摘要：凈水廠取用梁山東麓西平山腳下地龍子祠泉排泄形成的地泉水為供水水源，屬地下水性質(zhì)，同時(shí)因存在一定的流域過程，暴露于自然界，又具有易受氣候、人為因素等污染的地表水特性。龍祠子泉在流經(jīng)巖層過程中懸浮物和膠體雜質(zhì)大部分截留，故有水質(zhì)清澈，水質(zhì)、水溫較穩(wěn)定的特點(diǎn)。龍祠泉水因溶解了巖層中的礦物質(zhì)，含鹽量較高，屬HCO3—SO4—Ca—Mg型，總硬度在540mg/L（以CaCO3計(jì)）左右，高于國標(biāo)，因此，凈水廠選用了藥劑軟化法來降低水的硬度，使出廠水質(zhì)能夠全面達(dá)到GB5749—85生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。。

　　關(guān)鍵詞：自來水廠 投加藥系統(tǒng) 自動(dòng)化改造

　　1、概述

　　臨汾市自來水公司凈水廠座落在城西南3.5公里處，占地42907m2（含龍祠水源站），其水源設(shè)計(jì)取水量為8.64萬噸/日，是自來水公司龍祠水源地水處理廠。

　　生產(chǎn)工藝流程：引龍祠源水加壓至凈水廠，經(jīng)投藥、沉淀、澄清、過慮、消毒，再經(jīng)水質(zhì)檢驗(yàn)符合國家飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)后，由泵房加壓送入城市和臨鋼配水管網(wǎng)，生產(chǎn)工藝中生活飲用水投加石灰軟化工藝，當(dāng)時(shí)在國內(nèi)城市供水行業(yè)中很少使用。

　　主要生產(chǎn)崗位設(shè)置有龍祠站、投藥、慮池、加氯、泵房、變電、化驗(yàn)、電氣、機(jī)械維修等崗位十一個(gè)，凈水工藝、輸配水等崗位目前均采用四班工作制。

　　凈水廠取用梁山東麓西平山腳下地龍子祠泉排泄形成的地泉水為供水水源，屬地下水性質(zhì)，同時(shí)因存在一定的流域過程，暴露于自然界，又具有易受氣候、人為因素等污染的地表水特性。龍祠子泉在流經(jīng)巖層過程中懸浮物和膠體雜質(zhì)大部分截留，故有水質(zhì)清澈，水質(zhì)、水溫較穩(wěn)定的特點(diǎn)。龍祠泉水因溶解了巖層中的礦物質(zhì)，含鹽量較高，屬HCO3—SO4—Ca—Mg型，總硬度在540mg/L（以CaCO3計(jì)）左右，高于國標(biāo)，因此，凈水廠選用了藥劑軟化法來降低水的硬度，使出廠水質(zhì)能夠全面達(dá)到GB5749—85生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

　　2、凈化工藝

　　2.1 投藥系統(tǒng)

　　投藥樓是配置軟化劑及混凝劑，并將其投加到反應(yīng)構(gòu)筑物中，用于去除水中暫時(shí)硬度的場(chǎng)所。其操作工藝如下：

　　將生石灰初步熟化后通過卷揚(yáng)機(jī)輸送至工作平臺(tái)，經(jīng)消石灰機(jī)完成熟化，篩除雜質(zhì)，形成石灰乳液后投入石灰攪拌池中進(jìn)行攪拌，并配置成濃度為2.5％的石灰乳液，利用泥漿泵輸送至澄清池第一反應(yīng)室。

　　混凝劑使用硫酸亞鐵，它是一種半透明的純結(jié)晶體，在堿度高的水中會(huì)形成三價(jià)的鐵離子，在PH≥9的水中具備優(yōu)良的絮凝效果。硫酸亞鐵配置成溶液后經(jīng)耐腐蝕泵提升至高位溶液池，利用重力投加的方式輸送到澄清池前的進(jìn)水管。硫酸亞鐵溶液濃度在15％左右，千噸水消耗低于12千克。

　　2.2 進(jìn)水儀表間

　　源水通過龍祠站送水泵房加壓輸送到凈水廠，通過工藝管道中13個(gè)電動(dòng)閥門，可根據(jù)源水水質(zhì)及城市與臨鋼用水需要形成六種生產(chǎn)工況，從而完成澄清、過慮、消毒等工藝流程，輸送到用戶。

　　3、投藥子站的自動(dòng)化改造

　　3.1 投藥子站控制系統(tǒng)

　　圖1投藥子站控制示意圖

　　3.2 中央控制器

　　中央控制器采用SIEMENS公司S7－300系列PLC，現(xiàn)場(chǎng)操作用了TP170A觸摸屏，PLC采集源水流量、藥液濃度、澄清池內(nèi)的PH值和濁度值、指令狀態(tài)、計(jì)量泵工作狀態(tài)等參數(shù)，并通過控制方法的計(jì)算輸出控制量，控制輸出計(jì)量泵的投加量、工作狀態(tài)、液位濃度報(bào)警、水質(zhì)指標(biāo)異常報(bào)警等信息。PLC本機(jī)內(nèi)置PROFIBUS標(biāo)準(zhǔn)接口，以備將來水廠聯(lián)網(wǎng)。

　　系統(tǒng)中的2套計(jì)量泵，一用一備用，通過操作員在TP170A上手動(dòng)切換。系統(tǒng)中有兩套化工泵，這兩套泵都掛接在變頻器上，通過操作員在TP上的手動(dòng)切換來實(shí)現(xiàn)一用一備用。

　　外部接線說明

　　變頻器故障信號(hào)：INV_F_1 白（帶字）INV_F_2 白（不帶字）

　　計(jì)量泵1啟停信號(hào)：LK1_S_LLK1_S_N

　　計(jì)量泵2啟停信號(hào)：LK2_S_LLK2_S_N

　　變頻器啟停信號(hào)：INV_L 籃 INV_N淺藍(lán)

　　切換到化工泵1：Ca1_L 黃（不帶字）Ca1_N 綠

　　切換到化工泵2：Ca2_L 黃（帶字）Ca2_N綠

　　計(jì)量泵1控制器電源：LK1_L紅LK1_N籃

　　計(jì)量泵2控制器電源：LK2_L咖啡LK2_N淺藍(lán)

　　計(jì)量泵1三相電源：LK1_U黃（帶字）LK1_V白LK1_W  綠

　　計(jì)量泵2三相電源：LK2_U黃（不帶字）LK2_V白LK2_W綠

　　流量1信號(hào)線：FL1_1 FL1_2 白黑

　　流量2信號(hào)線：FL2_1 FL2_2 白黑

　　PH1信號(hào)線：PH1_1 PH1_2 白黑

　　PH2信號(hào)線：PH2_1 PH2_2 白黑

　　液位1信號(hào)線：LEV1_1 LEV1_2 白黑（CaOH）

　　液位2信號(hào)線：LEV2_1 LEV2_2 白黑（FeSO4）

　　濁度1信號(hào)線：TUR1_1 TUR1_2 紅綠

　　濁度2信號(hào)線：TUR2_1 TUR2_2 白黑

　　石灰濃度：FCa_1 FCa_2白黑

　　硫酸亞鐵濃度：FFe_1 FFe_1白黑

　　流量1電源線：FL1_LFL1_N （RVV3*1.5）

　　流量2電源線：FL2_LFL2_N （RVV3*1.5）

　　PH1電源線：PH1_LPH1_N （RVV3*1.5）

　　PH2電源線：PH2_LPH2_N （RVV3*1.5）

　　液位1電源線：LEV1_LLEV1_N （CaOH）（RVV3*1.5）

　　液位2電源線：LEV2_LLEV2_N （FeSO4）（RVV3*1.5）

　　濁度1電源線：TUR1_LTUR1_N （RVV3*1.5）

　　濁度2電源線：TUR2_LTUR2_N （RVV3*1.5）

　　石灰濃度電源線：FCa_LFCa_N（RVV3*1.5）

　　硫酸亞鐵濃度電源線：FFe_LFFe_N（RVV3*1.5）

　　計(jì)量泵1開度控制信號(hào)線：LK1AO_1LK1AO_2 白黑

　　計(jì)量泵2開度控制信號(hào)線：LK2AO_1LK2AO_2 紅綠

　　變頻器給定值信號(hào)線：INSP_1 INSP_2 白黑

　　接地線：黃（RVV3*1.5）

　　l測(cè)點(diǎn)：

　　1.模擬量輸入：流量1，流量2，PH1，PH2，液位1，液位2，石灰濃度，硫酸亞鐵濃度，濁度1，濁度2.

　　2.模擬量輸出：計(jì)量泵1開度控制，計(jì)量泵2開度控制，變頻器速度給定值。

　　3.開關(guān)量輸入：急停，運(yùn)行/停止

　　4.開關(guān)量輸出：計(jì)量泵1啟�？刂�，計(jì)量泵2啟�？刂疲�變頻器啟�？刂疲�化工泵切換1，化工泵切換2.

　　TP170A觸摸屏操作

　　1.啟動(dòng)畫面：見下圖，左上角為時(shí)間顯示，該畫面一共有八個(gè)按鈕和一個(gè)輸入框，該輸入框用于輸入管理員密碼。八個(gè)按鈕中除了“登陸”和“注銷”外每一個(gè)按鈕分別對(duì)應(yīng)一個(gè)子畫面。

　　2.登陸方法： 在輸入框輸入管理員密碼后按“登陸”按鈕即可。

　　3.注銷方法：系統(tǒng)設(shè)置為五分鐘后自動(dòng)注銷，也可手動(dòng)按“注銷”按鈕主動(dòng)注銷登陸。

　　4.當(dāng)要輸入數(shù)值或密碼時(shí)，會(huì)自動(dòng)出現(xiàn)如下圖的軟鍵盤，按回車鍵確定輸入或按“ESC”取消輸入，這兩種情況都回返回前一個(gè)畫面。

　　5.按“主畫面”按鈕，進(jìn)入主畫面如下圖所示，這里顯示所有的儀表即時(shí)數(shù)值。按“返回”按鈕可返回啟動(dòng)畫面。

　　6.按“計(jì)量泵”按鈕，進(jìn)入下圖所示畫面，用于控制硫酸亞鐵的投放量，開度越大投放的量就越多。分手動(dòng)和自動(dòng)兩種投放方式。

　　7.按“變頻器”按鈕，進(jìn)入下圖所示畫面，用于控制石灰的投放量，頻率越大投放的量就越多。也分手動(dòng)和自動(dòng)兩種投放方式。

　　8.按“選擇澄清池”按鈕，進(jìn)入下圖所示畫面，用于選擇控制系統(tǒng)的回饋，只要按實(shí)際的生產(chǎn)情況選擇就可以了。

　　9.按“時(shí)間設(shè)計(jì)”按鈕，進(jìn)入下圖所示畫面，用于修改控制系統(tǒng)的時(shí)間，只要按實(shí)際的時(shí)間、日期輸入就可以了

　　4、結(jié)論

　　投藥系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能將是十分靈活的，既可以PLC自動(dòng)控制，也可以手動(dòng)操作面板設(shè)定經(jīng)驗(yàn)參數(shù)手動(dòng)調(diào)節(jié)，自動(dòng)投藥的方案眾多，各有利弊，各水廠應(yīng)該根據(jù)本廠的情況，因地制宜，采用適合本廠的控制方案，以達(dá)到提高水質(zhì)，降低消耗，節(jié)約投資的目的。