CN109305739A - 废水处理设备的集成方法及废水处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种废水处理设备的集成方法及废水处理设备，该废水处理设备的集成方法包括：对预设废水处理工程的设备及工艺进行模块化处理；根据入口水质参数选取模块化处理后的废水处理工艺及设备，生成模块数量清单；根据模块数量清单进行模块生产集成和进行水处理工程平面排布。实现了在软件的支持下，编制工艺流程和设置水量水质参数，自动生成模块数量清单，同时自动生成设备及材料清单供加工制造中的软件为后文所述的废水处理设备的工程设计软件，工艺人员在软件平台根据进水水量及水质，设计工艺路线即选定需要的特定工艺功能的模块种类和计算各工艺段水量及水质即确定特定模块数量，为后续工程设计及工程管理打下基础。

Description

废水处理设备的集成方法及废水处理设备

技术领域

本发明实施例涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种废水处理设备的集成方法及废水处理集成系统。

背景技术

随着国家政策对环保问题的日益重视，废水处理回用工艺作为环保工程的一个重要分支，得到了长足的发展。废水处理设备作为废水处理工艺的直接载体，在水处理过程中起着至关重要的作用。

废水处理需要根据水质的不同选择合适的工艺及相应的工艺设备。当前主要的处理工艺有微生物生化、高级氧化、过滤、吸附、离子交换、膜法、蒸馏法等。随着废水处理工程大量建设，在工程设计、安装及施工中暴露出以下问题：当前废水处理工程均为非标准设计，从工艺设计、设备选型布置、电气及控制系统均无相似性或相似性很小，直接导致设计效率低下，设计周期长；废水处理工艺复杂，设备线长，设备繁多，由于为非标设计，整个工程施工过程需要专业人员技术介入较多，从而导致施工周期长；各种非标设备及特殊参数设备导致设备定货周期长；非标设备都需要根据现场设计进行加工，质量参差不齐，零部件级检验缺失，执行标准混乱，无法保证工程质量；工程竣工后，调试及故障处理困难，备品备件种类多，操作及维护人员培训复杂，运行管理维护工作被动；非标设备及非标工程无法符合“中国制造2025”智能制造的要求。废水处理作为环保产业的一个重要分支，虽然发展迅速，但仍处于起步阶段，离成熟的工艺及标准化的设备距离尚远。

废水处理工程作为化工行业的一个组成部分，往往均按化工行业常规的设计思想进行设计。化工主装置设备一般为非标设备，需要整条工艺流程全部进行非标设计，同时由于化工工艺在不断更新，设备标准化集成就变得无法进行甚至没有必要进行。废水处理经过近些年的不断突破与发展，已经形成了若干标准的工艺路线和设备组合，工艺和设备都进入相对稳定时期。鉴于以上环境因素，废水处理设备的标准化集成是必然趋势。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种废水处理设备的集成方法及废水处理设备，用于解决现有技术存在的问题。

为实现上述目的，第一方面，本发明实施例提供一种废水处理设备的集成方法，其特征在于，包括：

对预设废水处理设备及工艺进行模块化处理；

根据入口水质参数选取模块处理后的废水处理工艺及设备，生成模块数量清单；

根据模块数量清单进行模块生产集成和进行水处理工程平面排布。

可选的，所述对预设废水处理设备及工艺进行模块化处理，包括：

对预设废水处理设备工程的设备及工艺的功能进行统一模块化处理，所述模块化处理后的工艺模块处理水量为预定值。

第二方面，本发明实施例还提供了一种基于上述的废水处理设备的集成方法的废水处理集成系统，包括：

设计系统、中央控制系统和模块标准控制器；

所述设计系统与所述中央控制系统相连，所述中央控制系统与所述模块标准控制器相连；

所述设计系统，用于接收水质参数，并根据水质参数进行工艺计算，按计算结果生成工艺流程图，根据计算结果生成模块数量清单供模块集成及控制系统配置；

所述中央控制系统，用于根据所述工艺计算的结果进行工艺设备集成模块和运行参数的配置；

所述模块标准控制器，用于根据所述工艺设备和参数的配置进行设备集成模块的控制。

可选的，所述设计系统包括：工艺参数计算模块、工艺流程框图模块、设备清单模块、平面布置模块、工程项目管理模块；

所述工艺流程框图模块与所述工艺参数计算模块相连，所述设备清单模块与所述工艺参数计算模块相连，所述设备清单模块与所述平面布置模块相连，所述工程项目管理模块与所述设备清单模块和所述平面布置模块均相连。

可选的，所述中央控制系统包括工艺参数导入接口、工艺设备配置模块、画面组态模块和运行组态模块；

所述工艺参数导入接口与所述设备清单模块相连，所述工艺参数导入接口与所述工艺设备配置模块相连，所述工艺设备配置模块与所述画面组态模块相连，所述画面组态模块与所述运行组态模块相连。

可选的，所述标准控制器位于模块化标准工艺设备中；

所述废水处理设备的模块标准控制器与所述中央控制系统相连，所述中央控制系统与所述运行组态模块相连。

可选的，所述废水处理设备的模块包括水池模块、高密度沉淀池模块、滤池模块、过滤器模块、微滤膜模块、超滤模块、离子交换树脂模块、反渗透模块、纳滤模块、高级氧化模块、蒸发结晶模块、冷冻结晶模块、供料模块、加药模块、冲洗模块、化洗模块、再生模块和除碳器模块。

可选的，所述模块标准控制器控制多个特定废水处理设备的模块。

可选的，所述多个废水处理设备的模块标准控制器均与所述中央控制系统相连。

可选的，所述多个废水处理设备的模块中的每一个废水处理设备的模块标准控制器均有一个中央处理器CPU。

本发明实施例提供的废水处理设备的集成方法及废水处理设备，对预设废水处理设备及工艺进行模块化处理；根据入口水质参数选取模块化处理后的废水处理工艺及设备，生成模块数量清单；根据模块数量清单进行排布集成。实现了在软件的支持下，编制工艺流程和设置水量水质参数，自动生成模块数量清单，同时自动生成设备及材料清单供加工制造。前述软件为后文所述的废水处理设备的工程设计软件，工艺人员在软件平台根据进水水量及水质，设计工艺路线即选定需要的特定工艺功能的模块种类和计算各工艺段水量及水质即确定特定模块数量，以上为需要人工操作部分，之后软件自动生成模块数量清单，自动生成材料及设备清单，为后续工程设计及工程管理打下基础。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本发明一实施例提供的废水处理设备的集成方法的流程图；

图2为本发明一实施例提供的废水处理设备的结构示意图；

图3为本发明一实施例提供的水池模块的结构示意图；

图4为本发明一实施例提供的高密度沉淀池模块的结构示意图；

图5为本发明一实施例提供的滤池模块的结构示意图；

图6为本发明一实施例提供的过滤器模块的结构示意图；

图7为本发明一实施例提供的微滤膜模块的结构示意图；

图8为本发明一实施例提供的超滤模块的结构示意图；

图9为本发明另一实施例提供的超滤模块的结构示意图；

图10为本发明一实施例提供的离子交换树脂模块的结构示意图；

图11为本发明一实施例提供的反渗透/纳滤模块的结构示意图；

图12为本发明一实施例提供的蒸发结晶模块的结构示意图；

图13为本发明另一实施例提供的蒸发结晶模块的结构示意图；

图14为本发明另一实施例提供的冷冻结晶模块的结构示意图；

图15为本发明一实施例提供的供料模块的结构示意图；

图16为本发明一实施例提供的加药模块的结构示意图；

图17为本发明一实施例提供的冲洗模块的结构示意图；

图18为本发明一实施例提供的化洗模块的结构示意图；

图19为本发明一实施例提供的再生模块的结构示意图；

图20为本发明一实施例提供的除碳器模块的结构示意图；

图21为本发明一实施例提供的废水处理设备的结构示意图；

图22为本发明一实施例提供的传统控制器系统与标准控制器系统结构对比示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1示出了本发明实施例提供的一种废水处理设备的集成方法的流程示意图，如图1所示，该方法包括：

101、对预设废水处理工程的设备及工艺进行模块化处理；

一般的，对预设废水处理工程的设备及工艺的功能进行统一模块化处理，所述模块化处理后的工艺功能模块处理水量为预定值。

将废水处理设备进行模块化，该模块包含有特定单元的废水处理工艺设备，可以实现特定工艺路线特定工段的全部功能，但其可以处理的水量为一固定值。

102、根据入口水质参数选取模块化处理后的废水处理工艺及设备，生成模块数量清单；

将废水处理设备进行模块化，该模块包含有特定单元的废水处理工艺设备，可以实现特定工艺路线特定工段的全部功能，但其可以处理的水量为一固定值。

103、根据模块数量清单进行模块生产集成和进行水处理工程平面排布。

根据生成的模块数量清单进行标准模块排布，实现总平面布置图快速布置，从而可以大大缩短设计周期。

本发明出发点为水处理工程，意义在于水处理工程的标准模块化，模块化设计以后，方便整体工程的智能化设计、集成、运行、维护和管理，从工程设计到工程施工及施工管理，全程流水作业，模块化作业。本专利中所有标准模块是独立的、完整的。在现有技术中，某一设备模块化设计，是为了提高处理效果，或者节约占地，如进水污染严重，则多个模块串联使用，如果进水污染不严重则少用，其为特定水处理单体设备模块化，本专利是水处理工程的工艺和工程标准化及模块化同时包括设计标准化及控制系统的标准化，从标准化和模块化意图及应用方向有着本质的区别。

图2示出了本发明实施例提供的一种基于上述的废水处理设备的集成方法的废水处理设备，包括：

设计系统21、中央控制系统22和模块标准控制器23；

所述设计系统与所述中央控制系统相连，所述中央控制系统与所述模块标准控制器相连；

所述设计系统，用于接收水质参数，并对所述水质参数进行工艺计算；

所述中央控制系统，用于根据所述工艺计算的结果进行工艺设备和参数的配置；

所述模块标准控制器，用于根据所述工艺设备和参数的配置进行集成。

如图21所示为废水处理设备的软件和硬件的结构示意图，所述设计系统包括：工艺参数计算模块、工艺流程框图模块、设备清单模块、平面布置模块、工程项目管理模块；

所述工艺流程框图模块与所述工艺参数计算模块相连，所述设备清单模块与所述工艺参数计算模块相连，所述设备清单模块与所述平面布置模块相连，所述工程项目管理模块与所述设备清单模块和所述平面布置模块均相连。

所述中央控制系统包括工艺参数导入接口、工艺设备配置模块、画面组态模块和运行组态模块；

所述工艺参数导入接口与所述设备清单模块相连，所述工艺参数导入接口与所述工艺设备配置模块相连，所述工艺设备配置模块与所述画面组态模块相连，所述画面组态模块与所述运行组态模块相连。

工艺人员将工程项目水量水质参数输入工艺参数计算模块进行工艺计算，计算结果可直接导入计算书生成模块和设备清单模块生成工艺计算书和设备清单。工艺计算结果也可直接导入工艺流程图模块进行工艺流程图的绘制。设备清单模块生成的设备清单数据可直接导入控制系统设计软件进行控制系统设计，也可直接导入平面布置模块及工程项目管理模块进行设备总平面图布置和设备采购、出入库、工程进度管理、工程资料管理等工程管理项目。

所述模块标准控制器包括废水处理设备的模块和中央控制系统；

所述废水处理设备的模块与所述中央控制系统相连，所述中央控制系统与所述运行组态模块相连。

所述废水处理设备的模块包括水池模块、高密度沉淀池模块、滤池模块、过滤器模块、微滤膜模块、超滤模块、离子交换树脂模块、反渗透模块、纳滤模块、高级氧化模块、蒸发结晶模块、冷冻结晶模块、供料模块、加药模块、冲洗模块、化洗模块、再生模块和除碳器模块。

水池CELL模块如图3所示，1、加强筋标准件(示意图只画出一边，四围均有布置)2、快捷连接3、配套仪表4、配套接线箱5、复合板元件及1m3标准单元体，目前水处理的水池基本采用半地下混凝土形式，内部需要做防渗处理以及防腐处理，工程量较大。本发明水池CELL模块采用标准复合板元件和加强构件组成，复合板元件内壁侧自带防腐包覆层，使水池内洁净程度可达到化工级。复合板元件与元件间采用特殊结构绞接密封连接，既可以保证高强度连接，又在板件间发生微小位移时还可保证密封良好。由六块复合板元件可以组成水池单元，单元体积1m³。图中加强构件为多种加强方法中的一种，实际使用并不局限于此种加强方式，但无论何种加强形式，均需使用标准加强构件拼合。复合板元件除标准型还设计有若干特殊板型，如液位计安装板、法兰安装板、人孔板、搅拌器安装板等。标准CELL模块水池包括液位计及接线箱等附属设备。水池CELL模块既可以地上布置也或半地下部署，如需完全地下布置，顶部需要加装加强构件，以承载顶部附加构件的重量。无论复合板与板间还是加强构件的连接，均为快速连接型，以使水池可以快速布置和投用。

高密度沉淀池CELL模块，如图4所示，1、模块进水口2、污泥循环泵3、水池CELL模组4、搅拌机5、刮泥机6、标准控制器及仪表(仪表未在图中表示)7、模块出水口8、加药(多种)进口9、排泥口10、排泥泵，内部管路及阀门没有标示，后同，高密度沉淀池CELL模块以水池CELL标准构件为基础，增加高密度沉淀池相关工艺标准设备，包括搅拌机、沉淀斜板标准件、中心筒组件、排泥泵、运行阀组、排泥阀组及标准控制器及仪表一套。(部分设备未在图中标示)。

高密度沉淀池CELL模块供料由标准CELL供料模块变频恒压供给待处理废水。当高密度沉淀池CELL模块接收到运行信号后，开启进水阀门、产水阀门，通信控制所配加药CELL模块启动，同时启动产水泵(图中未表示)及排泥流程，整个模块进入运行状态。产水由模块出水口排至高密度沉淀池产水总管。模块停机按启动过程逆序停止。模块搅拌机及刮泥机等附属设施由标准控制器就地控制。

V型滤池CELL模块，如图5所示，1、模块进水口2、水池CELL模组3、标准控制器及仪表(仪表未在图中表示)4、反洗排水口5、反洗水进口6、反洗气进口7、产水出口8、产水泵，V型滤池CELL模块以水池CELL标准构件为基础，增加V型滤池相关工艺标准件，包括V型标准配水板、标准滤料支撑组件、V型滤池六阀门组件及标准控制器及仪表一套。

V型滤池CELL模块由标准CELL供料模块将待处理水恒压送至V型滤池进水口，当V型滤池模块运行时，开启进水阀及产水阀，然后启动产水泵，过滤水由产水出口排至V型滤池产水总管。模块按运行流程逆序停止。当模块运行一定时间后，需进行反洗。V型滤池模块反洗水由冲洗/反洗CELL模块恒压供给。反洗流程启动后，先停止V型滤池运行，然后开启反洗水进口阀门、反洗水排水口阀门及反洗气进口阀门，反洗一定时间，关闭反洗水进口阀门、反洗水排水口阀门及反洗气进口阀门，重新启动运行流程。

多介质过滤器CELL模块，如图6所示，1、模块运行进水口2、多介质过滤器3、标准控制器及仪表(仪表和阀门未在图中表示)4、反洗排水口5、反洗水进口6、反洗气进口7、产水出口，多介质过滤器CELL模块包含以下设备：运行阀组、反洗阀组、过滤器一个、标准控制器及仪表一套。

多介质过滤器CELL模块由标准CELL供料模块将待处理水恒压送至多介质过滤器进水口，当多介质过滤器模块运行时，开启进水阀及产水阀，然后启动产水泵，过滤水由产水出口排至多介质过滤器产水总管。模块按运行流程逆序停止。当模块运行一定时间后，需进行反洗。多介质过滤器模块反洗水由冲洗/反洗CELL模块恒压供给。反洗流程启动后，先停止多介质过滤器运行，然后开启反洗水进口阀门、反洗水排水口阀门及反洗气进口阀门，反洗一定时间，关闭反洗水进口阀门、反洗水排水口阀门及反洗气进口阀门，重新启动运行流程。

管式微滤膜CELL模块，如图7所示，1、模块运行进水口2、标准控制器及仪表(仪表和阀门未在图中表示)3、反洗泵4、循环泵5、产水泵6、管式微滤膜组件7、反应池8、搅拌机9、循环池10、产水池11、离线化洗进口12、离线化洗出口13、产水口14、反洗进气口15、排泥口16、加药口。

标准管式微滤膜CELL模块应具有以下设备：反应水箱、循环水箱、产水箱、膜组件、循环泵、化学清洗泵及清洗箱、反洗泵、排泥泵、运行阀组、化洗阀组、反洗阀组以及标准控制器及仪表一套。模块供水由供料CELL模块恒压供给。模块启动时，待处理废水由进水口进入模块，通信启动加药系统，经标准控制器判断达到运行条件，启动循环泵，待产水箱液位达到条件，启动产水泵，模块运行。当管式微滤膜CELL模块运行一定时间后，标准控制器根据判断条件，使模块停止运行，进入反洗流程。反洗流程先开启反洗阀门及反洗进气阀门，然后启动反洗泵，反洗一定时间后，停止反洗流程，关闭相关阀门和反洗泵，重进投入运行状态。

管式微滤膜CELL模块运行一定周期后，需要进行离线化学清洗。化学清洗液由化洗CELL模块恒压提供，由离线化洗进口进入，化洗出口回流。化学清洗时，只需要在标准控制器操作面板将膜组切出，然后运行化洗流程，即可全自动完成化洗。

超滤CELL模块，如图8所示，1、模块运行进水口2、排泥泵3、滤池及膜组件4、运行加药口5、运行加药口6、标准控制器及仪表(仪表和阀门未在图中表示)7、产水出口8、反洗进气口9、反洗进水口10、产水泵11、排泥口12、CEB加药口。

超滤CELL模块包括两种形式的膜组，其膜组件不同，模块内标准组成也不同。

1)浸没式超滤CELL模块

标准浸没式超滤CELL模块应具有以下设备：膜池组件、产水泵、运行阀组、反洗阀组、运行/反洗加药组件以及标准控制器及仪表一套。浸没式超滤CELL模块供料由供料CELL模块恒压供料，由冲洗/反洗CELL模块供应其反洗水，其运行流程与传统浸没式超滤完全相同，只是整个运行流程全部由标准控制器实现全自动运行，包括反洗、加药以及化学加强反洗过程。

2)内/外压式超滤CELL模块，如图9所示，1、模块运行进水口2、超滤膜组3、运行加药口4、运行加药口5、标准控制器及仪表(仪表和阀门未在图中表示)6、产水出口7、浓水出口8、反洗进气口9、反洗进水口

内/外压式超滤CELL模块应具有以下设备：运行阀组、化洗阀组、反洗阀组以及标准控制器及仪表一套。内/外压式超滤CELL模块由供料CELL模块恒压供料，模块控制器根据远程指令控制模块的运行和停止，当达到一定运行时间或其它条件，超滤CELL模块也会与常规超滤运行过程一样，自动进行反洗操作。超滤反洗水由冲洗/反洗CELL模块恒压供给。

离子交换树脂模块，如图10所示，1、模块运行进水口2、离子交换树脂3、运行阀组4、再生阀组5、冲洗水进口6、再生酸进口7、再生碱进口8、冲洗水出口9、再生酸出口10、再生碱出口11、标准控制器及仪表(仪表未在图中表示)12、产水出口。

标准离子交换树脂模块应具有以下设备：运行阀组、冲洗阀组、再生阀组、标准控制器及仪表一套。离子交换树脂模块的冲洗水由冲洗/反洗CELL模块恒压供给，再生药液由再生CELL模块提供。离子交换树脂再生药液接口为活动接口，再生时由操作人员将再生CELL模块移至离子交换树脂再生接口处，手动连接管口，然后启动再生CELL模块，自动完成再生过程。

反渗透/纳滤CELL模块，如图11所示，1、运行进水口2、标准控制器及仪表(仪表未在图中表示)3、高压泵4、段间增压泵(选配)5、膜组6、化洗/冲洗进水口7、化洗/冲洗浓水口8、化洗/冲洗产水口9、运行浓水出口10、运行产水出口。

反渗透/纳滤CELL模块应具有以下设备：高压泵(段间增压泵)、运行阀组、冲洗阀组、标准控制器及仪表一套。反渗透/纳滤CELL模块可以根据工艺设计选用反渗透膜或者使用纳滤膜。模块可单段使用，也可以几个模块组合成为多段或多级使用。反渗透/纳滤模块可以由两种或多种标准处理水量供工艺设计选用。模块进水由供料CELL模块进行供给，产水及浓水由浓水出口和产水出口分别汇入对应汇流管进入浓水池和产水池。

蒸发结晶CELL模块，如图12所示，1、运行进水口2、多效蒸发器3、标准控制器及仪表(仪表未在图中表示)4、循环泵5、附属设备6、蒸汽进口7、循环水进口8、循环水出口9、冷凝水出口10、母液出口11、压缩机组件

蒸发结晶CELL模块包括三种，其模块内标准组成各不相同。

1)多效蒸发结晶CELL模块

多效蒸发结晶CELL模块单套处理量固定，根据实际处理量确定模块数量。多效蒸发结晶CELL模块包含设备有蒸发器、结晶器、循环泵、出料泵、阀门系统、标准控制器及仪表一套。多效蒸发结晶CELL模块由供料CELL模块进行料液供给恒压供给。

2)MVR蒸发结晶CELL模块如图13所示，

MVR蒸发结晶CELL模块单套处理量固定，根据实际处理量确定模块数量。MVR蒸发结晶CELL模块包含设备有蒸发器、结晶器、循环泵、出料泵、阀门系统、标准控制器及仪表一套。MVR蒸发结晶CELL模块由供料CELL模块进行料液供给恒压供给。

冷冻结晶CELL模块单套处理量固定，根据实际处理量确定模块数量。冷冻结晶CELL模块包含设备有蒸发器、结晶器、循环泵、出料泵、阀门系统、标准控制器及仪表一套。冷冻结晶CELL模块由供料CELL模块进行料液供给恒压供给。如图14所示，1、运行进料口2、冷冻结晶器3、标准控制器及仪表(仪表未在图中表示)4、料液循环泵5、冷媒循环泵6、循环水进口7、循环水出口8、母液出口9、冷冻机组10、附属设备。

供料CELL模块，如图15所示，1、进料口2、标准控制器及仪表(仪表未在图中表示)3、出料泵A4、出料泵B 5、出料泵C 6、出料泵D 7、出料泵E 8、出料口A9、出料口B 10、出料口C 11、出料口D 11、出料口E

供料CELL模块单模块最大供料量为50m3/h，提供五路出口，每路供料10m3/h，可根据实际情况供料需求配置泵数量进行有级流量调节，也可以通过变频调节供料泵运行频率进行无级流量调节，使供料CELL模块供料量与被供料模块处理量匹配。供料CELL标准控制器通过中心控制器组态与料池或罐液位联锁。供料模块使用恒压供料模型，即将料池或罐内料液恒压供至供料管道，供料泵采用压力闭环变频控制，当供料管道出口全部关闭时，供料泵变频器接受压力变送器控制信号，进入低功耗保压状态。

加药CELL模块，如图16所示，1、A药进药口2、B药进药口3、C药进药口4、D药进药口5、E药进药口6、F药进药口7、标准控制器及仪表(仪表未在图中表示)8、出料泵A9、出料泵B10、出料泵C 11、出料泵D 12、出料泵E 13、出料泵F 14、出料口A15、出料口B 16、出料口C17、出料口D 18、出料口E 18、出料口F。

加药CELL模块根据加药点配置，每个加药点配置一套。加药CELL模块包含设备有加药泵、药液储存箱(另配)、标准控制器及仪表一套。单个模块可以提供最大六路不同药液供给，当不足六路时，模块按六路配置，当超过六路时，多个加药点可根据实际布置共用加药模块。加药CELL模块接受被加药模块的启停计量泵控制信号，启动加药和停止加药。

冲洗/反洗CELL模块，如图17所示，1、A水进水口2、B水进水口3、C水进水口4、D水进水口5、E水进水口6、F水进水口7、标准控制器及仪表(仪表未在图中表示)8、出料泵A 9、出料泵B 10、出料泵C 11、出料泵D 12、出料泵E 13、出料泵F 14、出料口A 15、出料口B 16、出料口C 17、出料口D 18、出料口E 18、出料口F。

冲洗/反洗CELL模块用于为需要冲洗流程或反洗流程的设备提供冲洗水或反洗水。模块采用恒压供水模型，模块运行后，变频水泵根据压力变送器信号将冲洗水或反洗水恒压送至相应管道。每个模块最大可以提供六路不同的冲洗/反洗水源，供不同工艺模块使用。不同的工艺模块可以使用同一个冲洗/反洗CELL模块的不同供水路进行供水，也可使用同一个冲洗/反洗CELL模块的多路并联运行同时向同一种工艺模块供给冲洗/反洗水。

化洗CELL模块，如图18所示，1、化洗液A药箱2、化洗液B药箱3、化洗循环泵4、集成标准控制柜5、化洗液出口6、化洗液回流7、化洗液回流。

化洗CELL模块为膜系统化洗配置，设计多套膜系统共用一个化洗CELL模块。化洗CELL模块为移动式轨道式配置，化洗液A与化洗液B分别在其药液箱配制好后，通过轨道移动至相应膜组位置，连接好管路及电气接口，然后通过对应化洗模块现场控制器启动化洗过程，整个化洗过程全自动进行。药液箱药液量为单模块一次化洗用量。

再生CELL模块，如图19所示，1、再生液A药箱2、再生液B药箱3、再生循环泵4、集成标准控制柜5、再生液出口6、再生液回流

再生CELL模块为离子交换树脂模块再生配置，设计多套离子交换树脂模块共用一个再生CELL模块。再生CELL模块为移动式轨道配置，再生液A与再生液B分别在其药液箱配制好后，通过轨道移动至相应离子交换树脂位置，连接好管路及电气接口，通过对应再生模块控制器启动再生流程，再生过程全自动进行。药液箱药液量为单套离子交换树脂模块一次再生用量。

除碳器CELL模块，如图20所示，1、除碳器进水口2、除碳器组件A3、除碳器组件B 4、出水泵5、集成控制柜(配套仪表未表示)6、加酸口7、加碱口8、出水口。

除碳器CELL模块主要包含除碳器组件、阀门组件、风机(图中未标示)、标准控制器、出水泵等部件组成。除碳器CELL模块由供料CELL模块进行物料供应，通信控制加药模块进行加药。

在一种可实现的方式中，所述模块标准控制器包括多个废水处理设备的模块，如图22所示。

所述多个特定废水处理设备的模块均与所述中央控制系统相连。

所述多个废水处理设备的模块中的每一个废水处理设备的模块标准控制器中均有一个中央处理器CPU。

本发明以水处理工程为出发点，常规水处理工程控制系统配置大型DCS集散控制系统为主，其控制硬件集中布置于一个或几个机柜间，所有控制功能均在机柜间完成。整个控制系统为一个整体，针对不同项目需进行专用设计，其基本架构是通用化工、电力、工业设计；由于DCS集散控制不是针对水处理项目进行设计，故不是水处理设备控制器，在水处理工程通用性不强，标准控制器更无从谈起，大型DCS控制系统即传统的常规控制器；

本发明方法将水处理工程相关内容全部模块标准化后，模块控制器作为标准化设备模块的一个组成部分被分散安装于各个标准化模块，形成各自模块专用的标准控制器，如离子交换树脂模块控制器，其包含离子交换树脂需要的全部控制功能，超滤CELL模块控制器包含超滤设备的全部控制功能，但两者标准控制器并不相同，具有专用性，同种模块的标准控制器可以互换；

3、标准控制器作为标准模块一个组成部分，其控制接口、通讯接口、电路及软件均为标准化产品，可以实现批量化生产，并且同种标准控制器完全具有互换性；

4、区别于传统的常规控制器，本发明所涉及的标准控制器分散于各个设备模块，全部控制功能都在模块内实现；相对于传统的常规控制器，本发明标准控制器只需要设置一个小的机柜间设置中央控制系统，中央控制系统与各个模块的标准控制器通信进行统一管理即可，模块的所有运行功能完全位于模块的标准控制器；

5、相对于传统控制器(DCS控制系统或大型PLC系统)，本发明标准控制器系统在系统结构上有着明显的区别，如下图所示，传统控制器工艺设备的运行流程全部由控制器CPU实现，而标准控制器系统的工艺设备的运行流程分散于各设备模块的标准控制器CPU；传统控制器CPU要求高配置功能强大，标准控制器系统中央控制系统只起协调标准控制器CPU工作和转发数据功能，从设计到配置有效降低了复杂程度；传统控制器的CPU及信号接口为了保证可靠性，采用冗余配置CPU及信号接口，大量设备闲置，同时还需要一定的切换备用机制，而标准控制器系统CPU及信号接口随设备模块进行备用，在不降低可靠性的要求下，备用效率高。

本专利标准控制器系统由中央控制系统与标准控制器两部分组成，中央控制系统为所有标准控制器的统一控制者。对上级其承接软件运行组态模块的控制信息与模块配置信息，对下方所有标准控制器的运行和停止，中央控制系统在后者控制器系统里没有具体对应体现；

b、本专利标准控制器只实现模块内设备的正常和维护顺控流程，其流程的启停均由中央控制系统所发信号或人为手动操作信号进行控制；后者控制器及设备是一个完整系统，自动模式下可根据液位条件独立决定启动与停止运行；

c、本专利标准控制器为完全标准件，即软硬均为标准件，不需要根据使用位置的不同进行更改，而后者控制器在使用条件发生变化时(如水池位置变更)，相应软件程序需要做出调整。

本发明实施例中的集成方法，水处理设备模块化集成方法(以下简称方法)具有工艺设备、配套设计软件、配套硬件控制三方面特征。

工艺设备特征

1)方法所述工艺设备全部为标准模块，其意义在于模块处理(容纳)水量为标准量，模块内设备为标准设备，模块本体尺寸为标准外形，模块布置及安装为标准方式；

2)方法所述工艺设备模块同种工艺设计功能的模块完全具有互换性及备用特性，同种工艺设计功能模块处理总水量是模块数量的简单叠加；

3)方法所述工艺设备模块在不同项目具有一致性，模块具有批量生产特性；

4)方法所述工艺设备模块具有标准的管道接口(包括其辅助模块接口)、基础接口及电气接口，当模块整体维修时，冷备模块可以直接安装于原位置；

5)方法所述工艺设备模块具有完全功能备用特性，同种功能模块只需比设计必要模块数量略多(一至两个标准模块或根据冲击水量最大计算数量)即可保证整个系统的稳定性。

配套设计软件特征

1)方法所述“CELL”工程设计软件具有模块化特征，其通用操作环境下包含有工艺流程框图绘制模块、工艺参数计算模块、设备清单及工程量计算模块、设备平面布置图绘制模块以及设计资料归档管理模块等；

2)方法所述“CELL”工程设计软件具有完善的工艺设备模块库，包括以上工艺设备模块全部模块，同时具有扩展功能，可以根据工艺技术添加新工艺、新设备模块进模块库，以备设计使用；

3)方法所述“CELL”工程设计软件工艺流程图模块具有友好的设计界面，设计人员可以直观布置需要使用的工艺段，然后可以通过工艺段图元加载工艺参数计算模块进行工艺参数计算并导出计算书；

4)方法所述“CELL”工程设计软件设备清单及工程量计算模块可接受工艺流程图模块设计数据，向设计人员推荐设备模块配置方案，由设计人员确认并修改后，导出相应工程量计算书及设备清单，供工程和设备加工环节使用；

5)方法所述“CELL”工程设计软件设备平面布置图绘制模块可导入其它模块计算数据，直接在设置的布置区域里拖动布置设备模块即可，设备模块各关联接口间以细线相连，平面布置完成后，每连接一条管道，其间细线自动清除直接完成全部管道布置工作；

6)方法所述“CELL”工程设计软件设计资料归档管理模块可根据项目工艺流程设计对项目设计资料进行管理，同时也具有部分工程资料管理功能，随着项目设计进行，自动生成项目设计资料树形目录，设计人员将相关设计文件存放于对应设计目录即可，所有归档设计文件均保存于服务器；

7)方法所述“CELL”工程设计软件具有扩展能力，可扩展全部专业设计功能模块，出各专业标准模块化图纸；

配套控制系统特征

1)方法所述“CELL”配套控制系统包含控制系统软件和控制系统硬件两部分，同时软件和硬件又分为中心控制和现场控制两部分；

2)方法所述“CELL”配套控制系统中心控制软件可以导入“CELL”设计软件相关设计数据，由设计人员适当操作即可生成控制中心人机交互界面；

3)方法所述“CELL”配套控制系统中心控制软件具有标准控制模块，可以直接调用生成项目全部控制程序；

4)方法所述“CELL”配套控制系统中心控制软件具有项目设备运行参数显示、操作及设备运行参数归档等全部中控相关功能；

5)方法所述“CELL”配套控制系统中心控制硬件有工业控制计算机、归档服务器、操作员站、工程师站以及打印机等；

6)方法所述“CELL”配套控制系统现场控制软件为标准软件程序，相同功能及规格的模块完全相同，具备批量生产特性；

7)方法所述“CELL”配套控制系统现场控制硬件包括全部模块自带标准控制器，相同功能及规格的模块完全相同，具有通用性，批量生产；

8)方法所述“CELL”配套控制系统现场控制的标准控制器接受中心控制硬件指令，控制对应模块运行、停止以及投入使用和切出维护；

本发明实施例的有益效果，关于工程周期，传统环保工程水处理项目从项目方案、初步设计到详细设计周期冗长，进入到施工阶段后，各专业非标施工过程困难，人员、专业繁杂，管理协调困难，使原本要求紧迫的工程周期雪上加霜。以当前中大型环保水处理工程为例，其工程周期往往要一年以上甚至两年以上才可投入正常运行。如果采用CELL水处理设备模块化集成方法，可以在以下方面缩短工程周期：

1)与传统设计方式相比，发明所提方法只需工艺专业确定工艺流程，其他专业的技术条件通过设计软件即可自动生成，并且做到无缝衔接，由于是标准化设计，无论工艺专业还是其它专业均可快速提出其工程设计资料；

2)由于发明工艺设备采用模块结构，其设备内非标设备数量大大减少，对于设备集成商和设备制造商，可以储备批量标准件或标准设备在库存，当接到批量订单后，可以快速投入生产，大大缩短设备制造周期；

3)标准模块结构的设备有利于流水线作业安装，可以有效提高制造效率；

4)标准化设备现场安装时，由于有标准作业流程和安装方法的支撑，可以大大提高安装效率；

5)标准化设备及控制系统程式化调试，大大节省了项目调试时间；

6)标准化图纸等工程资料管理，可以有效提高工程资料管理效率；

鉴于以上条件，总体工程周期至少可以减少50％以上，本方法具有良好的时间收益。

在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机装置(可以是个人计算机，服务器，或者网络装置等)或智能终端设备或处理器(Processor)执行本发明各个实施例方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本发明所提供的上述实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如，多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

Claims (10)

1.一种废水处理设备的集成方法，其特征在于，包括：

对预设废水处理工程的设备及工艺进行模块化处理；

根据入口水质参数选取模块化处理后的废水处理工艺及设备，生成模块数量清单；

根据模块数量清单进行模块生产集成和进行水处理工程平面排布。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对预设废水处理设备及工艺进行模块化处理，包括：

对预设废水处理工程的设备及工艺的功能进行统一模块化处理，所述模块化处理后的工艺模块处理水量为预定值。

3.一种基于权利要求1或2所述的废水处理设备的集成方法的废水处理集成系统，其特征在于，包括：

设计系统、中央控制系统和模块标准控制器；

所述设计系统与所述中央控制系统相连，所述中央控制系统与所述模块标准控制器相连；

所述设计系统，用于接收水质参数，并根据所述水质参数进行工艺计算，按计算结果生成工程流程图，根据计算结果生成模块数量清单供模块集成及控制系统配置；

所述中央控制系统，用于根据所述工艺计算的结果进行工艺设备集成模块和运行参数的配置；

所述模块标准控制器，用于根据所述工艺设备和参数的配置进行设备集成模块的控制。

4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述设计系统包括：工艺参数计算模块、工艺流程框图模块、设备清单模块、平面布置模块、工程项目管理模块；

所述工艺流程框图模块与所述工艺参数计算模块相连，所述设备清单模块与所述工艺参数计算模块相连，所述设备清单模块与所述平面布置模块相连，所述工程项目管理模块与所述设备清单模块和所述平面布置模块均相连。

5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述中央控制系统包括工艺参数导入接口、工艺设备配置模块、画面组态模块和运行组态模块；

所述工艺参数导入接口与所述设备清单模块相连，所述工艺参数导入接口与所述工艺设备配置模块相连，所述工艺设备配置模块与所述画面组态模块相连，所述画面组态模块与所述运行组态模块相连。

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述模块标准控制器包括废水处理设备的模块标准控制器和中央控制系统；

所述废水处理设备的模块与所述中央控制系统相连，所述中央控制系统与所述运行组态模块相连。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述废水处理设备的模块包括水池模块、高密度沉淀池模块、滤池模块、过滤器模块、微滤膜模块、超滤模块、离子交换树脂模块、反渗透模块、纳滤模块、高级氧化模块、蒸发结晶模块、冷冻结晶模块、供料模块、加药模块、冲洗模块、化洗模块、再生模块和除碳器模块。

8.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述模块标准控制器控制特定废水处理设备的模块。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述多个特定废水处理设备的模块标准控制器均与所述中央控制系统相连。

10.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述多个废水处理设备的模块中的每一个废水处理设备的模块标准控制器中均有一个中央处理器CPU。