控制器(PLC)是一种集控制技术、计算机技术以及信息通讯技术等先进科技为一体，以微处理器为核心部分的控制器。它以可靠性强、功耗极低、抗干扰性强、通信连网能力强大以及便于用户使用等优势，在工业应用领域获得了及其广泛的应用。 世界生产PLC的厂家主要包括德国西门子（Siemens）公司、美国通用电气（GE）公司、日本欧姆龙（OMRON）公司和三菱公司、法国施耐德（Schneider）。 西门子PLC与其他制