江苏奇星流体设备有限公司 江苏 连云港 222346
摘要：社会经济的发展，人口的增加，工农业的快速发展，水污染的问题越来越突出。因此，净水处理设备的研发十分重要。本文就食堂饮用水净化处理设备控制系统设计展开探讨。
关键词：净水处理设备；控制系统；程序设计；PLC；饮用水
引言
随着新版《生活饮用水卫生标准》出台，饮用水水质指标由原来的35项提高到106项，其中多项指标仅通过传统给水净化技术处理难以达标；因此，需要引入新的净水工艺，并配以先进的控制系统，生产出高品质的生活饮用水。
1我国可饮用水源的现状
随着我国工业化的迅猛加速，各种原材料、矿产资源大规模开发以及农药的大量使用，饮用水源的污染越来越严重，除掉传统水源中腐殖质类有机物、藻类及贾第虫和隐抱子虫污染外，各种重金属和新合成的机化合物污染使现有净化系统越来越难以达到饮用水的标准要求。我国七大水系和三大湖泊都受到不同程度的污染。90%以上的城市水域受到严重污染，大约50%的重点城市水源不符合饮水水源标准。同时，全国约有三分之一的工业废水未经处理就直接排放。总之，饮用水水质的问题已成制约经济进一步发展，影响人民身体健康和社会安定的重要因素。水源质量的剧烈变化和饮用水标准的提高，使得传统的混凝沉淀一砂滤一漂白粉消毒(氯)工艺已经不能达到饮用水的标准。从上个世纪70年代，一批新材料和新技术的出现使得由预处理技术、强化混凝技术、强化气浮技术、强化过滤技术、安全消毒技术组成集成系统能同时满足处理水源污染和达到新水质标准的双重要求，为城市提供高效的饮水安全保障。
2水处理工艺流程的确定
结合某企业食堂的实际情况及参照生活饮用水卫生标准，初步确定其水处理工艺流程简图，如图1所示。此水处理设备配有原水水箱、纯水水箱、若干液位计、活性碳过滤器、石英砂过滤器、精密过滤器、紫外线杀菌灯、超滤装置（UF），以及原水水泵电机、反洗电机和两台恒压电机、若干阀门和管路；操作模式可分为手动和自动两种。具体实现功能：（1）设备每天运行24h后，定期会将原水箱、纯水箱、超滤装置过滤所得的固态颗粒物，通过反清洗，把储水罐底部的颗粒物通过底部阀门将其排至地沟（排污），以保证水质的质量。（2）原水箱、纯水水箱设有液位传感器，监测水箱内水位高度，当水箱液位低至极限时，就启动水箱供水水泵。（3）系统还针对供水泵、原水泵和反冲洗泵都有过载保护环节，当水泵运转过载自动切断电磁阀，同时设置有紧急情况的急停装置。（4）原水箱的水通过阀门开关进入净水处理系统，依次经过活性炭过滤器、石英砂过滤器、精密过滤器，最后通过紫外线杀菌灯杀菌后进入超滤装置（UF）。净化处理后得到的水进入纯水水箱，通过恒压电机输送至食堂。
图1 水处理工艺流程简图
3超滤技术在净化饮用水的应用
与传统的煮沸消毒法、近代的电阻拦法相比，超滤技术适应原水的能力更强，使用者可以随时根据实际需要调整超滤膜。超滤膜不仅能够有效隔离胶体物质或者肉眼可见物，还能够去除微生物、藻类、病毒等有害物质，充分保障了饮用水的安全性。由于超滤技术本质上是一种膜透过分离技术，所以利用超滤技术净化饮用水不需要消耗多少能量，真正做到了高效节能。尽管如此，超滤技术仍然存在不可忽视的缺点，如何改进这些缺点，使超滤技术更加成熟是科学家们一直致力研究的问题。它的缺点主要体现在超滤膜的截留分子量大，不能有效去除溶解性有机物、溶解性盐以及其他一些小分子有机物，这很大程度上影响了饮用水的水质。基于此，许多科学家、研究人员考虑把超滤技术和其他水净化工艺有机结合起来，利用其他水净化工艺的优点去除超滤技术不能有效去除的杂质，这里主要以粉末活性炭--超滤联用工艺为例子。粉末活性炭--超滤联用工艺是指在配有超滤膜装置的循环水流中适量加入粉末活性炭，形成吸附--固液分离工艺流程来对饮用水进行净化。之所以选择粉末状的活性炭，主要是考虑把活性炭碾碎成粉末状，可以增大接触面积，有效吸附饮用水中分子量小的有机物，把溶解性有机物巧妙地转换成固态，从而显著提升水净化程度。超滤膜能够去除肉眼可见的微粒，超滤出分子量小的有机物。目前有许多国家的工厂已经开始应用这种粉末活性炭--超滤联用工艺，每年投放固定的粉末活性炭，相较于使用单一超滤工艺或者常规工艺的工厂，它们具有工厂占地面积小、饮用水水质高等优点，发展前景十分光明。
4深度处理技术在净化饮用水的应用
深度处理技术是指在常规处理工艺后，采用适当的处理方法，将常规处理工艺不能有效去除的污染物加以去除，提高和保证饮水水质。主要技术有活性炭吸附、臭氧氧化、生物活性炭、光催化氧化和膜技术等。（1）活性炭吸附。活性炭是一种多孔性物质，具有很高的比表面积。其去除污染物主要靠的是微孔吸附作用。活性炭对水体的色度、臭味有很好的去除作用。20世纪50年代初期，西欧就采用活性炭处理地表水源以消除水中嗅味。目前美国已有90%以上的以地表水为水源的水厂采用活性炭吸附脱色除嗅。活性炭对水中其他有机物也有吸附作用。许多研究发现活性炭对微量有机物的吸附作用有独特之处。可较好地吸附一些杀虫剂，还可以去除水中的致突变物质。清华大学在研究中发现活性炭对水中氯化产生的致突变物质有去除作用，但不能有效地去除氯化致突变物质的前驱物。但是，活性炭价格及高再生成本限制了其广泛应用。目前我国只有一些特殊城市和有特殊要求的供水厂采用活性炭吸附工艺。（2）臭氧活性炭联用。臭氧活性炭联用技术是采用先臭氧氧化，后活性炭吸附，在活性炭吸附中又继续氧化的方法，扬长避短，使活性炭充分发挥吸附作用。20世纪60年代初。德国首先采用了臭氧和活性炭联用技术。使水质明显提高。在此以后。欧美一些国家也采用这种技术。我国先后在北京田村山水厂、燕山石化公司水厂、大庆石化总厂等相继建成了臭氧活性炭处理设施，并且取得了较好的处理效果。（3）生物活性炭。生物活性炭是在活性炭上培养生物膜，使其同时具有生物膜去除污染物和活性炭吸附两种特性。生物活性炭增加水中溶解性污染物的去除效率，延长活性炭再生周期和降低三卤甲烷的生成量。该技术只能用在氯化工艺前，否则不能形成微生物膜。
结语
随着人类文明的进步，人口的增加，工农业的快速发展，水污染的问题越来越突出。一方面饮用水水源水质日益恶化，另一方面，用户对饮用水出厂水质提出了更加严格的要求。对于供水企业来说，普遍面临原水水质恶化和出厂水水质标准提高的双重压力。现有饮用水常规处理工艺存在安全隐患，急需技术升级。而目前饮用水净化处理技术的研究工作大多是独立的、分散的，缺乏有机联系，限制了技术优势耦合，无法满足技术应用的需求。因此进行饮用水净化处理技术现状评价十分必要，从总体的层次上，对饮用水净化处理技术进行系统归类和总结，具有重要的理论意义和研究价值。
参考文献
[1]林大全.污水处理设备智能化控制技术和系统设计问题的探讨[J].科技资讯，2015（15）：145.
[2]高峰，何昌军，杨顺生.自动控制系统在污水处理中的应用[J].环境科学与管理，2018（2）：89-91.
[3]阮嘉琨，蔡延光，刘尚武.基于PLC的污水处理控制系统的设计与实现[J].工业控制计算机，2017（6）：122-124.
[4]徐龙艳，翟亚红.基于PLC的污水处理厂控制系统的设计与实现[J].计算技术与自动化，2014（3）：52-54.
论文作者:孟凡举
论文发表刊物:《防护工程》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/22
标签：活性炭论文; 超滤论文; 技术论文; 饮用水论文; 水箱论文; 超滤膜论文; 水净化论文; 《防护工程》2018年第32期论文;