CN106946410A - 一种基于WinCC控制程序的石英砂滤池净水设备及净水方法 - Google Patents

一种基于WinCC控制程序的石英砂滤池净水设备及净水方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于WinCC控制程序的石英砂滤池净水设备及净水方法，包括待净化水存储槽、进水泵送装置、净化主体装置、WinCC程序控制箱。净化主体装置内设置一级过滤膜、二级过滤膜感应板、消毒仪。一级过滤膜的表面投放大量净化水质工程菌；二级过滤膜感应板净化水质的同时通过电信号将净化水质工程菌的处理效率发送给WinCC程序控制箱，WinCC程序控制箱依据电信号控制进水流量。本发明采用的二级过滤膜感应板为高分子材料制备，净化能力强。同时设置消毒效果监测仪，用以实时监测水质，并向WinCC程序控制箱发送反馈信号，WinCC程序控制箱据此增加消毒仪两侧的电压。本发明提供的净水设备结构新颖合理，操作方便快捷，净化性能高，适合于多种类型水的净化使用。

Description

一种基于WinCC控制程序的石英砂滤池净水设备及净水方法
技术领域
本发明属于水净化设备领域，具体涉及一种基于WinCC控制程序的石英砂滤池净水设备及净水方法。
背景技术
我国净化水处理事业发展较快，现在世界上，先进国家使用的各种工艺和设备我们国内都有。我国的净化水处理设备与国外同类设备相比，在技术性能上、节能上，差距不是很大，但在市场上，国产的设备与国外同类设备相比确实存在很大的差距，这是因为：
1)我国的投标、招标工作不规范，同行业相互压价，造成中标的设备价格很低，最低价中标的、乡镇企业的设备无法与国外名牌产品相比。
2)国产设备与国外设备的价格相差太大，因此无法相比。
3)我国的原材料市场，不锈钢、铝合金材质的角钢，槽钢等型材规格少，市场短缺，所以刮泥机等设备的重量较重，功率消耗略大。
1991年至2000年，我国城市污水的二级处理能力从193.5万T/d猛增至2753.4万T/d，增长了14倍多。我国城市净化水处理事业得到了前所未有的蓬勃发展，初步遏止了我国水环境严重污染的局面。但在巨大的成绩背后，却存在一个不争事实：同期兴建的大批净化水处理厂中多达90％采用的却是进口的洋设备。这不得不让国人为国产净化水处理设备失去重大商机而痛惜不已。当然，国产企业自身不足是重要因素之一，但国家对国产企业扶持不够和片面利用外资却是最主要原因。2000年至2010年，预计我国城市净化水的生化处理能力将从2753.4万T/d增加到5639.5万T/d，处理能力将翻一番，新增加的净化水处理总量比前十年的总和还多一点。上述情况说明，未来国产净化水处理设备的发展还有很大机会，这就要求国家吸取前十年的经验教训、采取重大举措让国产净化水处理设备制造工业迅速发展壮大。
现有的常用净化水处理设备有:曝气系统设备、拦污设备、排泥排渣设备、分离设备、搅拌设备、过滤设备、提升设备、消毒设备、各式污泥浓缩机、污泥螺杆泵、污泥脱水机、污泥烘干机、污泥离心分离机、污泥堆肥机械、污泥焚烧机械、污泥厌氧消化气储存设备、发电设备、净化水厂供电设备、溶药设备、水质水量监测设备、控制设备等。
在现有技术条件下，处理生活净化水的设备建设成本和运行成本的增加将成为必然，现有的传统工艺、处理方法具有工艺流程长，控制复杂，占地大，处理成本高等缺点。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明提供一种基于WinCC控制程序的石英砂滤池净水设备及净水方法，装置结构合理紧凑，集成度高，过滤膜感应板采用高分子材料制备，净化能力强。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于WinCC控制程序的石英砂滤池净水设备，包括：待净化水存储槽、进水泵送装置、净化主体装置、WinCC程序控制箱；所述进水泵送装置的两端分别连通待净化水存储槽的出水口和净化主体装置的进水口；所述进水泵送装置的一端为与净化水存储槽的出水口连通的泵送电机，另一端为设置于净化主体装置内上方的喷水装置；所述泵送电机与喷水装置通过进水总管连通；所述进水总管上设有进水流量计和水流开闭电控阀；
所述净化主体装置自上而下依次设置净化仓、石英砂消毒仓；所述净化仓自上而下依次设置一级过滤膜、二级过滤膜感应板；所述石英砂消毒仓内设置消毒仪和消毒效果监测仪；待净化水从喷水装置喷出，先后经一级过滤膜、二级过滤膜感应板、消毒仪净化，然后从净化主体装置的出水口排出；
所述泵送电机、进水流量计、喷水装置、水流开闭电控阀、消毒仪、消毒效果监测仪分别与WinCC程序控制箱导线控制连接，并由WinCC程序控制箱控制。
进一步的，所述喷水装置包括给水分配约束电控环；所述给水分配约束电控环呈矩形管状结构，底部设有分水喷头，分水喷头沿给水分配约束电控环四边均匀分布；所述给水分配约束电控环与WinCC程序控制箱导线控制连接，并由WinCC程序控制箱控制。
进一步的，所述二级过滤膜感应板由若干水平方向均匀分布的W形折线板组成，W形折线板的开口方向与水流方向垂直；相邻W形折线板之间的间距为7mm～19mm。
进一步的，所述一级过滤膜的表面投放净化水质工程菌。
更进一步的，所述二级过滤膜感应板上设有活菌甄选仪；所述活菌甄选仪连接WinCC程序控制箱；所述活菌甄选仪感知净化水质工程菌的处理效率，当净化水质工程菌的处理效率低于15％，则通过电信号，通知WinCC程序控制箱，WinCC程序控制箱通过控制喷水装置和进水流量计减少水的流量；当净化水质工程菌的处理效率高于35％，则通过电信号，通知WinCC程序控制箱，WinCC程序控制箱通过控制喷水装置和进水流量计增加水的流量。
一种净水方法，包括以下几个步骤：
第1步：WinCC程序控制箱控制泵送电机处于启动状态，泵送电机将待净化水存储槽内待净化水泵送至喷水装置，继而通过喷水装置喷送至净化仓中；
第2步：待净化水从上向下率先流过一级过滤膜，一级过滤膜将待净化水中大颗粒浮游物质吸附在其表面，其表面上的净化水质工程菌对大颗粒浮游物质进行氧化还原处理；
第3步：经上述步骤处理后的待净化水向下继续流过二级过滤膜感应板，在WinCC程序控制箱控制下，二级过滤膜感应板对待净化水中的净化水质工程菌不能分解的溶解性有机物进行二次净化；
二级过滤膜感应板上设置的活菌甄选仪感知净化水质工程菌的处理效率，当净化水质工程菌的处理效率低于15％，则通过电信号，通知WinCC程序控制箱，WinCC程序控制箱通过控制喷水装置和进水流量计减少水的流量；当净化水质工程菌的处理效率高于35％，则通过电信号，通知WinCC程序控制箱，WinCC程序控制箱通过控制喷水装置和进水流量计增加水的流量；
第4步：待净化水向下继续流至石英砂消毒仓内，同时WinCC程序控制箱开启石英砂消毒仓内设有的消毒仪对水中残留的细菌与病原体进行消毒处理；在消毒过程中，消毒效果监测仪实时检测水中细菌与病原体的含量值，当细菌与病原体的含量值超过预设值时，消毒效果监测仪向WinCC程序控制箱发送反馈信号，WinCC程序控制箱增加消毒仪两端的电压值；
第5步：经消毒后的清水排出净化主体装置。
优选的，所述第1步中，在泵送过程中，喷水装置、进水流量计控制水流量范围值在20m3/h～50m3/h之间。
优选的，所述二级过滤膜感应板的组成成分包括：按重量份数计，聚乙二醇-聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯-聚己内酯70～130份，聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯-聚己内酯90～130份，甲基丙烯酸聚乙二醇酯130～330份，聚(丙烯酸-co-甲基丙烯酸甲酯)90～140份，甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯80～130份，N,N'-二(4-取代苯甲酰基)癸二酰二肼130～350份，浓度为30ppm～120ppm的4-(2-N,N-二甲氨基-乙基)磺酰基-苯肼80～130份，(1R,2R)-N,N'-双(5-叔丁基-3-甲酰基-4-羟基苯甲酸甲酯)缩环己二胺70～130份，4-叔丁基-4'-甲氧基二苯甲酰甲烷70～180份，交联剂90～130份，L-2-(N-叔丁氧酰基)-3',4'-二甲氧基苯丙氨酸乙酯30～130份，N,N'-1,6-己二基二[3-叔丁基-4-羟基-5-甲基]苯丙酰胺110～180份，N′-二苯基顺丁二甲酰胺30～90份，4-[(1-丁基-5-氰基-1,2-二氢-6-羟基-4-甲基-2-氧代-3-吡啶基)偶氮]-N-(2-乙基己基)苯磺酰胺30～170份。
更优选的，所述交联剂为2-[2,4-双(1,1-二甲基丙基)苯氧基]-3',5'-二氯-4'-乙基-2'-羟基丁酰苯胺、N,N'-双[β-(3,5-二叔丁基4羟基苯基)丙酰]肼、2-[2,4-双(1,1-二甲基丙基)苯氧基]-3',5'-二氯-4'-乙基-2'-羟基丁酰苯胺中的任意一种。
优选的，所述二级过滤膜感应板的制作方法包括如下步骤：
第1步：在反应釜中加入电导率为1.10μS/cm～1.80μS/cm的超纯水300～1200份，启动反应釜内搅拌器，转速为110rpm～120rpm，启动加热泵，使反应釜内温度上升至70℃～90℃；依次加聚乙二醇-聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯-聚己内酯、聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯-聚己内酯、甲基丙烯酸聚乙二醇酯，搅拌至完全溶解，调节pH值为1.0～8.0，将搅拌器转速调至110rpm～220rpm，温度为110℃～170℃，酯化反应10～30小时；
第2步：取聚(丙烯酸-co-甲基丙烯酸甲酯)、甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯进行粉碎，粉末粒径为50～120目；加N,N'-二(4-取代苯甲酰基)癸二酰二肼混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为10mm～40mm，采用剂量为1.0kGy～9.0kGy、能量为1.0MeV～5.0MeV的α射线辐照10～40分钟，以及同等剂量的β射线辐照80～170分钟；
第3步：经第2步处理的混合粉末溶于4-(2-N,N-二甲氨基-乙基)磺酰基-苯肼中，加入反应釜，搅拌器转速为90rpm～190rpm，温度为100℃～140℃，启动真空泵使反应釜的真空度达到-0.30MPa～-0.90MPa，保持此状态反应10～30小时；泄压并通入氮气，使反应釜内压力为0.20MPa～0.80MPa，保温静置10～30小时；搅拌器转速提升至100rpm～200rpm，同时反应釜泄压至0MPa；依次加入(1R,2R)-N,N'-双(5-叔丁基-3-甲酰基-4-羟基苯甲酸甲酯)缩环己二胺、4-叔丁基-4'-甲氧基二苯甲酰甲烷完全溶解后，加入交联剂搅拌混合，使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为2.0～8.0，保温静置10～30小时；
第4步：在搅拌器转速为100rpm～170rpm时，依次加入L-2-(N-叔丁氧酰基)-3',4'-二甲氧基苯丙氨酸乙酯、N,N'-1,6-己二基二[3-叔丁基-4-羟基-5-甲基]苯丙酰胺、N′-二苯基顺丁二甲酰胺、4-[(1-丁基-5-氰基-1,2-二氢-6-羟基-4-甲基-2-氧代-3-吡啶基)偶氮]-N-(2-乙基己基)苯磺酰胺，提升反应釜压力，使其达到0.90MPa～1.70MPa，温度为100℃～180℃，聚合反应10～30小时；反应完成后将反应釜内压力降至0MPa，降温至10℃～20℃，出料，入压模机即可制得二级过滤膜感应板(3-3)。
本发明的有益效果为：
1、该装置结构合理紧凑，集成度高；
2、该装置二级过滤膜感应板采用高分子材料制备，净化能力强；
3、喷头装置采用给水分配约束电控环和均匀设置于给水分配约束电控环的分水喷头，使得待净化水能够均匀流向过滤膜，过滤膜利用率高，过滤效果好；
4、采用WinCC程序控制箱，自动化程度高，操作方便快捷；
5、过滤膜感应板上设置活菌甄选仪，能够感知净化水质工程菌的处理效率，并通过电信号通知WinCC程序控制箱，以实时调整进水流量，提高过滤效率。
附图说明
图1是本发明中所述的净水设备示意图；
图2是本发明中所述的进水泵送装置结构示意图；
图3是本发明中所述的净化主体装置结构示意图；
图4是本发明所述的二级过滤膜感应板材料与净化能力提升率关系图；
图5是本发明所述的WinCC程序控制电路图；
以上图1～图3中，待净化水存储槽1，进水泵送装置2，泵送电机2-1，进水总管2-2，进水流量计2-3，水流开闭电控阀2-4，给水分配约束电控环2-5，分水喷头2-6，净化主体装置3，净化仓3-1，一级过滤膜3-2，二级过滤膜感应板3-3，石英砂消毒仓3-4，消毒仪3-5，消毒效果监测仪3-6，清水排放管3-7，固定支架4，WinCC程序控制箱5。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1所示，是本发明中所述的一种净水设备的示意图。图中看出，包括：待净化水存储槽1，进水泵送装置2，净化主体装置3，固定支架4，WinCC程序控制箱5；所述净化主体装置3下方设有固定支架4，所述固定支架4与净化主体装置3底部焊接固定，所述固定支架底部设有振动传感器，固定支架4一侧设有待净化水存储槽1，所述待净化水存储槽1与净化主体装置3之间通过进水泵送装置2连通，所述WinCC程序控制箱5位于固定支架4底部。
如图2所示，是本发明中所述的进水泵送装置结构示意图。从图2或图1中看出，所述进水泵送装置2包括：泵送电机2-1，进水总管2-2，进水流量计2-3，水流开闭电控阀2-4，给水分配约束电控环2-5，分水喷头2-6；所述泵送电机2-1放置于水平地面，泵送电机2-1与WinCC程序控制箱5导线控制连接；所述进水总管2-2外形呈“弹弓”状结构，进水总管2-2一端连通泵送电机2-1，泵送电机2-1上部设有水质检测仪，进水总管2-2另一端连通给水分配约束电控环2-5；所述给水分配约束电控环2-5数量为2组，给水分配约束电控环2-5呈矩形管状结构，给水分配约束电控环2-5底部设有分水喷头2-6，所述分水喷头2-6喷嘴方向竖直向下，分水喷头2-6数量不少于10组，分水喷头2-6沿给水分配约束电控环2-5四边均匀分布；所述进水总管2-2由底至上依次串接有进水流量计2-3及水流开闭电控阀2-4，所述进水流量计2-3及水流开闭电控阀2-4分别与WinCC程序控制箱5导线控制连接。
如图3所示，是本发明中所述的净化主体装置结构示意图。从图3或图1中看出，所述净化主体装置3包括：净化仓3-1，一级过滤膜3-2，二级过滤膜感应板3-3，石英砂消毒仓3-4，消毒仪3-5，消毒效果监测仪3-6，清水排放管3-7；所述净化仓3-1为上下均开口的长方体结构，净化仓3-1是由厚度为4mm～8mm的不锈钢板折弯焊接制得；所述一级过滤膜3-2位于净化仓3-1内部中间位置，一级过滤膜3-2四壁粘附在净化仓3-1内壁表面，一级过滤膜3-2总厚度不低于5cm～10cm，在其中部设有膜过滤效率传感器；所述二级过滤膜感应板3-3位于位于净化仓3-1内部底部位置，二级过滤膜感应板3-3为折线状结构，二级过滤膜感应板3-3数量不低于7～15组，二级过滤膜感应板3-3水平均匀分布，相邻两二级过滤膜感应板3-3间距在7mm～19mm之间；二级过滤膜感应板3-3配有BBI生产的活菌甄选仪(型号：BluCoo620)，当菌体活性小于15％时，即净化水质工程菌的处理效率低于15％，则通过电信号，通知WinCC程序控制箱(5)并报警，WinCC程序控制箱(5)通过控制给水分配约束电控环(2-5)和进水流量计(2-3)减少水的流量；当净化水质工程菌的处理效率高于35％，则通过电信号，通知WinCC程序控制箱(5)，WinCC程序控制箱(5)通过控制给水分配约束电控环(2-5)和进水流量计(2-3)增加水的流量。
所述石英砂消毒仓3-4位于净化仓3-1底部，石英砂消毒仓3-4与净化仓3-1底面无缝焊接，石英砂消毒仓3-4外形呈“棱台”状结构，石英砂消毒仓3-4与净化仓3-1内部相互贯通；所述消毒仪3-5位于石英砂消毒仓3-4内部，消毒仪3-5数量为3～5组，消毒仪3-5竖直均匀排列，消毒仪3-5正负极分别与WinCC程序控制箱5导线控制连接；所述消毒效果监测仪3-6位于石英砂消毒仓3-4内壁表面，消毒效果监测仪3-6与WinCC程序控制箱5导线控制连接；所述清水排放管3-7位于石英砂消毒仓3-4底部，清水排放管3-7与石英砂消毒仓3-4连通，膜过滤效率传感器、清水排放管3-7表面的电控阀与WinCC程序控制箱5导线控制连接。
本发明所述的一种净水方法包括如下步骤：
第1步：WinCC程序控制箱5控制泵送电机2-1处于启动状态，泵送电机2-1将待净化水存储槽1内待净化水泵送至给水分配约束电控环2-5中，继而通过给水分配约束电控环2-5底部设有的分水喷头2-6均匀喷送至净化仓3-1中；在泵送过程中，进水流量计2-3控制水流量范围值在20m3/h～50m3/h之间；
第2步：待净化水从上向下率先流过一级过滤膜3-2，一级过滤膜3-2将待净化水中大颗粒浮游物质吸附在其表面，同时在一级过滤膜3-2表面投放大量净化水质工程菌，净化水质工程菌对一级过滤膜3-2表面吸附的大颗粒浮游物质进行氧化还原处理；
第3步：经上述步骤处理后的待净化水向下继续流过二级过滤膜感应板3-3，二级过滤膜感应板3-3对待净化水中的净化水质工程菌不能分解的溶解性有机物进行二次净化；
第4步：待净化水向下继续流至石英砂消毒仓3-4内，同时WinCC程序控制箱5开启石英砂消毒仓3-4内设有的消毒仪3-5对水中残留的细菌与病原体进行消毒处理；在消毒过程中，消毒效果监测仪3-6实时检测水中细菌与病原体的含量值，当细菌与病原体的含量值超过预设值时，消毒效果监测仪3-6向WinCC程序控制箱5发送反馈信号，WinCC程序控制箱5增加消毒仪3-5两端的电压值；
第5步：WinCC程序控制箱5开启清水排放管3-7表面的电控阀，经消毒后的清水通过清水排放管3-7排出整个设备。
本发明所述的一种基于WinCC控制程序的石英砂滤池净水设备结构新颖合理，操作方便快捷，净化性能高，适合于多种类型水的净化使用。
以下是本发明所述二级过滤膜感应板3-3的制造过程的实施例，实施例是为了进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本发明的范围。
若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
实施例1
按照以下步骤制造本发明所述二级过滤膜感应板3-3，并按重量分数计：
第1步：在反应釜中加入电导率为1.10μS/cm的超纯水300份，启动反应釜内搅拌器，转速为110rpm，启动加热泵，使反应釜内温度上升至70℃；依次加聚乙二醇-聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯-聚己内酯70份、聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯-聚己内酯90份、甲基丙烯酸聚乙二醇酯130份，搅拌至完全溶解，调节pH值为1.0，将搅拌器转速调至110rpm，温度为110℃，酯化反应10小时；
第2步：取聚(丙烯酸-co-甲基丙烯酸甲酯)90份、甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯80份进行粉碎，粉末粒径为50目；加N,N'-二(4-取代苯甲酰基)癸二酰二肼130份混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为10mm，采用剂量为1.0kGy、能量为1.0MeV的α射线辐照10分钟，以及同等剂量的β射线辐照80分钟；
第3步：经第2步处理的混合粉末溶于浓度为30ppm的4-(2-N,N-二甲氨基-乙基)磺酰基-苯肼80份中，加入反应釜，搅拌器转速为90rpm，温度为100℃，启动真空泵使反应釜的真空度达到-0.30MPa，保持此状态反应10小时；泄压并通入氮气，使反应釜内压力为0.20MPa，保温静置10小时；搅拌器转速提升至100rpm，同时反应釜泄压至0MPa；依次加入(1R,2R)-N,N'-双(5-叔丁基-3-甲酰基-4-羟基苯甲酸甲酯)缩环己二胺70份、4-叔丁基-4'-甲氧基二苯甲酰甲烷70份完全溶解后，加入交联剂90份搅拌混合，使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为2.0，保温静置10小时；
第4步：在搅拌器转速为100rpm时，依次加入L-2-(N-叔丁氧酰基)-3',4'-二甲氧基苯丙氨酸乙酯30份、N,N'-1,6-己二基二[3-叔丁基-4-羟基-5-甲基]苯丙酰胺110份、N′-二苯基顺丁二甲酰胺30份、4-[(1-丁基-5-氰基-1,2-二氢-6-羟基-4-甲基-2-氧代-3-吡啶基)偶氮]-N-(2-乙基己基)苯磺酰胺30份，提升反应釜压力，使其达到0.90MPa，温度为100℃，聚合反应10小时；反应完成后将反应釜内压力降至0MPa，降温至10℃，出料，入压模机即可制得二级过滤膜感应板3-3；
所述交联剂为2-[2,4-双(1,1-二甲基丙基)苯氧基]-3',5'-二氯-4'-乙基-2'-羟基丁酰苯胺。
实施例2
按照以下步骤制造本发明所述二级过滤膜感应板3-3，并按重量分数计：
第1步：在反应釜中加入电导率为1.80μS/cm的超纯水1200份，启动反应釜内搅拌器，转速为120rpm，启动加热泵，使反应釜内温度上升至90℃；依次加聚乙二醇-聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯-聚己内酯130份、聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯-聚己内酯130份、甲基丙烯酸聚乙二醇酯330份，搅拌至完全溶解，调节pH值为8.0，将搅拌器转速调至220rpm，温度为170℃，酯化反应30小时；
第2步：取聚(丙烯酸-co-甲基丙烯酸甲酯)140份、甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯130份进行粉碎，粉末粒径为120目；加N,N'-二(4-取代苯甲酰基)癸二酰二肼350份混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为40mm，采用剂量为9.0kGy、能量为5.0MeV的α射线辐照40分钟，以及同等剂量的β射线辐照170分钟；
第3步：经第2步处理的混合粉末溶于浓度为120ppm的4-(2-N,N-二甲氨基-乙基)磺酰基-苯肼130份中，加入反应釜，搅拌器转速为190rpm，温度为140℃，启动真空泵使反应釜的真空度达到-0.90MPa，保持此状态反应30小时；泄压并通入氮气，使反应釜内压力为0.80MPa，保温静置30小时；搅拌器转速提升至200rpm，同时反应釜泄压至0MPa；依次加入(1R,2R)-N,N'-双(5-叔丁基-3-甲酰基-4-羟基苯甲酸甲酯)缩环己二胺130份、4-叔丁基-4'-甲氧基二苯甲酰甲烷180份完全溶解后，加入交联剂130份搅拌混合，使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为8.0，保温静置30小时；
第4步：在搅拌器转速为170rpm时，依次加入L-2-(N-叔丁氧酰基)-3',4'-二甲氧基苯丙氨酸乙酯130份、N,N'-1,6-己二基二[3-叔丁基-4-羟基-5-甲基]苯丙酰胺180份、N′-二苯基顺丁二甲酰胺90份、4-[(1-丁基-5-氰基-1,2-二氢-6-羟基-4-甲基-2-氧代-3-吡啶基)偶氮]-N-(2-乙基己基)苯磺酰胺170份，提升反应釜压力，使其达到1.70MPa，温度为180℃，聚合反应30小时；反应完成后将反应釜内压力降至0MPa，降温至20℃，出料，入压模机即可制得二级过滤膜感应板3-3；
所述交联剂为2-[2,4-双(1,1-二甲基丙基)苯氧基]-3',5'-二氯-4'-乙基-2'-羟基丁酰苯胺。
实施例3
按照以下步骤制造本发明所述二级过滤膜感应板3-3，并按重量分数计：
第1步：在反应釜中加入电导率为1.50μS/cm的超纯水900份，启动反应釜内搅拌器，转速为115rpm，启动加热泵，使反应釜内温度上升至80℃；依次加聚乙二醇-聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯-聚己内酯120份、聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯-聚己内酯110份、甲基丙烯酸聚乙二醇酯230份，搅拌至完全溶解，调节pH值为6.0，将搅拌器转速调至150rpm，温度为130℃，酯化反应20小时；
第2步：取聚(丙烯酸-co-甲基丙烯酸甲酯)110份、甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯100份进行粉碎，粉末粒径为70目；加N,N'-二(4-取代苯甲酰基)癸二酰二肼250份混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为30mm，采用剂量为6.0kGy、能量为3.0MeV的α射线辐照20分钟，以及同等剂量的β射线辐照110分钟；
第3步：经第2步处理的混合粉末溶于浓度为70ppm的4-(2-N,N-二甲氨基-乙基)磺酰基-苯肼110份中，加入反应釜，搅拌器转速为120rpm，温度为130℃，启动真空泵使反应釜的真空度达到-0.60MPa，保持此状态反应20小时；泄压并通入氮气，使反应釜内压力为0.60MPa，保温静置20小时；搅拌器转速提升至150rpm，同时反应釜泄压至0MPa；依次加入(1R,2R)-N,N'-双(5-叔丁基-3-甲酰基-4-羟基苯甲酸甲酯)缩环己二胺100份、4-叔丁基-4'-甲氧基二苯甲酰甲烷130份完全溶解后，加入交联剂110份搅拌混合，使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为6.0，保温静置20小时；
第4步：在搅拌器转速为130rpm时，依次加入L-2-(N-叔丁氧酰基)-3',4'-二甲氧基苯丙氨酸乙酯60份、N,N'-1,6-己二基二[3-叔丁基-4-羟基-5-甲基]苯丙酰胺150份、N′-二苯基顺丁二甲酰胺40份、4-[(1-丁基-5-氰基-1,2-二氢-6-羟基-4-甲基-2-氧代-3-吡啶基)偶氮]-N-(2-乙基己基)苯磺酰胺140份，提升反应釜压力，使其达到1.70MPa，温度为120℃，聚合反应20小时；反应完成后将反应釜内压力降至0MPa，降温至15℃，出料，入压模机即可制得二级过滤膜感应板3-3；
所述交联剂为N,N'-双[β-(3,5-二叔丁基4羟基苯基)丙酰]肼。
对照例
对照例为市售某品牌的二级过滤膜感应板用于水的净化过程的使用情况。
实施例4
将实施例1～3制备获得的二级过滤膜感应板3-3和对照例所述的二级过滤膜感应板用于水的净化过程的使用情况进行对比，并以分解能力提升率、净水效果提升率、净化产量提升率、污染物转化总量提升率为技术指标进行统计，结果如表1所示：
表1实施例1～3和对照例所述的二级过滤膜感应板用于水的净化过程的使用情况的各项参数的对比
表1为实施例1～3和对照例所述的二级过滤膜感应板用于水的净化过程的使用情况的各项参数的对比结果，从表1可见，本发明所述的二级过滤膜感应板3-3，其分解能力提升率、净水效果提升率、净化产量提升率、污染物转化总量提升率均高于现有技术生产的产品。
此外，如图4所示，是本发明所述的二级过滤膜感应板3-3材料与净化能力提升率关系图。图中看出，实施例1～3所用二级过滤膜感应板3-3材质分布均匀，净化能力提升率高；图中显示本发明所述的二级过滤膜感应板3-3，其净化能力提升率大幅优于现有产品。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于WinCC控制程序的石英砂滤池净水设备，其特征在于，包括：待净化水存储槽(1)、进水泵送装置(2)、净化主体装置(3)、WinCC程序控制箱(5)；所述进水泵送装置(2)的两端分别连通待净化水存储槽(1)的出水口和净化主体装置(3)的进水口；所述进水泵送装置(2)的一端为与净化水存储槽(1)的出水口连通的泵送电机(2-1)，另一端为设置于净化主体装置(3)内上方的喷水装置；所述泵送电机(2-1)与喷水装置通过进水总管(2-2)连通；所述进水总管(2-2)上设有进水流量计(2-3)和水流开闭电控阀(2-4)；
所述净化主体装置(3)自上而下依次设置净化仓(3-1)、石英砂消毒仓(3-4)；所述净化仓(3-1)自上而下依次设置一级过滤膜(3-2)、二级过滤膜感应板(3-3)；所述石英砂消毒仓(3-4)内设置消毒仪(3-5)和消毒效果监测仪(3-6)；待净化水从喷水装置喷出，先后经一级过滤膜(3-2)、二级过滤膜感应板(3-3)、消毒仪(3-5)净化，然后从净化主体装置(3)的出水口排出；
所述泵送电机(2-1)、进水流量计(2-3)、喷水装置、水流开闭电控阀(2-4)、消毒仪(3-5)、消毒效果监测仪(3-6)分别与WinCC程序控制箱(5)导线控制连接，并由WinCC程序控制箱(5)控制。
2.根据权利要求1所述的基于WinCC控制程序的石英砂滤池净水设备，其特征在于，所述喷水装置包括给水分配约束电控环(2-5)；所述给水分配约束电控环(2-5)呈矩形管状结构，底部设有分水喷头(2-6)，分水喷头(2-6)沿给水分配约束电控环(2-5)四边均匀分布；所述给水分配约束电控环(2-5)与WinCC程序控制箱(5)导线控制连接，并由WinCC程序控制箱(5)控制。
3.根据权利要求1所述的一种基于WinCC控制程序的石英砂滤池净水设备，其特征在于，所述二级过滤膜感应板(3-3)由若干水平方向均匀分布的W形折线板组成，W形折线板的开口方向与水流方向垂直；相邻W形折线板之间的间距为7mm～19mm。
4.根据权利要求1所述的一种基于WinCC控制程序的石英砂滤池净水设备，其特征在于，所述一级过滤膜(3-2)的表面投放净化水质工程菌。
5.根据权利要求4所述的一种基于WinCC控制程序的石英砂滤池净水设备，其特征在于，所述二级过滤膜感应板(3-3)上设有活菌甄选仪；所述活菌甄选仪连接WinCC程序控制箱(5)；所述活菌甄选仪感知净化水质工程菌的处理效率，当净化水质工程菌的处理效率低于15％，则通过电信号，通知WinCC程序控制箱(5)，WinCC程序控制箱(5)通过控制喷水装置和进水流量计(2-3)减少水的流量；当净化水质工程菌的处理效率高于35％，则通过电信号，通知WinCC程序控制箱(5)，WinCC程序控制箱(5)通过控制喷水装置和进水流量计(2-3)增加水的流量。
6.一种基于权利要求5所述净水设备的净水方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
第1步：WinCC程序控制箱(5)控制泵送电机(2-1)处于启动状态，泵送电机(2-1)将待净化水存储槽(1)内待净化水泵送至喷水装置，继而通过喷水装置喷送至净化仓(3-1)中；
第2步：待净化水从上向下率先流过一级过滤膜(3-2)，一级过滤膜(3-2)将待净化水中大颗粒浮游物质吸附在其表面，其表面上的净化水质工程菌对大颗粒浮游物质进行氧化还原处理；
第3步：经上述步骤处理后的待净化水向下继续流过二级过滤膜感应板(3-3)，在WinCC程序控制箱(5)控制下，二级过滤膜感应板(3-3)对待净化水中的净化水质工程菌不能分解的溶解性有机物进行二次净化；
二级过滤膜感应板(3-3)上设置的活菌甄选仪感知净化水质工程菌的处理效率，当净化水质工程菌的处理效率低于15％，则通过电信号，通知WinCC程序控制箱(5)，WinCC程序控制箱(5)通过控制喷水装置和进水流量计(2-3)减少水的流量；当净化水质工程菌的处理效率高于35％，则通过电信号，通知WinCC程序控制箱(5)，WinCC程序控制箱(5)通过控制喷水装置和进水流量计(2-3)增加水的流量；
第4步：待净化水向下继续流至石英砂消毒仓(3-4)内，同时WinCC程序控制箱(5)开启石英砂消毒仓(3-4)内设有的消毒仪(3-5)对水中残留的细菌与病原体进行消毒处理；在消毒过程中，消毒效果监测仪(3-6)实时检测水中细菌与病原体的含量值，当细菌与病原体的含量值超过预设值时，消毒效果监测仪(3-6)向WinCC程序控制箱(5)发送反馈信号，WinCC程序控制箱(5)增加消毒仪(3-5)两端的电压值；
第5步：经消毒后的清水排出净化主体装置(3)。
7.根据权利要求6所述的一种净水方法，其特征在于，所述第1步中，在泵送过程中，喷水装置、进水流量计(2-3)控制水流量范围值在20m3/h～50m3/h之间。
8.根据权利要求6所述的一种净水方法，其特征在于，所述二级过滤膜感应板(3-3)的组成成分包括：按重量份数计，聚乙二醇-聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯-聚己内酯70～130份，聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯-聚己内酯90～130份，甲基丙烯酸聚乙二醇酯130～330份，聚(丙烯酸-co-甲基丙烯酸甲酯)90～140份，甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯80～130份，N,N'-二(4-取代苯甲酰基)癸二酰二肼130～350份，浓度为30ppm～120ppm的4-(2-N,N-二甲氨基-乙基)磺酰基-苯肼80～130份，(1R,2R)-N,N'-双(5-叔丁基-3-甲酰基-4-羟基苯甲酸甲酯)缩环己二胺70～130份，4-叔丁基-4'-甲氧基二苯甲酰甲烷70～180份，交联剂90～130份，L-2-(N-叔丁氧酰基)-3',4'-二甲氧基苯丙氨酸乙酯30～130份，N,N'-1,6-己二基二[3-叔丁基-4-羟基-5-甲基]苯丙酰胺110～180份，N′-二苯基顺丁二甲酰胺30～90份，4-[(1-丁基-5-氰基-1,2-二氢-6-羟基-4-甲基-2-氧代-3-吡啶基)偶氮]-N-(2-乙基己基)苯磺酰胺30～170份。
9.根据权利要求8所述的一种净水方法，其特征在于，所述交联剂为2-[2,4-双(1,1-二甲基丙基)苯氧基]-3',5'-二氯-4'-乙基-2'-羟基丁酰苯胺、N,N'-双[β-(3,5-二叔丁基4羟基苯基)丙酰]肼、2-[2,4-双(1,1-二甲基丙基)苯氧基]-3',5'-二氯-4'-乙基-2'-羟基丁酰苯胺中的任意一种。
10.根据权利要求6所述的一种净水方法，其特征在于，所述二级过滤膜感应板(3-3)的制作方法包括如下步骤：
第1步：在反应釜中加入电导率为1.10μS/cm～1.80μS/cm的超纯水300～1200份，启动反应釜内搅拌器，转速为110rpm～120rpm，启动加热泵，使反应釜内温度上升至70℃～90℃；依次加聚乙二醇-聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯-聚己内酯、聚甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯-聚己内酯、甲基丙烯酸聚乙二醇酯，搅拌至完全溶解，调节pH值为1.0～8.0，将搅拌器转速调至110rpm～220rpm，温度为110℃～170℃，酯化反应10～30小时；
第2步：取聚(丙烯酸-co-甲基丙烯酸甲酯)、甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯进行粉碎，粉末粒径为50～120目；加N,N'-二(4-取代苯甲酰基)癸二酰二肼混合均匀，平铺于托盘内，平铺厚度为10mm～40mm，采用剂量为1.0kGy～9.0kGy、能量为1.0MeV～5.0MeV的α射线辐照10～40分钟，以及同等剂量的β射线辐照80～170分钟；
第3步：经第2步处理的混合粉末溶于4-(2-N,N-二甲氨基-乙基)磺酰基-苯肼中，加入反应釜，搅拌器转速为90rpm～190rpm，温度为100℃～140℃，启动真空泵使反应釜的真空度达到-0.30MPa～-0.90MPa，保持此状态反应10～30小时；泄压并通入氮气，使反应釜内压力为0.20MPa～0.80MPa，保温静置10～30小时；搅拌器转速提升至100rpm～200rpm，同时反应釜泄压至0MPa；依次加入(1R,2R)-N,N'-双(5-叔丁基-3-甲酰基-4-羟基苯甲酸甲酯)缩环己二胺、4-叔丁基-4'-甲氧基二苯甲酰甲烷完全溶解后，加入交联剂搅拌混合，使得反应釜溶液的亲水亲油平衡值为2.0～8.0，保温静置10～30小时；
第4步：在搅拌器转速为100rpm～170rpm时，依次加入L-2-(N-叔丁氧酰基)-3',4'-二甲氧基苯丙氨酸乙酯、N,N'-1,6-己二基二[3-叔丁基-4-羟基-5-甲基]苯丙酰胺、N′-二苯基顺丁二甲酰胺、4-[(1-丁基-5-氰基-1,2-二氢-6-羟基-4-甲基-2-氧代-3-吡啶基)偶氮]-N-(2-乙基己基)苯磺酰胺，提升反应釜压力，使其达到0.90MPa～1.70MPa，温度为100℃～180℃，聚合反应10～30小时；反应完成后将反应釜内压力降至0MPa，降温至10℃～20℃，出料，入压模机即可制得二级过滤膜感应板(3-3)。
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