CN102399036A - 一种移动式应急处理导试水厂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动式应急处理导试水厂，包括工艺单元系统、药剂配制投加系统、臭氧投加系统、供气系统、自动取样巡检系统、在线水质监测系统、集装箱装载系统、自动控制系统和备用电源系统。本发明可模拟一些突发性水污染事故，开发应对突发性水源污染的城市供水应急处理技术，为自来水厂的运行提供应急技术指导；在设计新的自来水厂时，可用本发明进行中试实验研究，验证所设计的水处理工艺，优化设计参数，提供科学的设计依据；本发明还可为自来水厂技术升级改造提供技术支持；以及作为小型移动应急给水设施使用。

Description

一种移动式应急处理导试水厂

技术领域

本发明涉及一种水处理试验装置，具体的说，是涉及一种用于指导自来水厂应急处理和升级改造的移动式水处理试验装置。

背景技术

近年来，我国供水水源突发性污染事故频发，对城市供水安全造成严重威胁，目前传统自来水厂普遍不具备应对水源突发性污染事件的应急处理能力；另外随着《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)新国标的颁布与执行以及我国水环境污染的恶化，传统水厂的技术升级改造也迫在眉睫。

在上述背景下，亟需能够为水厂运行提供应急技术指导、为水厂改造升级提供技术支持的水处理试验装置，即导试水厂。

现有导试水厂的工艺都较为简单，很少有专门针对水源突发性污染的工艺单元，并且一般都安装于固定场所，可移动性较差，很难满足目前应急处理试验的实际需求。归纳起来，普遍存在以下不足：1)工艺简单：当需要改变处理工艺时，必须增加或者更换试验处理单元，费事费时。2)结构松散：系统集成度较低，导致占据空间大，不易管理。3)自动控制程度较低：研究人员工作量大，并且试验人为误差也较大。4)可移动性差：系统设置于固定场所，搬动较为困难，造成无法长距离运输至其他场所进行试验。5)功能单一：一般仅作为试验研究装置，不兼具有其他功能，比如无法作为移动应急给水设施使用等。

发明内容

本发明要解决的是现有导试水厂工艺简单、结构松散、自控程度低、可移动性差以及功能单一等技术问题，提供一种高度集成、具有多种功能并可全自动控制的移动式应急处理导试水厂。

为了解决上述技术问题，本发明的装置通过以下的技术方案予以实现：

一种移动式应急处理导试水厂，它包括工艺单元系统、药剂配制投加系统、臭氧投加系统、供气系统、自动取样巡检系统、在线水质监测系统、集装箱装载系统、自动控制系统和备用电源系统；

所述工艺单元系统包括潜水泵和原水泵，所述潜水泵和原水泵用于将原水抽入到原水箱，所述原水箱连接有一级提升泵，所述一级提升泵依次连接有第一预处理罐和第二预处理罐，所述第二预处理罐连接有混合反应池，所述一级提升泵通过流程选择管与所述第二预处理罐连接，所述一级提升泵通过流程选择管与所述混合反应池连接，所述第一预处理罐通过流程选择管与所述混合反应池连接；所述混合反应池连接有斜管沉淀池；

所述斜管沉淀池通过二级提升泵连接有压力式砂滤池，所述压力式砂滤池依次连接有第一臭氧接触池、第二臭氧接触池和中间水箱，所述二级提升泵通过流程选择管与所述第一臭氧接触池连接；所述中间水箱通过三级提升泵依次连接有第一压力式炭滤池和第二压力式炭滤池，所述第二压力式炭滤池连接有其出口产水的消毒接触池；所述压力式砂滤池通过流程选择管与所述第一压力式炭滤池连接，所述压力式砂滤池通过流程选择管与所述消毒接触池连接，所述三级提升泵通过流程选择管与所述消毒接触池连接；所述第二压力式炭滤池的出口通过流程选择管连接到所述压力式砂滤池的进口，所述消毒接触池通过反洗泵分别连接于所述压力式砂滤池、所述第一压力式炭滤池和所述第二压力式炭滤池；

所述药剂配制投加系统包括多个配药箱，所述配药箱通过吸药管路连接有计量泵，所述计量泵通过加药管路连接有设置在所述工艺单元系统中的多个加药点；

所述臭氧投加系统用于为所述第一臭氧接触池和所述第二臭氧接触池提供臭氧；

所述供气系统用于给所述压力式砂滤池、第一压力式炭滤池、第二压力式炭滤池的气冲洗，以及所述臭氧投加系统的臭氧发生器提供气体；

所述自动取样巡检系统包括设置于所述工艺单元系统中的取样阀，所述取样阀通过取样管路连接有取样泵，所述取样泵连接于所述在线水质监测系统；

所述在线水质监测系统用于通过监测仪表监测所述自动取样巡检系统输出的水样；

所述集装箱装载系统包括一号集装箱和二号集装箱；所述一号集装箱由加药间和一号设备间构成，所述加药间用于设置所述配药箱和所述计量泵，所述一号设备间用于布置所述原水泵、所述原水箱、所述一级提升泵、所述第一预处理罐、所述第二预处理罐、所述混合反应池、所述斜管沉淀池、所述二级提升泵以及它们之间的连接管路和阀门；所述一号设备间还设置有一号控制柜和发电机；所述第二集装箱由二号设备间和实验室兼中控室构成，所述二号设备间用于布置所述压力式砂滤池、所述第一臭氧接触池、所述第二臭氧接触池、所述中间水箱、所述三级提升泵、所述第一压力式炭滤池、所述第二压力式炭滤池、所述消毒接触池、所述反洗泵以及它们之间的连接管路和阀门，还设置有所述臭氧投加系统和所述供气系统；所述小型实验室兼中控室设置有小型实验室、二号控制柜和工控机；

所述自动控制系统由所述一号控制柜、所述二号控制柜和所述工控机构成，所述一号控制柜由原水泵和潜水泵控制单元、一级提升泵和二级提升泵控制单元、预处理罐搅拌电机控制单元、混合反应池搅拌电机控制单元、药剂配制投加控制单元和用于控制一号设备间的工艺单元系统中所有自动阀门的阀门控制单元组成，所述二号控制柜由三级提升泵控制单元、反冲洗泵控制单元、和用于控制二号设备间的工艺单元系统中所有自动阀门的阀门控制单元组成，所述工控机设置有由操作界面和自控程序组成的控制界面软件；

所述备用电源系统由所述发电机和安装在所述一号控制柜内的双电源手动切换开关组成。

本发明进一步还可以通过以下技术方案实现：

所述一级提升泵和所述第一预处理罐之间设置有预臭氧投加水射器，使所述第一预处理罐同时作为预臭氧接触罐使用，所述预臭氧投加水射器由所述臭氧投加系统提供臭氧。

所述一级提升泵和所述第一预处理罐之间设置有管道混合器。

所述加药点分别设置于所述原水箱与所述一级提升泵、所述一级提升泵与所述管道混合器、所述第一预处理罐与所述第二预处理罐、所述第二预处理罐与所述混合反应池、所述二级提升泵与所述压力式砂滤池、所述压力式砂滤池与所述第一臭氧接触池、所述第二压力式炭滤池与所述消毒接触池之间的管路上。

所述配药箱包括模拟污染物投加配药箱、粉末炭投加配药箱、预处理剂投加配药箱、酸投加配药箱、碱投加配药箱、助凝剂投加配药箱、絮凝剂投加配药箱、助滤剂投加配药箱、氯投加配药箱、氨投加配药箱。

所述取样阀分别设置在所述原水箱、所述第一预处理罐、所述第二预处理罐、所述斜管沉淀池、所述压力式砂滤池、所述第一压力式炭滤池、所述第二压力式炭滤池、所述消毒接触池的出口。

所述在线水质监测系统中的监测仪表包括在线浊度仪、在线pH仪、在线余氯仪、在线氨氮仪、在线余臭氧监测仪。

所述小型实验室设置有试验台、试剂架、水盆及三口龙头、滴水架和实验椅。

所述反洗泵通过三通连接有自用水龙头。

本发明的有益效果是：

(一)本发明的导试水厂高度集成，结构紧凑；各工艺单元之间采用活接口连接，可以快速组装，并可通过不同的单元超越和阀门切换实现多种组合工艺实验，缩小了实验设备占据的空间，并大幅度降低实验装置的制造成本。

(二)本发明的导试水厂可移动性强，各系统分装在两个标准集装箱内，可以方便运往其他地方进行实验，具有移动应急的特点，当将导试水厂设置于中心城区时，可为周边地区提供技术支持；还设置有自用水管和备用电源系统，方便在野外使用。

(三)本发明的导试水厂设置多个加药点，可满足不同的试验研究需要；每个工艺单元后都设置有取样点，并在特殊单元内设置有多个取样点，可满足各种取样要求；并且设有工控机，可实时显示并采集记录试验数据，系统控制方式灵活，可全自动控制，也可手动控制运行，且操作方便简捷，本发明组合式结构实现了导试水厂的集成化和自动化，有效提高了模拟实验的精度，缩短了实验周期，降低了实验成本。

(四)本发明的导试水厂具有多种功能：

(1)当设计新的水厂时，可进行中试实验研究，验证所设计的水处理工艺，优化设计参数，提供科学的设计依据；

(2)也可以模拟一些突发性水污染事故，开发应对突发性水源污染的城市供水应急处理技术，完善应对突发事件的技术保障措施，提高水厂的整体应急能力，当发生重大事故或水源突发性污染事故时，为水厂的运行提供应急技术指导；

(3)又可结合本发明的导试水厂的常规工艺和深度处理工艺，为水厂升级改造提供技术支持；

(4)还可作为小型应急给水设施使用，处理能力达到1m³/h，按每人每天10L水计算，可解决2400人每天的饮水问题。

(五)本发明的导试水厂使用过程直观、可靠，可帮助实验研究人员提供设计新工艺和改善旧工艺的依据，并更好的理解各种净水工艺。

(六)本发明的导试水厂中各设备选用316L不锈钢，可以防止各种药剂腐蚀，强度高，使用寿命长。

附图说明

图1是本发明导试水厂的平面布置图；

图2是本发明导试水厂一号集装箱中工艺单元系统详图；

图3是本发明导试水厂二号集装箱中工艺单元系统详图；

图4是本发明导试水厂工艺单元系统流程框图。

图中：1：原水箱，2：第一预处理罐，3：第二预处理罐，4：混合反应池，5：斜管沉淀池，6：压力式砂滤池，7：第一臭氧接触池，8：第二臭氧接触池，9：中间水箱，10：第一压力式炭滤池，11：第二压力式炭滤池，12：消毒接触池，13：管道混合器，14：预臭氧投加水射器，15：空压机，16：储气罐，17：臭氧发生器，18：钛板曝气器，19：配药箱，20：一号控制柜，21：发电机，22：小型实验室，22-1：水盆及三口龙头，22-2：试剂架，22-3：实验台，23：二号控制柜，24：工控机，25：一号集装箱，25-1：加药间，25-2：一号设备间，26：二号集装箱，26-1：二号设备间，26-2：实验室兼中控室，27：液位传感器，28：电磁流量计，29：液位开关，30：排水装置，31：自用水龙头，32：取样阀；

P1：潜水泵，P2：原水泵，P3：一级提升泵，P4：二级提升泵，P5：三级提升泵，P6：反洗泵；

BV1～BV28：手动球阀；MV1～MV16：电动阀；SV1～SV3：电磁阀；1#～16#：加药点。

在图2和图3中：

为手动隔膜调节阀，

为取样阀，

为手动球阀，

为电动阀，

为电磁阀，

为止回阀，为Y型过滤器，

为电磁流量计，为注药头，

表示排水，

为自动排气阀，

为转子流量计，

为液位开关，

为液位传感器，

为压力传感器，

为压力开关，

为流量传感器，

为多参数分析仪，

为单参数分析仪。

具体实施方式

本实施例披露了一种移动式应急处理导试水厂，如图1所示，它包括工艺单元系统，工艺单元系统中的各单元设备及连接管路上加载有药剂配制投加系统、臭氧投加系统、供气系统和自动取样巡检系统，自动取样巡检系统输出水样到在线水质监测系统，并且配置有自动控制系统和备用电源系统。而工艺单元系统中的各单元设备又根据其工艺流程分为两大部分，分别布置在一号集装箱25和二号集装箱26内，其他上述系统中的设备也根据情况合理的分别布置在一号集装箱25和二号集装箱26内，一号集装箱和二号集装箱共同构成集装箱装载系统。

如图2和图3所示，并结合图4，工艺单元系统包括潜水泵P1、原水泵P2、原水箱1、一级提升泵P3、第一预处理罐2、第二预处理罐3、混合反应池4、斜管沉淀池5、二级提升泵P4、压力式砂滤池6、第一臭氧接触池7、第二臭氧接触池8、中间水箱9、三级提升泵P5、第一压力式炭滤池10、第二压力式炭滤池11、消毒接触池12、反洗泵P6。上述各单元设备通过不锈钢管路连接在一起，通过阀门的切换可实现不同的组合工艺形式。

潜水泵P1或原水泵P2将原水抽入到原水箱1，原水箱1连接有一级提升泵P3，一级提升泵P3依次连接有第一预处理罐2和第二预处理罐3，第二预处理罐3连接有混合反应池4，一级提升泵P3通过流程选择管与第二预处理罐3连接，一级提升泵P3通过流程选择管与混合反应池4连接，第一预处理罐2通过流程选择管与混合反应池4连接；混合反应池4连接有斜管沉淀池5。本段中提到的设备除潜水泵P1设置在取水处外，其他均布置在一号集装箱25的一号设备间25-2内。

原水箱1用于调节原水流量，保证系统稳定、可靠地运行。原水箱1中设有液位传感器27，设定高、中、低、低低四个液位，高液位时停原水泵P2，中液位启原水泵P2，低液位时启一级提升泵P3，低低液位时停一级提升泵P3。一级提升泵P3后设有电磁流量计28，可保证原水箱1出水流量恒定。

第一预处理罐2和第二预处理罐3用于使投加的预处理药剂进行反应。第一预处理罐2和第二预处理罐3中都安装有搅拌装置，搅拌装置由搅拌电机和搅拌桨组成，其中的搅拌电机由预处理罐搅拌电机控制单元进行控制。第一预处理罐2和第二预处理罐3可通过手动球阀BV4～BV9切换分别或同时进行超越。

为了使预处理药剂投加后充分混合，可以在一级提升泵P3和第一预处理罐2之间设置管道混合器13。第一预处理罐2同时也可作为预臭氧接触罐使用，此时需要在第一预处理罐2进口之前设置预臭氧投加水射器14，预臭氧投加水射器14用于预臭氧的投加。

混合反应池4用于使投加的药剂迅速均匀地扩散于被处理水中，并使得凝聚的胶体相互碰撞、聚集，以形成较大絮状颗粒。混合反应池4采用机械搅拌方式，其搅拌装置由搅拌电机和搅拌桨组成，搅拌电机由混合反应池搅拌电机控制单元进行控制。通过调速器可精确调整搅拌转速，从而精确地改变搅拌速度梯度值。混合反应池池壁设有视镜，可方便观察反应形成的絮体情况。

斜管沉淀池5用于使混合反应形成的絮体依靠重力作用，从水中分离出去。斜管沉淀池5的出水槽中设有液位开关29，可以控制二级提升泵P4的启停。斜管沉淀池5底部设有用于排泥的电动阀MV1，排泥周期和排泥时间都可在工控机24的“参数设置”界面进行调整。二级提升泵P4后设有电磁流量计28，可保证斜管沉淀池5出水流量恒定。

斜管沉淀池5通过二级提升泵P4连接有压力式砂滤池6，压力式砂滤池6依次连接有第一臭氧接触池7、第二臭氧接触池8和中间水箱9，二级提升泵P4通过流程选择管与第一臭氧接触池6连接。中间水箱9通过三级提升泵P5依次连接有第一压力式炭滤池10和第二压力式炭滤池11，第二压力式炭滤池11连接有其出口产水的消毒接触池12。其中，压力式砂滤池6通过流程选择管与第一压力式炭滤池11连接，压力式砂滤池6也通过流程选择管与消毒接触池12连接；三级提升泵P5通过流程选择管与消毒接触池12连接；第二压力式炭滤池11的出口通过流程选择管连接到压力式砂滤池6的进口，消毒接触池12通过反洗泵P6分别连接于压力式砂滤池6、第一压力式炭滤池10和第二压力式炭滤池11。本段中提到的设备均布置在二号集装箱26的二号设备间26-1内。

压力式砂滤池6用于将斜管沉淀池5沉淀处理后的水通过砂层进行过滤。压力式砂滤池6采用时间和压差两种控制方式，满足任何一种控制方式要求，压力式砂滤池6都会自动进行反冲洗。压力式砂滤池6可设置气冲洗、气水反冲洗、水反冲洗三种反洗运行方式，并且可人工进行强制反冲洗。压力式砂滤池6的过滤周期、反洗时间、反洗方式都可在工控机24“参数设置”界面进行调整。

第一臭氧接触池7和第二臭氧接触池8用于使臭氧气体扩散到处理水中并使之与水全面接触和完成反应。第一臭氧接触池7和第二臭氧接触池8采用串联运行，并可被超越。

中间水箱9用于调节第一臭氧接触池7和第二臭氧接触池8的出水量，并通过三级提升泵P5给第一压力式炭滤池10和第二压力式炭滤池11提供进水压力，满足炭滤池的正常运行。中间水箱9设液位传感器27，显示中间水箱9液位并控制三级提升泵P5的启停。三级提升泵P5后设有电磁流量计28，可保证中间水箱9出水流量恒定。

第一压力式炭滤池10和第二压力式炭滤池11是采用单一颗粒活性炭作为吸附介质的滤池。第一压力式炭滤池10和第二压力式炭滤池11采用时间和压差两种控制方式，满足任何一种控制方式要求，都会自动进行反冲洗；可设置气冲洗、气水反冲洗、水反冲洗三种反洗运行方式，并且可人工进行强制反冲洗。炭滤池的过滤周期、反洗时间、反洗方式都可在“参数设置”界面进行调整。第一压力式炭滤池10和第二压力式炭滤池11采用串连运行，并可被超越。

消毒接触池12用于使消毒剂与水全面接触和完成反应。消毒接触池12设液位传感器27，显示消毒接触池12液位并控制反洗泵P6的启停。反洗泵P6后设有电磁流量计28，可保证压力式砂滤池6、第一压力式炭滤池10和第二压力式炭滤池11反洗水流量恒定。

反洗泵P6还可以通过三通连接有自用水龙头31，可满足导试水厂基本的自用水需求。并且压力式砂滤池6出水或第一压力式炭滤池10、第二压力式炭滤池11出水可通过管路通往实验室，可满足小型实验室22用水需求；消毒接触池12出水也可以通往加药间25-1，可满足加药间25-1的用水需求。

工艺单元系统中的各池体底部都设有排空管连接排水装置30。

工艺单元系统中设置有十六个加药点，十六个加药点分设于不同的位置。如图2和图3所示，本实施例中原水箱1与一级提升泵P3之间设置有加药点1#，一级提升泵P3与管道混合器13之间设置有加药点2#～5#，第一预处理罐2与第二预处理罐3之间设置有加药点6#～9#，第二预处理罐3与混合反应池4之间设置有加药点10#、11#，二级提升泵P4与压力式砂滤池6之间设置有加药点12#、13#，压力式砂滤池6与第一臭氧接触池7之间设置有加药点14#，第二压力式炭滤池11与消毒接触池12之间设置有加药点15#、16#。

药剂配制投加系统包括多个设置在一号集装箱25的加药间25-1内的配药箱19，配药箱19包括模拟污染物投加配药箱、粉末炭投加配药箱、预处理剂投加配药箱、酸投加配药箱、碱投加配药箱、助凝剂投加配药箱、絮凝剂投加配药箱、助滤剂投加配药箱、氯投加配药箱、氨投加配药箱等。每个配药箱19配有一个计量泵、一个搅拌装置，配药箱19通过吸药管路连接有计量泵，计量泵通过加药管路连接有设置在工艺单元系统中的多个加药点。药剂配制投加系统中的计量泵和搅拌装置中的搅拌电机由药剂配制投加控制单元进行控制。

工艺单元系统中的第一臭氧接触池7和第二臭氧接触池8由臭氧投加系统提供臭氧，当第一预处理罐2作为预臭氧接触罐使用时，臭氧投加系统也为预臭氧投加水射器14提供臭氧。臭氧投加系统由臭氧发生器17、分别用于预臭氧和用于后臭氧投加管路、用于后臭氧投加的钛板曝气器18和冷却水循环单元组成。臭氧发生器17用于生产臭氧；钛板曝气器18包括两个，分别设置于第一臭氧接触池7和第二臭氧接触池8内；冷却水循环单元用于冷却臭氧发生器17内部的工作元件，包括冷却水泵、冷却水箱、冷却水管路、冷却水补充水管路。

臭氧发生器17由供气系统提供空气来源，供气系统也为压力式砂滤池6、第一压力式炭滤池10、第二压力式炭滤池11的气冲洗供气。供气系统包括空压机15、储气罐16、减压阀、气体管路等。空压机15用于提供气源，储气罐16用于储存空压机15产生的气体，对气体的流量和压力进行调节。

工艺单元系统中在多个工艺单元后都设置有自动取样巡检系统，自动取样巡检系统包括分别设置在原水箱1、第一预处理罐2、第二预处理罐3、斜管沉淀池5、压力式砂滤池6、第一压力式炭滤池10、第二压力式炭滤池11以及消毒接触池12出口的取样阀32，取样阀32通过取样管路连接有取样泵，取样泵连接于在线水质监测系统。

在线水质监测系统包括在线浊度仪、在线pH仪、在线余氯仪、在线氨氮仪、在线余臭氧监测仪等。在线浊度仪可轮换在线监测原水箱1、斜管沉淀池5、压力式砂滤池6、第一压力式炭滤池10、第二压力式炭滤池11、消毒接触池12的出水浊度；在线pH仪可轮换在线监测原水箱1、第一预处理罐2、第二预处理罐3、压力式砂滤池6、消毒接触池12的出水pH；在线余氯仪可轮换在线监测第一预处理罐2、第二预处理罐3、压力式砂滤池6、消毒接触池12的出水余氯或总氯；在线氨氮仪可轮换在线监测原水箱1、消毒接触池12的出水氨氮；在线余臭氧监测仪可在线监测第二臭氧接触池8的出水余臭氧。

在线水质监测系统可通过自动取样巡检系统中多个取样阀32的轮流切换，可轮流检测几个取样点的水质，取样间隔时间可在工控机24的“参数设置”界面进行调整。取样阀32打开后，通过取样泵将水样泵入相应的在线监测仪表供检测使用。

如图1所示，集装箱装载系统包括一号集装箱25和二号集装箱26；一号集装箱25由加药间25-1和一号设备间25-2构成。其中，加药间25-1用于设置配药箱19和计量泵，一号设备间25-2用于布置原水泵P2、原水箱1、一级提升泵P3、管道混合器13、第一预处理罐2、第二预处理罐3、混合反应池4、斜管沉淀池5、二级提升泵P4以及它们之间的连接管路和阀门。一号设备间还设置有一号控制柜20和发电机21。

二号集装箱26由二号设备间26-1和实验室兼中控室26-2构成，二号设备间26-1用于布置压力式砂滤池6、第一臭氧接触池7、第二臭氧接触池8、中间水箱9、三级提升泵P5、第一压力式炭滤池10、第二压力式炭滤池11、消毒接触池12、反洗泵P6以及它们之间的连接管路和阀门，还用于设置空压机15、储气罐16和臭氧发生器17。实验室兼中控室26-1设置有小型实验室22、二号控制柜23和工控机24。小型实验室22设置有试验台22-3、试剂架22-2、水盆及三口龙头22-1、滴水架和实验椅。

一号集装箱25和二号集装箱26都为二十英尺标准集装箱，一号集装箱25装有排气扇、窗户、日光灯等，二号集装箱26装有排气扇、窗户、日光灯和冷暖空调等。

自动控制系统由一号控制柜20、二号控制柜23和工控机24构成，一号控制柜20由原水泵和潜水泵控制单元、一级提升泵和二级提升泵控制单元、预处理罐搅拌电机控制单元、混合反应池搅拌电机控制单元、药剂配制投加控制单元和用于控制一号设备间25-2的工艺单元系统中所有自动阀门的阀门控制单元组成。二号控制柜23由三级提升泵控制单元、反冲洗泵控制单元和用于控制二号设备间的工艺单元系统中所有自动阀门的阀门控制单元组成。工控机24设置有由操作界面和自控程序组成的控制界面软件，操作界面包括工艺流程界面、系统流程选择子界面、参数显示界面、参数设置界面、历史曲线界面、数据报表界面、报警信息界面，各界面之间可以灵活进行切换。

备用电源系统由发电机21和安装在一号控制柜内20的双电源手动切换开关组成。发电机21可以为导试水厂中所有用电设备进行供电。双电源手动切换开关为市电——发电机型，移动式应急处理导试水厂工作在有市电的情况下，双电源手动切换开关切换到市电档，将负荷投入到主供电回路。移动式应急处理导试水厂在没有市电的情况下，如在野外地区工作，双电源手动切换开关切换到发电机档，将负荷投入到发电机供电回路。

本发明的移动式应急处理导试水厂的工作过程如下：首先采用手动操作将各单元池体都灌满水，确认各池体都满水后，从前往后逐个关停水泵，然后将一号控制柜20、二号控制柜23各控制钮都设到“自动”状态；检查管路阀门，确保管路系统满足工艺要求。进入工控机24的“参数设置”界面，设置相关运行参数，选择系统控制方式为“系统自动控制”，点击“系统开始运行”按钮，系统进入自动控制运行状态。其中臭氧发生器采用手动控制，如投加臭氧时，需严格按照臭氧发生器17开机步骤，启动臭氧发生器17，并调节臭氧的浓度和产量。导试水厂停机时，首先严格按照臭氧发生器17关机步骤，关闭臭氧发生器17，然后进入工控机24控制界面，点击“系统停止”按钮，系统停止运行。导试水厂也可进入“参数设置”界面，选择系统控制方式为“系统手动控制”，系统进入手动控制状态，可以通过点击“工艺流程”上的自动阀，手动控制电动阀(MV1～MV16)或电磁阀(SV1～SV3)，进行斜管沉淀池5的手动排泥或者进行滤池的人工强制反冲洗。

下面结合附图举例说明移动式应急处理导试水厂的两种工作方式：

工作方式1

某水厂拟通过模拟一些突发性水污染事故，完善水厂应对突发事件的技术保障措施，当发生重大事故或水源突发性污染事故时，为水厂的运行提供应急技术指导。

采用以下工艺流程：原水——原水箱1——第一预处理罐2——第二预处理罐3——混合反应池4——斜管沉淀池5——压力式砂滤池6——消毒接触池12。

1)实验准备工作：先确定模拟污染物种类和投加位置，确定基本工艺参数，制定实验方案。进行手动阀门切换，确保管路系统满足工艺要求。

压力式砂滤池6——消毒接触池12：打开手动阀门BV10、BV14、BV28，关闭手动阀门BV11、BV12、BV13、BV27，压力式砂滤池6出水超越第一臭氧接触池7、第二臭氧接触池8、中间水箱9、第一压力式炭滤池10、第二压力式炭滤池11，直接进入消毒接触池12。

如在第一预处理罐2中投加臭氧，需打开BV1、BV2、BV3，关闭BV5，调节BV4。如要将第二预处理罐3超越，需打开BV4、BV6、BV7，关闭BV5、BV8、BV9。

2)启动实验：各单元池体满水后，进入“参数设置”界面，进行工艺流程选择，选择“臭氧炭滤超越工艺”，选择系统控制方式为“系统自动控制”，点击“系统开始运行”按钮，系统进入自动控制运行状态。

压力式砂滤池6包含的以下几个操作会自动开启或关闭自动阀门：

过滤操作：自动开启MV2、MV6，其他阀门关闭。

反冲洗操作：①气冲洗：首先关闭MV2、MV6，然后自动开启MV3、SV1；②气水反冲洗：首先关闭MV2、MV6，然后自动开启MV3、SV1、MV5；③：水冲洗：首先关闭MV2、MV6，然后自动开启MV3、MV5。

初滤操作：自动打开MV2、MV4。

3)调整运行参数：进入“参数设置”界面，可对运行参数进行调整。比如调整压力式砂滤池6过滤周期、反洗参数，斜管沉淀池5的排泥周期和排泥时间，混合反应的搅拌速度梯度值。

4)数据分析、评价处理效果：进入“数据报表”界面，可查询到在线水质仪表所监测到的水质数据，包括浊度、pH、余氯或总氯、温度、氨氮，并可将查询到的数据输出保存或打印。同时也可根据需要进行其他水质指标的离线检测，比如模拟污染物余量、COD_Mn、UV₂₅₄等。根据在线和离线检测的水质数据，进行科学分析，并根据实验方案中的评价指标评价各种预处理药剂或混凝剂去除模拟污染物的效果。

5)确定应急处理技术：通过数据分析和综合评价，可确定最佳的去除模拟污染物的应急处理技术，并给出各工艺单元的优化运行参数，为水厂提供应急技术指导。

工作方式2

某城市要新建一自来水厂，需进行中试实验研究，验证所设计的水处理工艺，并优化设计参数，从而提供科学的设计依据。

采用以下工艺流程：原水——原水箱1——第一预处理罐2——第二预处理罐3——混合反应池4——斜管沉淀池5——第一臭氧接触池7——第二臭氧接触池8——中间水箱9——第一压力式炭滤池10(升流式)——第二压力式炭滤池11(升流式)——压力式砂滤池6——消毒接触池12。

1)实验准备工作：先确定投加药剂种类和投加位置，确定基本工艺参数，制定实验方案，进行手动阀门切换，确保管路满足工艺要求。

斜管沉淀池5——第一臭氧接触池7：打开BV12、BV15，关闭BV10、BV13、BV16、BV18；第一压力式炭滤池10(升流式)：打开BV20、BV21，关闭BV19、BV22；第二压力式炭滤池11(升流式)：打开BV24、BV25，关闭BV23、BV26；第二压力式炭滤池11——压力式砂滤池6——消毒接触池12：打开BV17、BV11、BV14、BV28，关闭BV27。

2)启动实验：各单元池体满水后，进入“参数设置”界面，选择系统控制方式为“系统自动控制”，点击“系统开始运行”按钮，系统进入自动控制运行状态。

3)调整运行参数：进入“参数设置”界面，可对运行参数进行调整。比如调整压力式砂滤池6、第一压力式炭滤池10和第二压力式炭滤池11的过滤周期、反洗参数，斜管沉淀池5的排泥周期和排泥时间，混合反应池的搅拌速度梯度值等。

4)设计参数优化：周期性调整单元设备的运行参数和投加药剂种类及投加量，根据实验方案中的评价指标对处理效果做出比较评价，从而对设计参数进行优化。

5)工艺流程方案对比：通过手动阀门的切换，更改工艺流程，进行不同工艺流程方案的对比研究，为新建自来水厂提供更深入的设计指导。

6)提供科学的设计方案：根据设计参数的优化和不同工艺流程方案的对比，验证水处理设计工艺，确定最佳的工艺流程设计方案。

尽管上面结合附图和优选工作方式对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体工作方式，上述的具体工作方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，除上述两种工作方式以外，还可以作出很多形式的具体变换应用，均不脱离本发明宗旨。

Claims (9)

1.一种移动式应急处理导试水厂，其特征在于，它包括工艺单元系统、药剂配制投加系统、臭氧投加系统、供气系统、自动取样巡检系统、在线水质监测系统、集装箱装载系统、自动控制系统和备用电源系统；

所述工艺单元系统包括潜水泵和原水泵，所述潜水泵和原水泵用于将原水抽入到原水箱，所述原水箱连接有一级提升泵，所述一级提升泵依次连接有第一预处理罐和第二预处理罐，所述第二预处理罐连接有混合反应池，所述一级提升泵通过流程选择管与所述第二预处理罐连接，所述一级提升泵通过流程选择管与所述混合反应池连接，所述第一预处理罐通过流程选择管与所述混合反应池连接；所述混合反应池连接有斜管沉淀池；

所述斜管沉淀池通过二级提升泵连接有压力式砂滤池，所述压力式砂滤池依次连接有第一臭氧接触池、第二臭氧接触池和中间水箱，所述二级提升泵通过流程选择管与所述第一臭氧接触池连接；所述中间水箱通过三级提升泵依次连接有第一压力式炭滤池和第二压力式炭滤池，所述第二压力式炭滤池连接有其出口产水的消毒接触池；所述压力式砂滤池通过流程选择管与所述第一压力式炭滤池连接，所述压力式砂滤池通过流程选择管与所述消毒接触池连接，所述三级提升泵通过流程选择管与所述消毒接触池连接；所述第二压力式炭滤池的出口通过流程选择管连接到所述压力式砂滤池的进口，所述消毒接触池通过反洗泵分别连接于所述压力式砂滤池、所述第一压力式炭滤池和所述第二压力式炭滤池；

所述药剂配制投加系统包括多个配药箱，所述配药箱通过吸药管路连接有计量泵，所述计量泵通过加药管路连接有设置在所述工艺单元系统中的多个加药点；

所述臭氧投加系统用于为所述第一臭氧接触池和所述第二臭氧接触池提供臭氧；

所述供气系统用于给所述压力式砂滤池、第一压力式炭滤池、第二压力式炭滤池的气冲洗，以及所述臭氧投加系统的臭氧发生器提供气体；

所述自动取样巡检系统包括设置于所述工艺单元系统中的取样阀，所述取样阀通过取样管路连接有取样泵，所述取样泵连接于所述在线水质监测系统；

所述在线水质监测系统用于通过监测仪表监测所述自动取样巡检系统输出的水样；

所述集装箱装载系统包括一号集装箱和二号集装箱；所述一号集装箱由加药间和一号设备间构成，所述加药间用于设置所述配药箱和所述计量泵，所述一号设备间用于布置所述原水泵、所述原水箱、所述一级提升泵、所述第一预处理罐、所述第二预处理罐、所述混合反应池、所述斜管沉淀池、所述二级提升泵以及它们之间的连接管路和阀门；所述一号设备间还设置有一号控制柜和发电机；所述第二集装箱由二号设备间和实验室兼中控室构成，所述二号设备间用于布置所述压力式砂滤池、所述第一臭氧接触池、所述第二臭氧接触池、所述中间水箱、所述三级提升泵、所述第一压力式炭滤池、所述第二压力式炭滤池、所述消毒接触池、所述反洗泵以及它们之间的连接管路和阀门，还布置有所述臭氧投加系统和所述供气系统；所述小型实验室兼中控室设置有小型实验室、二号控制柜和工控机；

所述自动控制系统由所述一号控制柜、所述二号控制柜和所述工控机构成，所述一号控制柜由原水泵和潜水泵控制单元、一级提升泵和二级提升泵控制单元、预处理罐搅拌电机控制单元、混合反应池搅拌电机控制单元、药剂配制投加控制单元和用于控制一号设备间的工艺单元系统中所有自动阀门的阀门控制单元组成，所述二号控制柜由三级提升泵控制单元、反冲洗泵控制单元、和用于控制二号设备间的工艺单元系统中所有自动阀门的阀门控制单元组成，所述工控机设置有由操作界面和自控程序组成的控制界面软件；

所述备用电源系统由所述发电机和安装在所述一号控制柜内的双电源手动切换开关组成。

2.根据权利要求1所述的一种移动式应急处理导试水厂，其特征在于，所述一级提升泵和所述第一预处理罐之间设置有预臭氧投加水射器，使所述第一预处理罐同时作为预臭氧接触罐使用，所述预臭氧投加水射器由所述臭氧投加系统提供臭氧。

3.根据权利要求1所述的一种移动式应急处理导试水厂，其特征在于，所述一级提升泵和所述第一预处理罐之间设置有管道混合器。

4.根据权利要求1所述的一种移动式应急处理导试水厂，其特征在于，所述加药点分别设置于所述原水箱与所述一级提升泵、所述一级提升泵与所述管道混合器、所述第一预处理罐与所述第二预处理罐、所述第二预处理罐与所述混合反应池、所述二级提升泵与所述压力式砂滤池、所述压力式砂滤池与所述第一臭氧接触池、所述第二压力式炭滤池与所述消毒接触池之间的管路上。

5.根据权利要求1所述的一种移动式应急处理导试水厂，其特征在于，所述配药箱包括模拟污染物投加配药箱、粉末炭投加配药箱、预处理剂投加配药箱、酸投加配药箱、碱投加配药箱、助凝剂投加配药箱、絮凝剂投加配药箱、助滤剂投加配药箱、氯投加配药箱、氨投加配药箱。

6.根据权利要求1所述的一种移动式应急处理导试水厂，其特征在于，所述取样阀分别设置在所述原水箱、所述第一预处理罐、所述第二预处理罐、所述斜管沉淀池、所述压力式砂滤池、所述第一压力式炭滤池、所述第二压力式炭滤池、所述消毒接触池的出口。

7.根据权利要求1所述的一种移动式应急处理导试水厂，其特征在于，所述在线水质监测系统中的监测仪表包括在线浊度仪、在线pH仪、在线余氯仪、在线氨氮仪、在线余臭氧监测仪。

8.根据权利要求1所述的一种移动式应急处理导试水厂，其特征在于，所述小型实验室设置有试验台、试剂架、水盆及三口龙头、滴水架和实验椅。

9.根据权利要求1所述的一种移动式应急处理导试水厂，其特征在于，所述反洗泵通过三通连接有自用水龙头。

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