CN113277603B - 一种新建楼盘二次供水水箱的水质安全管理控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新建楼盘二次供水水箱的水质安全管理控制系统，包括次氯酸钠发生器、稀释装置、投加组件、水箱监测组件、供水控制组件、隔板和控制器，所述隔板固定在水箱内并将水箱分隔成第一水室和第二水室，所述次氯酸钠发生器与稀释装置连接，所述稀释装置通过投加组件分别与第一水室和第二水室连接，所述水箱监测组件安装在水箱上，所述供水控制组件分别与第一水室和第二水室连接，所述控制器分别与次氯酸钠发生器、稀释装置、投加组件、水箱监测组件和供水控制组件连接。本发明解决了绝大多数原因引起的新建楼盘水箱中自来水余氯浓度过低的问题，从而最大限度地降低了新建楼盘水箱中自来水的微生物指标超标的风险。

Description

一种新建楼盘二次供水水箱的水质安全管理控制系统
技术领域
本发明涉及城市供水管网系统二次供水领域，尤其涉及一种新建楼盘二次供水水箱的水质安全管理控制系统。
背景技术
二次供水是指当民用与工业建筑生活饮用水(俗称自来水)对水压、水量的要求超过城镇公共供水或自建设施供水管网能力时，通过储存、加压等设施经管道供给用户或自用的供水方式。二次供水设施主要包括储水设备、加压设备和管线三部分，二次供水储水设备简称水箱。
目前我国城市自来水的消毒绝大多数都是采用氯消毒法。氯消毒法的突出优点是余氯具有持续的消毒作用，余氯系指用氯消毒时，加氯接触一定时间后，水中所剩余的氯量。在城市供水管网系统中保持足够的余氯浓度就能保证自来水中的微生物被控制在合格范围内，反之如果城市供水管网系统中自来水的余氯浓度过低，则难以将自来水中的微生物控制在合格范围内。
引起水箱中自来水的余氯浓度低于规定标准，从而导致水箱中自来水的微生物指标超标的原因主要有：1)因供水方法不科学导致自来水在水箱中的停留时间过长，余氯浓度衰减到低于规定标准；2)因入住人数过少导致自来水在水箱中的停留时间过长，余氯浓度衰减到低于规定标准；3)因节假日用水大幅下降导致自来水在水箱中的停留时间过长，余氯浓度衰减到低于规定标准；4)因水箱进水本身的余氯浓度过低导致在正常停留时间下水箱中自来水的余氯浓度低于规定标准；5)因管理不善出现偶发性污染，导致余氯消耗过快，从而引起水箱中自来水的余氯浓度低于规定标准。
为了保证用户用水充足，建筑物中水箱的容积都是根据其所服务用户全部入住后的用水量来设计的，然而对于新建楼盘用户入住是渐进性的，从开始入住到全部入住通常需要很多年。特别是在用户入住过程前期，由于入住用户少，水箱的容积相对于入住用户的用水量过大，极易导致自来水在水箱中的停留时间过长，造成水箱中自来水的微生物指标超标。
为了解决上述技术问题，中国专利公告号为CN110258722B的现有技术在2019年9月20日公开了一种容积可变的二次供水水箱的供水方法，该方法通过对自来水在新建楼盘水箱中的停留时间进行定量控制，解决了因供水方法不科学导致自来水在水箱中停留时间过长的难题，通过提出一种容积可变的水箱解决了因入住人数过少导致自来水在水箱中停留时间过长的难题，结果大大降低了新建楼盘水箱中自来水的微生物指超标的风险。但在实际使用过程中，这种处理方法仍然不能解决其他原因导致的水箱中自来水余氯浓度过低的问题，当这些情况出现时，容易导致新建楼盘水箱中自来水的微生物指超标。
解决其他原因导致的水箱中自来水余氯浓度过低问题的有效手段就是在需要时给水箱补加氯。常用的含氯制剂有液氯、氯胺和次氯酸钠。在常用的几种含氯制剂消毒方法中，液氯消毒法中使用的氯气为有毒气体，需要特殊方法运输与储存，不适合居民区无人值守的自动管理；氯胺消毒法需要与自来水有较长的接触时间才能起到消毒的作用，不适合应用于管网系统末端的消毒；采用电解法制备次氯酸钠的消毒方法仅使用稀盐水做原料，技术成熟，小型化容易，且能够实现自动控制，是水箱消毒的较好选择。
次氯酸钠发生器是使用稀盐水做原料通过电解的方法生产次氯酸钠消毒液的专用设备，主要用于自来水厂、污水处理厂、医院、食品加工厂、游泳池等地方，技术已经很成熟，然而现有的次氯酸钠发生器尚不能直接应用于水箱的消毒，原因主要有：1)现有的小型次氯酸钠发生器有效氯的产量都不低于50g/h，而水箱一次消毒仅仅需要0.5～5g的有效氯，如果将产量为50g/h的次氯酸钠发生器用于水箱的消毒，由于生产1～5g有效氯所需的时间过短(0.5～6min)而无法精确控制生产有效氯的量；2)次氯酸钠发生器生产的次氯酸钠消毒液的有效氯浓度通常都不低于5000mg/L，而在国家标准GB28233-2011《次氯酸钠发生器安全与卫生标准》第7条中明确规定“次氯酸钠消毒液用于生活饮用水消毒的允许使用浓度(以有效氯含量计)为2～4mg/L”，因此次氯酸钠发生器产生的次氯酸钠消毒液(称消毒原液)需要精确稀释1000倍以上之后才能应用于水箱中自来水的消毒；3)在国家标准GB28233-2011《次氯酸钠发生器安全与卫生标准》第5.8条中明确规定“使用次氯酸钠发生器产生的次氯酸钠消毒液进行消毒处理，应现用现制备”，而水箱在多数情况下其余氯浓度都处在有效杀菌范围内而不需要补加氯，因此必须结合对水箱余氯浓度及水量的实时监测来决定何时补加氯以及补加氯的量，并以此决定次氯酸钠发生器何时开启以及开启的时长。到目前为止还没有一种全面考虑了水箱实际情况而专门应用于水箱中自来水消毒的成套补加氯消毒系统。
另外，中国专利申请号为2018112400111的现有技术在2019年2月15日公开了一种复合环控制二次供水加氯的方法和系统，其主要是按照默认投加系数，根据进水流量按比例投加，然后再在一段时间后，再根据出水端反馈的出水中余氯浓度信号调整投加系数，以此循环。但在实际应用过程中，该现有技术仍然存在着如下缺陷：1、使用的次氯酸钠溶液为采购的成品，衰减很快，无法准确计算，且不符合规定的现用现制备要求。2、采购现成的次氯酸钠溶液其有效氯浓度非常高(10％次氯酸钠溶液的有效氯浓度为100g/L)，高浓度的次氯酸钠溶液是不允许直接投加到水箱中的，因为高浓度次氯酸钠溶液进入水箱后需要很长时间才能与水箱中的自来水混匀，而其中的自来水是连续使用的，从而加入的高浓度次氯酸钠溶液很容易在未混匀时直接被用户使用，这可能会引起较大的健康危害。另外高浓度次氯酸钠溶液具有强腐蚀性，会导致水箱及连接管道被腐蚀。3.该技术仅仅调节加入次氯酸钠溶液的速度，但是一直都在加入次氯酸钠溶液，这种方法没有考虑水箱的实际情况，在实际中水箱中自来水的余氯浓度在大多数情况下都是合格的，是能够保证自来水安全的，因此在大多数情况下是不需要加入次氯酸钠溶液以提高其余氯浓度。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供了一种新建楼盘二次供水水箱的水质安全管理控制系统，本发明解决了绝大多数原因引起的新建楼盘水箱中自来水余氯浓度过低的问题，从而最大限度地降低了新建楼盘水箱中自来水的微生物指标超标的风险。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种新建楼盘二次供水水箱的水质安全管理控制系统，包括次氯酸钠发生器、稀释装置、投加组件、水箱监测组件、供水控制组件、隔板和控制器，所述隔板固定在水箱内并将水箱分隔成第一水室和第二水室，所述次氯酸钠发生器与稀释装置连接，所述稀释装置通过投加组件分别与第一水室和第二水室连接，所述水箱监测组件安装在水箱上，所述供水控制组件分别与第一水室和第二水室连接，所述控制器分别与次氯酸钠发生器、稀释装置、投加组件、水箱监测组件和供水控制组件连接。所述水箱监测组件用于监测第一水室或第二水室的余氯浓度和水位，所述供水控制组件用于向第一水室或第二水室供水，所述控制器在第一水室或第二水室中自来水的余氯浓度低于设定值时，根据水箱监测组件的监测数据先控制次氯酸钠发生器生成定量的消毒原液，再控制稀释装置将消毒原液稀释成设定浓度的可用消毒液，并通过投加组件将可用消毒液加入到第一水室或第二水室中。
所述投加组件包括投加管、投加水泵、第一手动投加阀门、第二手动投加阀门、第一支管和第二支管，投加水泵安装在投加管上并与控制器连接，投加管的一端与稀释装置连通，另一端通过第一支管和第二支管分别与第一水室和第二水室连通，第一手动投加阀门和第二手动投加阀门分别安装在第一支管和第二支管上。
所述水箱监测组件包括余氯仪、第一水位计、第二水位计、第一手动引水阀门、第二手动引水阀门、引水主管、第一引水支管和第二引水支管，第一水位计和第二水位计分别安装在第一水室和第二水室内，第一引水支管的一端和第二引水支管的一端分别与第一水室和第二水室连通，第一引水支管的另一端和第二引水支管的另一端均与引水主管连通，余氯仪安装在引水主管上，余氯仪、第一水位计和第二水位计均与控制器连接。
所述供水控制组件包括供水主管、第一供水支管、第二供水支管、流量计、供水控制阀、第一手动供水阀门和第二手动供水阀门，第一手动供水阀门和第二手动供水阀门分别安装在第一供水支管和第二供水支管上，第一供水支管的一端和第二供水支管的一端分别与第一水室和第二水室连通，第一供水支管的另一端和第二供水支管的另一端均与供水主管连通，流量计和供水控制阀均安装在供水主管上，且流量计和供水控制阀均与控制器连接。
所述次氯酸钠发生器的有效氯产量为4～10g/h，有效氯浓度为5000～12000mg/L；所述稀释装置用于将消毒原液稀释成浓度为2～4mg/L的可用消毒液。
所述次氯酸钠发生器包括稀盐水罐、电解槽、电解电源、盐水水泵、盐水水管、消毒原液管和温度传感器，盐水水泵安装在盐水水管上，盐水水管的两端分别与稀盐水罐和电解槽连通，消毒原液管的两端分别与电解槽和稀释装置连通，温度传感器安装在消毒原液管上，电解电源与电解槽连接，电解电源、盐水水泵和温度传感器均与控制器连接。
所述稀释装置包括第一稀释罐、第二稀释罐、加液管和加液水泵，第一稀释罐内和第二稀释罐内均设置有搅拌器和水位开关，第一稀释罐通过消毒原液管与电解槽连通，第二稀释罐通过投加组件分别与第一水室和第二水室连通，加液管的两端分别与第一稀释罐和第二稀释罐连通，加液水泵安装在加液管上；加液水泵、搅拌器和水位开关均与控制器连接。
所述稀释装置还包括加水组件，所述加水组件包括取水主管、取水水泵、第一取水支管、第二取水支管、第一手动取水阀门、第二手动取水阀门、第一加水电磁阀、第二加水电磁阀、第一加水支管和第二加水支管，取水水泵安装在取水主管上，取水主管的一端通过第一加水支管和第二加水支管分别与第一稀释罐和第二稀释罐连接，取水主管的另一端通过第一取水支管和第二取水支管分别与第一水室和第二水室连接；取水水泵安装在取水主管上，第一手动取水阀门和第二手动取水阀门分别安装在第一取水支管和第二取水支管上，第一加水电磁阀和第二加水电磁阀分别安装在第一加水支管和第二加水支管上；取水水泵、第一加水电磁阀和第二加水电磁阀均与控制器连接。
所述第一水室与第二水室的体积比为1:4～3:4。
所述控制器包括智能控制器和远程控制器，智能控制器包括电源板、采集控制板和液晶触摸屏，电源板分别为采集控制板、液晶触摸屏、次氯酸钠发生器、稀释装置、投加组件、水箱监测组件和供水控制组件供电，采集控制板分别与液晶触摸屏、远程控制器、次氯酸钠发生器、稀释装置、投加组件、水箱监测组件和供水控制组件连接。
所述智能控制器、次氯酸钠发生器和稀释装置均安装在箱体内。
采用本发明的优点在于：
1、本发明所述的水质安全管理控制系统中，通过水箱监测组件能够实时监测第一水室或第二水室的余氯浓度和水位，并由根据实时监测到相应水室中自来水的余氯浓度来决定是否需要补加氯以及补加氯的量，这样大大节约了能源，也可以避免盲目补加氯造成的加氯过量，带来氯消毒副产物超标的风险，同时也大大降低了系统维护的难度；微型次氯酸钠发生器为本申请所专门设计，其有效氯产量为4～10g/h，有效氯浓度为5000～12000mg/L，能够根据需要精确控制生产消毒原液的量；通过稀释装置能够有效将消毒原液稀释成设定浓度(2～4mg/L)的可用消毒液，确保在法规允许的浓度范围内安全地使用次氯酸钠消毒液；通过投加组件能够快速地将生成的可用消毒液投加到第一水室或第二水室中；而通过隔板将水箱分隔成第一水室和第二水室的结构，则能够在新建楼盘入住初期使用体积较小的其中一个水室给用户供水，在入住中期使用体积较大的另一个水室给用户供水，在入住后期时可以将隔板拆除，使用整个水箱给用户供水。结构安装最简单，既节约了费用，又方便了管理。采用该结构的水箱与次氯酸钠发生器、稀释装置、投加组件和供水控制组件相配合，就能够解决绝大多数原因引起的新建楼盘水箱中自来水余氯浓度过低的问题，从而最大限度地降低了新建楼盘水箱中自来水的微生物指标超标的风险。另外，通过控制器能够将次氯酸钠发生器、稀释装置、投加组件、供水控制组件和水箱监测组件有效地整合到一起，使得系统的监测、生产、稀释、投加过程都自动进行，能够在无人值守的情况下工作，实现了自动控制，智能化程度更高。
2、本发明采用特定结构的投加组件，能够根据新建楼盘的入住率方便地对第一水室或第二水室进行投加可用消毒液，且投加时第一水室与第二水室之间的转换非常简单方便。
3、本发明采用特定结构的水箱监测组件，能够根据新建楼盘的入住率方便地对第一水室或第二水室中的自来水进行监测，且使用一只余氯仪就能够检测第一水室和第二水室中自来水的余氯浓度，节约了设备数量，简单了系统结构。
4、本发明采用特定结构的供水控制组件，能够根据新建楼盘的入住率方便地对第一水室或第二水室进行供水，供水转换非常简单方便。另外，为控制供水需要的出口流量数据通过进口流量数据以及实时的水量变化数据计算得到，本发明将流量计安装在供水主管上的结构，解决了在水箱出口管安装流量计时经常碰到的难以安装流量计的难题，比如出水管水平段太短或出水管有多个的情况。
5、本发明在现有次氯酸钠发生器技术的基础上，根据水箱消毒的实际需求，设计了一种有效氯产量为4～10g/h、有效氯浓度为5000～12000mg/L的微型次氯酸钠发生器，该微型次氯酸钠发生器结构简单、维护方便，且能长时间自动运行、自动报警。
6、本发明采用特定结构的次氯酸钠发生器，实现了消毒原液的自动生成，同时又使得生成的消毒原液能够在后续稀盐水的压力下自动进入稀释装置，节约了能源消耗。
7、本发明主要采用第一稀释罐与第二稀释罐相互配合的稀释罐作为稀释装置，这两个稀释罐的作用是不同的，由于次氯酸钠发生器生成的消毒原液全部进入第一稀释罐，因此第一稀释罐能够从总体上对消毒原液进行稀释并得到稀释消毒液。而通过控制从第一稀释罐进入到第二稀释罐的稀释消毒液的量就可以控制第二稀释罐具体的稀释倍数。通过第一稀释罐与第二稀释罐相配合，就能够大幅减小稀释罐的体积，仅仅使用两个较小体积(每个稀释罐的体积约20升)的稀释罐就能够将消毒原液有效稀释到设定浓度，而如果使用一个稀释罐的方法则该稀释罐的体积需要1000升以上。另外，通过搅拌器有利于加快稀释速度和稀释的均匀性，通过水位开关有利于稀释水量的定量控制。
8、本发明采用特定结构的加水组件，能够分别独立地为第一稀释罐和第二稀释罐供水。而加水组件分别与第一水室和第二水室相连的结构，其优点在于利用了水箱中的自来水作为稀释液，一方面不需要额外提供水源，另一方面保证了计算加氯量的准确性。
9、本发明将第一水室与第二水室的体积比设为1:4～3:4，便于在新建楼盘入住初期使用较小的水室为用户供水，在入住中期使用较大的水室为用户供水，最大限度地降低了新建楼盘水箱中自来水的微生物指标超标的风险。
10、本发明中的控制器包括智能控制器和远程控制器，智能控制器包括电源板、采集控制板和液晶触摸屏，电源板分别为采集控制板、液晶触摸屏、次氯酸钠发生器、稀释装置、投加组件、水箱监测组件和供水控制组件供电，采集控制板分别与液晶触摸屏、远程控制器、次氯酸钠发生器、稀释装置、投加组件、水箱监测组件和供水控制组件连接。采用该特定设置的控制器，将次氯酸钠发生器、稀释装置、投加组件、水箱监测组件和供水控制组件等设备整合在一起，实现了自动控制，使得整个系统能够根据现场反馈的实时信息自动执行相应的动作，实现了在无人值守情况下的自动化控制。
11、本发明将智能控制器、次氯酸钠发生器和稀释装置均安装在箱体内，有利于为这些设备提供保护，提高了系统的使用安全性。
附图说明
图1为本发明的原理框图；
图2为本发明的结构示意图；
图3为本发明中控制器的功能示意图；
图中标记为：1、次氯酸钠发生器，2、稀释装置，3、投加组件，4、水箱，5、水箱监测组件，6、供水控制组件，7、隔板，8、智能控制器，9、远程控制器，10、电源板，11、采集控制板，12、液晶触摸屏，13、采集模块，14、存储模块，15、处理模块，16、控制模块，17、通讯模块，18、稀盐水罐，19、水位检测开关，20、电解槽，21、电解电源，22、盐水水泵，23、盐水水管，24、消毒原液管，25、温度传感器，26、阳极板，27、阴极板，28、第一稀释罐，29、第二稀释罐，30、水位开关，31、搅拌器，32、加液管，33、加液水泵，34、溢流管，35、投加管，36、投加水泵，37、第一手动投加阀门，38、第二手动投加阀门，39、第一支管，40、第二支管，41、余氯仪，42、第一水位计，43、第二水位计，44、第一手动引水阀门，45、第二手动引水阀门，46、引水主管，47、第一引水支管，48、第二引水支管，49、第一水室，50、第二水室，51、供水主管，52、第一供水支管，53、第二供水支管，54、流量计，55、供水控制阀，56、第一手动供水阀门，57、第二手动供水阀门，58、第一取水支管，59、第二取水支管，60、第一手动取水阀门，61、第二手动取水阀门，62、第一加水电磁阀，63、第二加水电磁阀，64、取水主管，65、取水水泵，66、第一加水支管，67、第二加水支管，68、专用设备，69、传感器，70、箱体。
具体实施方式
实施例1
本实施例公开了一种新建楼盘二次供水水箱的水质安全管理控制系统，如图1、2所示，包括次氯酸钠发生器1、稀释装置2、投加组件3、水箱监测组件5、供水控制组件6、隔板7和控制器，所述隔板7固定在水箱4内并将水箱4分隔成第一水室49和第二水室50，所述次氯酸钠发生器1与稀释装置2连接，所述稀释装置2通过投加组件3分别与第一水室49和第二水室50连接，所述水箱监测组件5安装在水箱4上，所述供水控制组件6分别与第一水室49和第二水室50连接，所述控制器分别与次氯酸钠发生器1、稀释装置2、投加组件3、水箱监测组件5和供水控制组件6连接。
本实施例中，所述次氯酸钠发生器1是专门设计的用于生产消毒原液的微小型设备，其有效氯产量为4～10g/h，有效氯浓度为5000～12000mg/L；所述稀释装置2用于将消毒原液稀释成浓度为2～4mg/L的可用消毒液；所述投加组件3用于将可用消毒液加入到第一水室49或第二水室50；所述水箱监测组件5用于监测第一水室49或第二水室50的余氯浓度和水位，所述供水控制组件6用于向第一水室49或第二水室50供水；所述控制器在第一水室49或第二水室50中自来水的余氯浓度低于设定值时，根据水箱监测组件5的监测数据先控制次氯酸钠发生器1生成定量的消毒原液，再控制稀释装置2将消毒原液稀释成设定浓度的可用消毒液，并通过投加组件3将可用消毒液加入到第一水室49或第二水室50中。
本实施例中，所述隔板7为可拆卸结构，水箱4通过隔板7分隔后的第一水室49与第二水室50的体积比为1:4～3:4，优选第一水室49与第二水室50的体积比为2:3。这样，体积较小的第一水室49将首先使用，体积较大的第二水室50在第一水室49不能满足供水需求时开始使用。具体来说，在新建楼盘入住初期可使用体积较小的第一水室49给用户供水，在入住中期使用体积较大的第二水室50给用户供水，在入住后期将隔板7拆除，使用水箱4的全部给用户供水；在水箱4日常运行时控制器通过供水控制组件6和水箱监测组件5控制给水箱4供水，以此最大限度地减少自来水在水箱4中的停留时间，从而最大限度地降低水箱4中自来水的余氯浓度低于设定值的可能性。
本实施例中，所述投加组件3包括投加管35、投加水泵36、第一手动投加阀门37、第二手动投加阀门38、第一支管39和第二支管40，投加水泵36安装在投加管35上并与控制器连接，投加管35的一端与稀释装置2连通，另一端通过第一支管39和第二支管40分别与第一水室49和第二水室50连通，第一手动投加阀门37和第二手动投加阀门38分别安装在第一支管39和第二支管40上。投加水泵36用于控制向第一水室49或第二水室50输入可用消毒液，投加管35在稀释装置2内的进液口要靠近稀释装置2的底部，投加管35通过第一支管39和第二支管40分别从第一水室49或第二水室50的顶部/侧面上部进入其中。
具体而言，在新建楼盘入住初期时使用体积较小的第一水室49供水，此时第二手动投加阀门38关闭，第一手动投加阀门37开启，投加管35的两端分别与稀释装置2和第一水室49相通，经稀释装置2稀释后的可用消毒液通过投加水泵36进入第一水室49。在新建楼盘入住中期时使用体积较大的第二水室50供水，此时第一手动投加阀门37关闭，第二手动投加阀门38开启，投加管35的两端分别与稀释装置2和第二水室50相通，经稀释装置2稀释后的可用消毒液通过投加水泵36进入第二水室50。在新建楼盘入住后期使用水箱4为用户供水时，开启第一手动投加阀门37或第二手动投加阀门38中任意一个为水箱4投加可用消毒液。
本实施例中，所述水箱监测组件5包括余氯仪41、第一水位计42、第二水位计43、第一手动引水阀门44、第二手动引水阀门45、引水主管46、第一引水支管47和第二引水支管48，第一水位计42和第二水位计43分别安装在第一水室49和第二水室50内，第一引水支管47的一端和第二引水支管48的一端分别与第一水室49和第二水室50连通，第一引水支管47的另一端和第二引水支管48的另一端均与引水主管46连通，余氯仪41安装在引水主管46上，余氯仪41、第一水位计42和第二水位计43均与控制器连接。
具体而言，在新建楼盘入住初期使用体积较小的第一水室49供水时，第二水位计43不工作，第一水位计42工作并测得第一水室49中的水位；同时第二手动引水阀门45关闭，第一手动引水阀门44开启，第一水室49中的自来水经第一引水支管47和引水主管46流出，并被引水主管46上的余氯仪41测出余氯浓度。而在新建楼盘入住中期使用体积较大的第二水室50供水时，第一水位计42不工作，第二水位计43工作并测得第二水室50中的水位；同时第一手动引水阀门44关闭，第二手动引水阀门45开启，第二水室50中的自来水经第二引水支管48和引水主管46流出，并被引水主管46上的余氯仪41测出余氯浓度。在新建楼盘入住后期使用水箱4为用户供水时，只起用第一水位计42或第二水位计43中的任意一个工作，只开启第一手动引水阀门44或第二手动引水阀门45中任意一个为余氯仪41引水。
本实施例中，所述供水控制组件6包括供水主管51、第一供水支管52、第二供水支管53、流量计54、供水控制阀55、第一手动供水阀56门和第二手动供水阀门57，第一手动供水阀56门和第二手动供水阀门57分别安装在第一供水支管52和第二供水支管53上，第一供水支管52的一端和第二供水支管53的一端分别与第一水室49和第二水室50连通，第一供水支管52的另一端和第二供水支管53的另一端均与供水主管51连通，供水主管51与管网系统的主管道连通，流量计54和供水控制阀55均安装在供水主管51上，供水控制阀55为电磁阀，在控制器的控制下开启和关闭，流量计54位于供水供控制阀的出水端，且流量计54和供水控制阀55均与控制器连接。
具体而言，在新建楼盘入住初期时使用体积较小的第一水室49供水，此时第二手动供水阀门57关闭，第一手动供水阀门56开启，主管网的自来水通过第一供水支管52进入第一水室49。在新建楼盘入住中期时使用体积较大的第二水室50供水，此时第一手动供水阀门56关闭，第二手动供水阀门57开启，主管网的自来水通过第二供水支管53进入第二水室50。在新建楼盘入住后期使用水箱4为用户供水时，开启第一手动供水阀门56或第二手动供水阀门57中任意一个为水箱4供水。
本实施例中，所述次氯酸钠发生器1包括稀盐水罐18、电解槽20、电解电源21、水位检测开关19、盐水水泵22、盐水水管23、消毒原液管24和温度传感器25，水位检测开关19安装在稀盐水罐18内，盐水水泵22安装在盐水水管23上，盐水水管23的两端分别与稀盐水罐18和电解槽20连通，消毒原液管24的两端分别与电解槽20和稀释装置2连通，温度传感器25安装在消毒原液管24上，电解电源21与电解槽20连接，电解电源21、盐水水泵22和温度传感器25均与控制器连接。
具体而言，稀盐水罐18用于储存3％的稀盐水，事先用非加碘食用盐溶解于纯净水中得到，当水位检测开关19检测到稀盐水罐18中稀盐水的水位低到设定水位时，水位检测开关19连通向控制器发出信号，用以提醒管理人员添加稀盐水。盐水水泵22与盐水水管23配合将稀盐水罐18中的稀盐水输入电解槽20中，在输入稀盐水过程中盐水水泵22每间隔一段时间开启一次，盐水水管23在稀盐水罐18中的进水口要靠近稀盐水罐18的底部，盐水水管23在电解槽20内的位置优选为电解槽20一端的底部。电解槽20为密闭装置，消毒原液管24的进液端位于电解槽20另一端的上部，电解槽20内安装有阳极板26和阴极板27，阳极板26安装在靠近盐水水管23进入电解槽20的位置，阴极板27安装在靠近消毒原液管24与电解槽20相连接的位置，阳极板26和阴极板27均采用钛材料作为基材，阳极板26表面涂覆钌铱金属氧化物颗粒，电解电源21采用专业制做的稳压开关电源，专门为阳极板26和阴极板27供电，电解电源21具有输入过压保护、输入欠压保护、输出过压保护、输出过流保护、输出短路保护、整机过热保护等功能，以确保电源运行的高可靠性和高安全性，温度传感器25用于实时监测生产的消毒原液的温度。由于电解槽20是密闭的，在盐水水泵22向其中输入稀盐水时，电解槽20内压力增大，从而通过压力将生产的消毒原液从消毒原液管24输出。
本实施例中，所述稀释装置2用于将高浓度的消毒原液稀释到浓度为2～4mg/L的可用消毒液供水箱4消毒使用，其包括第一稀释罐28、第二稀释罐29、加液管32和加液水泵33，第一稀释罐28和第二稀释罐29既可以并排安装，也可以上下安装，优选并排安装。第一稀释罐28内和第二稀释罐29内均设置有搅拌器31和水位开关30，第一稀释罐28通过消毒原液管24与电解槽20连通，第二稀释罐29通过投加组件3分别与第一水室49和第二水室50连通，加液管32的两端分别与第一稀释罐28和第二稀释罐29连通，加液水泵33安装在加液管32上；加液水泵33、搅拌器31和水位开关30均与控制器连接。其中，第一稀释罐28用于对消毒原液进行第一次总体稀释并得到稀释消毒液，第二稀释罐29用于分批对稀释消毒液进行第二次定量稀释。
进一步的，所述稀释装置2还包括加水组件，所述加水组件包括取水主管64、取水水泵65、第一取水支管58、第二取水支管59、第一手动取水阀门60、第二手动取水阀门61、第一加水电磁阀62、第二加水电磁阀63、第一加水支管66和第二加水支管67，取水水泵65安装在取水主管64上，取水主管64的一端通过第一加水支管66和第二加水支管67分别与第一稀释罐28和第二稀释罐29连接，取水主管64的另一端通过第一取水支管58和第二取水支管59分别与第一水室49和第二水室50连接；取水水泵65安装在取水主管64上，第一手动取水阀门60和第二手动取水阀门61分别安装在第一取水支管58和第二取水支管59上，第一加水电磁阀62和第二加水电磁阀63分别安装在第一加水支管66和第二加水支管67上；取水水泵65、第一加水电磁阀62和第二加水电磁阀63均与控制器连接。其中，在新建楼盘入住初期使用体积较小的第一水室49供水时，第二手动取水阀门61关闭，第一手动取水阀门60开启，此时通过取水水泵65、第一加水电磁阀62和第二加水电磁阀63的配合，能够分别为第一稀释罐28和第二稀释罐29供水。而在新建楼盘入住中期使用体积较的第二水室50供水时，第一手动取水阀门60关闭，第二手动取水阀门61开启，此时通过取水水泵65、第一加水电磁阀62和第二加水电磁阀63的配合，能够分别为第一稀释罐28和第二稀释罐29供水。
具体而言，电解生成的消毒原液通过消毒原液管24直接从第一稀释罐28的顶部或侧面上部进入其中，然后由控制器控制取水水泵65和第一加水电磁阀62向第一稀释罐28内注入自来水，当第一稀释罐28内的水位达到设定水位时，第一稀释罐28内的水位开关30接通并向控制器发出信号，控制器收到信号后发出控制信号关闭取水水泵65和第一加水电磁阀62。待第一稀释罐28内稀释完成后得到稀释消毒液，再通过加液管32和加液水泵33将稀释消毒液分批定量送入第二稀释罐29中，每送入一批稀释消毒液，就由控制器控制取水水泵65和第二加水电磁阀63向第二稀释罐29内注入自来水，并在第二稀释罐29内的水位达到设定水位时，由第二稀释罐29内的水位开关30向控制器发出信号，控制器收到信号后发出控制信号关闭取水水泵65和第二加水电磁阀63，稀释完成后即得到设定浓度的可用消毒液，再通过投加组件3加入到第一水室49或第二水室50中即可。重复该过程，完成其余稀释消毒液的稀释和投加。
加液管32在第一稀释罐28内的进液口要靠近第一稀释罐28的底部，加液管32从第二释罐的顶部或侧面上部进入其中；加液水泵33通过加液管32设置在第一稀释罐28和第二稀释罐29之间，用于将第一稀释罐28中的稀释消毒液定量输入到第二稀释罐29中进行第二次定量稀释，通过控制加液水泵33开启的时长来控制输出稀释消毒液的量。
另外，第一稀释罐28和第二稀释罐29的侧面上部均设置有溢液管，溢液管在第一稀释罐28内的进液口和在第二稀释罐29内的进液口均称为溢出口，在第一稀释罐28内，溢液管的溢出口的位置需低于消毒原液管24和第一加水支管66的出水口位置；在第二稀释罐29内，溢液管的溢出口的位置需低于加液管32和第一加水支管66的出水口位置。当第一稀释罐28和第二稀释罐29中溶液的水位高于溢出口时，溶液便从溢液管流出，这有利于防止第一稀释罐28和第二稀释罐29中的溶液倒流；当稀释罐中消毒液的水位等于溢出口时，稀释罐所容纳溶液的体积称为该稀释罐的有效容积。
本实施例中，所涉及到的盐水水管23、消毒原液管24、加液管32、投加管35均要选用耐腐蚀的材质，如PE管、PP管、氟橡胶管、不锈钢管等。稀盐水罐18和稀释罐需要选用耐腐蚀的材质，水位检测开关19、温度传感器25、水位开关30、水位计、余氯仪41和流量计54统称传感器69，各类水泵、电解电源21、搅拌器31、电磁阀和供水控制组件6统称专用设备68，传感器69中的水位检测开关19、温度传感器25和水位开关30以及专用设备68中的盐水水泵22、加液水泵33、投加水泵36和搅拌器31也需要具有耐腐蚀的功能。
本实施例中，如图3所示，所述控制器包括智能控制器8和远程控制器9，智能控制器8包括电源板10、采集控制板11和液晶触摸屏12，电源板10分别为采集控制板11、液晶触摸屏12、次氯酸钠发生器1、稀释装置2、投加组件3、水箱监测组件5和供水控制组件6供电，采集控制板11分别与液晶触摸屏12、远程控制器9、次氯酸钠发生器1、稀释装置2、投加组件3、水箱监测组件5和供水控制组件6连接。
智能控制器8的功能有：1)给传感器69和专用设备68供电；2)采集传感器69和电解电源21的数据；3)存储数据；4)处理数据；5)控制专用设备68的开启和关闭；6)与远程控制器9双向通讯。
具体而言，电源板10用于提供220V交流电、24V和12V直流电给采集控制板11、液晶触摸屏12、传感器69和专用设备68使用，电源板10能够将220V的交流电转换成12V和24V直流电。
采集控制板11包括采集模块13、存储模块14、处理模块15、控制模块16和通讯模块17，处理模块15分别与控制模块16、通讯模块17、存储模块14和液晶触摸屏12连接，通讯模块17与远程控制器9、处理模块15和存储模块14连接，存储模块14分别与液晶触摸屏12、采集模块13、处理模块15和通讯模块17连接，采集模块13分别与存储模块14和传感器69连接，控制模块16分别与处理模块15和专用设备68连接。采集模块13能够实时采集传感器69和电解电源21的数据；存储模块14能够将实时采集到的各种数据存储下来，能够将处理模块15后期的计算结果存储下来，能够将通讯模块17接收或发出的数据及信号存储下来；处理模块15是一个单片机，能够根据事先编写的软件进行各种计算及发出控制信号；控制模块16采用继电器，能够根据处理模块15发出的控制信号实现对专用设备68的开启和关闭；通讯模块17能够与远程控制器9双向通讯，既能够接收远程控制器9发送的数据及控制信号，又能够向远程控制器9发送数据及报警信号。
液晶触摸屏12能够实时显示本消毒系统运行状态的关键信息及参数，能够用于参数设置，用于开启或关闭本系统及专用设备68。
远程控制器9位于二次供水管理中心，用于向智能控制器8发送软件升级版本数据，向智能控制器8发送各种需要人为设置的参数数据，向智能控制器8发送开启或关闭专用设备68的控制信号，能够接收智能控制器8发送的数据及报警信号。
本实施例的实施方法为：
步骤1：在水箱4中安装一块可拆卸的隔板7，将水箱4分隔成体积较小的第一水室49和体积较大的第二水室50，在新建楼盘入住初期使用第一水室49给用户供水，在入住中期使用第二水室50给用户供水，在入住后期将隔板7拆除，使用水箱4的全部给用户供水。本实施例设定在新建楼盘入住初期使用第一水室49给用户供水。
步骤2：通过供水控制组件6和第一水位计42控制向第一水室49供水，同时通过余氯仪41实时监测第一水室49中自来水的余氯浓度，此时次氯酸钠发生器1、稀释装置2和投加组件3处于关闭状态。
步骤3：当第一水室49中自来水的余氯浓度出现低于余氯安全值时，智能控制器8自动计算出需要加入有效氯的量。
步骤4：根据计算出的需要加入有效氯的量计算出开启次氯酸钠发生器1的时长，同时根据计算结果发出控制信号启动和关闭次氯酸钠发生器1，以此得到定量的消毒原液。
步骤5：当次氯酸钠发生器1结束生产后，智能控制器8开启稀释装置2，稀释时采用第一稀释罐28和第二稀释罐29配合稀释，首先在第一稀释罐28中对消毒原液进行第一次总体稀释，得到稀释消毒液，再通过加液水泵33和加液管32将第一稀释罐28中的稀释消毒液分多次输出到第二稀释罐29中，由第二稀释罐29对每次输入的稀释消毒液进行第二次定量稀释得到浓度为2～4mg/L的可用消毒液，通过投加组件3将可用消毒液加入到第一水室49中，当第一稀释罐28中的稀释消毒液用完后完成氯的补加。
所述步骤1中，设定水箱4的体积为5*3*2＝30m3，横截面积为5*3＝15m2，通过隔板7将水箱4分隔成大小分别为2*3*2＝12m3和3*3*2＝18m3的第一水室49和第二水室50。
所述步骤3中，余氯安全值是人为设定的一个余氯浓度数值，用C1表示；设当第一水室49中自来水的余氯浓度出现低于余氯安全值时其中自来水的水位为H；设第一水室49的横截面积为S；设每次补加氯的量为将第一水室49中自来水的余氯浓度提高ΔC，称余氯提高；设需要加入有效氯的量为W，则：
W＝S×ΔC×H (1)。
具体的，第一水室49的横截面积S为6m2，设定余氯安全值为0.15mg/L，设定余氯提高ΔC为0.20mg/L，在余氯仪41监测到第一水室49中自来水的余氯浓度第一次出现0.14mg/L时，第一水位计42测得的水位H为0.692m；则需要加入有效氯的量W为：
W＝S×ΔC×H＝6×0.20×0.692＝0.8304g (1)。
所述步骤4中，设次氯酸钠发生器1生产次氯酸钠消毒液的产量为Q，设次氯酸钠发生器1启动生产的时长为t1，则：
t1＝(S×ΔC×H)/Q (2)。
具体的，设定Q为5g/h；则次氯酸钠发生器1启动生产的时长t1为：
Figure GDA0003762952530000161
所述步骤5中，稀释装置2的具体工作步骤如下：
S1：启动与第一稀释罐28相连的取水水泵65并打开与第一稀释罐28相连接的第一加水电磁阀62，向第一稀释罐28输入稀释用自来水，当第一稀释罐28中的水位达到设定水位时，第一稀释罐28中的水位开关30接通并向智能控制器8发出信号，智能控制器8接到信号后发出控制信号关闭取水水泵65和第一加水电磁阀62；
S2：启动第一稀释罐28中的搅拌器31，搅拌t3时长后停止，t3设为60秒；
S3：搅拌结束后启动加液水泵33，智能控制器8通过控制加液水泵33一次开启的时长来实现定量向第二稀释罐29输入稀释消毒液；
S4：启动与第二稀释罐29相连的取水水泵65并打开与第二稀释罐29相连接的第二加水电磁阀63，向第二稀释罐29加入稀释用自来水，当第二稀释罐29中的水位达到设定水位时，智能控制器8发出控制信号关闭了取水水泵65和相应的第二加水电磁阀63；
S5：启动第二稀释罐29中的搅拌器31，搅拌t4时长后停止，t4设为30秒，此时在第二稀释罐29中得到浓度为2～4mg/的可用消毒液；
S6：启动投加水泵36，将第二稀释罐29中的可用消毒液输入第一水室49中，输入完毕后智能控制器8发出控制信号关闭投加水泵36；
S7：重复步骤S3～S6，直到第一稀释罐28中的稀释消毒液用完为止。
所述步骤S3中，设第一稀释罐28的有效容积为V1，设第二稀释罐29的有效容积为V2，设第二稀释罐29最终可用消毒液的浓度为C2，设加液水泵33的额定流量为R，设在稀释过程中加液水泵33开启一次的时长为t2，则：
t2＝(V1×V2×C2)/(R×S×ΔC×H) (3)。
具体的，本实施例第一稀释罐28的有效容积V1为16.9L，第二稀释罐29的有效容积V2为17.3L；第二稀释罐29最终可用消毒液的浓度优选为3mg/L；加液水泵33的额定流量R为1.8L/min，设在稀释过程中加液水泵33开启一次的时长为t2，单位为秒，则：
Figure GDA0003762952530000171
综上，本发明在新建楼盘水箱4刚投入使用时在其中安装一块可拆卸的隔板7，将水箱4分隔成第一水室49和第二水室50，在新建楼盘入住初期使用体积较小的第一水室49给用户供水，在入住中期使用体积较大的第二水室50给用户供水，在入住后期将隔板7拆除，使用水箱4的全部给用户供水；以此最大限度地减少自来水在水箱4中的停留时间，从而最大限度地降低水箱4中自来水的余氯浓度低于设定值的可能性；在余氯浓度低于设定值时，制备定量的可用消毒液并加入到水箱4中，不仅避免了浪费，实现了可用消毒液的现用现制备，还将高浓度的消毒原液稀释到法规允许消毒使用的浓度范围供消毒使用。本发明的整个监测、生产、稀释、投加过程都自动进行，且维护简单方便，智能化程度非常高。
实施例2
为了对设备进行更好的保护，以及为了提高设备的使用安装性、美观性、集成化等，本实施例在实施例1的基础上增加了一个箱体70，将智能控制器8、次氯酸钠发生器1和稀释装置2均安装在箱体70内。进一步的，投加组件3中的投加水泵36和水箱监测组件5中的余氯仪41均位于箱体内。
本实施例中，所述箱体70为不锈钢材质，大小为0.85m*0.5m*1.15m，分上下两层，上层主要安装智能控制器8、电解槽20、电解电源21、盐水水泵22和温度传感器25，下层主要安装稀盐水罐18、稀释装置2、投加组件3和余氯仪41。

Claims (7)

1.一种新建楼盘二次供水水箱的水质安全管理控制系统，其特征在于：包括次氯酸钠发生器(1)、稀释装置(2)、投加组件(3)、水箱监测组件(5)、供水控制组件(6)、隔板(7)和控制器，所述隔板(7)固定在水箱(4)内并将水箱(4)分隔成第一水室(49)和第二水室(50)，所述次氯酸钠发生器(1)与稀释装置(2)连接，所述稀释装置(2)通过投加组件(3)分别与第一水室(49)和第二水室(50)连接，所述水箱监测组件(5)安装在水箱(4)上，所述供水控制组件(6)分别与第一水室(49)和第二水室(50)连接，所述控制器分别与次氯酸钠发生器(1)、稀释装置(2)、投加组件(3)、水箱监测组件(5)和供水控制组件(6)连接；
所述投加组件(3)包括投加管(35)、投加水泵(36)、第一手动投加阀门(37)、第二手动投加阀门(38)、第一支管(39)和第二支管(40)，投加水泵(36)安装在投加管(35)上并与控制器连接，投加管(35)的一端与稀释装置(2)连通，另一端通过第一支管(39)和第二支管(40)分别与第一水室(49)和第二水室(50)连通，第一手动投加阀门(37)和第二手动投加阀门(38)分别安装在第一支管(39)和第二支管(40)上；
所述水箱监测组件(5)包括余氯仪(41)、第一水位计(42)、第二水位计(43)、第一手动引水阀门(44)、第二手动引水阀门(45)、引水主管(46)、第一引水支管(47)和第二引水支管(48)，第一水位计(42)和第二水位计(43)分别安装在第一水室(49)和第二水室(50)内，第一引水支管(47)的一端和第二引水支管(48)的一端分别与第一水室(49)和第二水室(50)连通，第一引水支管(47)的另一端和第二引水支管(48)的另一端均与引水主管(46)连通，余氯仪(41)安装在引水主管(46)上，余氯仪(41)、第一水位计(42)和第二水位计(43)均与控制器连接；
所述稀释装置(2)包括第一稀释罐(28)、第二稀释罐(29)、加液管(32)和加液水泵(33)，第一稀释罐(28)内和第二稀释罐(29)内均设置有搅拌器(31)和水位开关(30)，第一稀释罐(28)通过消毒原液管(24)与电解槽(20)连通，第二稀释罐(29)通过投加组件(3)分别与第一水室(49)和第二水室(50)连通，加液管(32)的两端分别与第一稀释罐(28)和第二稀释罐(29) 连通，加液水泵(33)安装在加液管(32)上；加液水泵(33)、搅拌器(31)和水位开关(30)均与控制器连接；
所述第一水室(49)与第二水室(50)的体积比为1:4～3:4。
2.根据权利要求1所述的一种新建楼盘二次供水水箱的水质安全管理控制系统，其特征在于：所述供水控制组件(6)包括供水主管(51)、第一供水支管(52)、第二供水支管(53)、流量计(54)、供水控制阀(55)、第一手动供水阀(56)门和第二手动供水阀门(57)，第一手动供水阀(56)门和第二手动供水阀门(57)分别安装在第一供水支管(52)和第二供水支管(53)上，第一供水支管(52)的一端和第二供水支管(53)的一端分别与第一水室(49)和第二水室(50)连通，第一供水支管(52)的另一端和第二供水支管(53)的另一端均与供水主管(51)连通，流量计(54)和供水控制阀(55)均安装在供水主管(51)上，且流量计(54)和供水控制阀(55)均与控制器连接。
3.根据权利要求1所述的一种新建楼盘二次供水水箱的水质安全管理控制系统，其特征在于：所述次氯酸钠发生器(1)的有效氯产量为4～10g/h，有效氯浓度为5000～12000mg/L；所述稀释装置(2)用于将消毒原液稀释成浓度为2～4mg/L的可用消毒液。
4.根据权利要求1—3中任一项所述的一种新建楼盘二次供水水箱的水质安全管理控制系统，其特征在于：所述次氯酸钠发生器(1)包括稀盐水罐(18)、电解槽(20)、电解电源(21)、盐水水泵(22)、盐水水管(23)、消毒原液管(24)和温度传感器(25)，盐水水泵(22)安装在盐水水管(23)上，盐水水管(23)的两端分别与稀盐水罐(18)和电解槽(20)连通，消毒原液管(24)的两端分别与电解槽(20)和稀释装置(2)连通，温度传感器(25)安装在消毒原液管(24)上，电解电源(21)与电解槽(20)连接，电解电源(21)、盐水水泵(22)和温度传感器(25)均与控制器连接。
5.根据权利要求1所述的一种新建楼盘二次供水水箱的水质安全管理控制系统，其特征在于：所述稀释装置(2)还包括加水组件，所述加水组件包括取水主管(64)、取水水泵(65)、第一取水支管(58)、第二取水支管(59)、第一手动取水阀门(60)、第二手动取水阀门(61)、第一加水电磁阀(62)、第二加水电磁阀(63)、第一加水支管(66)和第二加水支管(67)，取水水泵(65)安装在取水主管(64)上，取水主管(64)的一端通过第一加水支管(66)和第二加水支管(67)分别与第一稀释罐(28)和第二稀释罐(29)连接，取水主管(64)的另一端通过第一取水支管(58)和第二取水支管(59)分别与第一水室(49)和第二水室(50)连接；取水水泵(65)安装在取水主管(64)上，第一手动取水阀门(60)和第二手动取水阀门(61)分别安装在第一取水支管(58)和第二取水支管(59)上，第一加水电磁阀(62)和第二加水电磁阀(63)分别安装在第一加水支管(66)和第二加水支管(67)上；取水水泵(65)、第一加水电磁阀(62)和第二加水电磁阀(63)均与控制器连接。
6.根据权利要求1、2、3或5中任一项所述的一种新建楼盘二次供水水箱的水质安全管理控制系统，其特征在于：所述控制器包括智能控制器(8)和远程控制器(9)，智能控制器(8)包括电源板(10)、采集控制板(11)和液晶触摸屏(12)，电源板(10)分别为采集控制板(11)、液晶触摸屏(12)、次氯酸钠发生器(1)、稀释装置(2)、投加组件(3)、水箱监测组件(5)和供水控制组件(6)供电，采集控制板(11)分别与液晶触摸屏(12)、远程控制器(9)、次氯酸钠发生器(1)、稀释装置(2)、投加组件(3)、水箱监测组件(5)和供水控制组件(6)连接。
7.根据权利要求 6所述的一种新建楼盘二次供水水箱的水质安全管理控制系统，其特征在于：所述智能控制器(8)、次氯酸钠发生器(1)和稀释装置(2)均安装在箱体(70)内。
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