二次供水余氯补加装置的研发与应用
发布时间：2021-01-24 01:40
二次供水设施的广泛使用有效缓解了高层建筑供—用水矛盾,已成为城镇供水系统的重要组成部分。但是在二次供水设施处极易发生二次污染,对用户的饮水安全有潜在的威胁。二次供水水质变差主要包括供水系统末端余氯损耗严重,水箱内发生二次污染,水力停留时间过长等原因。本研究采用理论研究与实验验证相结合的研究方法,以次氯酸钠溶液作为消毒剂,并结合二次供水系统的特点构建一种基于增量式PID控制的二次供水水箱加氯消毒系统,系统通过离散化控制实现周期性地反馈调节次氯酸钠的投加量,最终达到稳定控制水中余氯的目的。系统采用多管路投加的方式,以水箱的进水口为主要投加点,根据进水量大小采用按比例投加的方式进行加氯;以水箱出口处为辅助投加点,当水箱出口处水中余氯浓度偏低时,按照模糊控制进行补加氯。在系统进行加氯的过程中,不断检测、分析水箱出水端的余氯浓度,周期性的反馈调节加氯量。本系统主要解决目前二次供水系统普遍存在的水质问题,尤其是供水末端水中自由性余氯不足的问题。将研发的二次供水余氯补加装置及配套的系统应用于西北某市的二次供水设施,分别进行加氯消毒和余氯补加试验研究,从而对系统运行的稳定性和余氯控制效果进行优化和完善...
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究技术路线图
西安建筑科技大学硕士学位论文112反馈加氯系统的设计在二次供水处进行加氯消毒具有加氯量较小，受用水影响较大，余氯控制精度要求极高等特点。以次氯酸钠作为消毒剂有消毒效果好，消毒副产物少，可以避光存放等诸多优点。因此，以次氯酸钠作为氯源的加氯消毒系统应根据二次供水系统运行的特点控制好加氯量，同时结合次氯酸钠衰减的规律调整加药量。此外，由于二次供水处于靠近用户的供水系统末端，水中余氯浓度要求稳定地控制在合理范围内。2.1系统概要设计2.1.1二次供水系统运行特点为提高系统供水的安全性，一般在二次供水处设置一个转输水箱，同时该水箱也成为二次污染的高发地。因此，分析水箱运行的模式并结合其运行的特点，从二次污染的根源上解决末端水质问题，为二次供水反馈加氯系统的设计提供理论依据。如图2.1所示，水箱作为二次供水系统的一个重要组成部分，将市政管网与二次供水系统连接在一起。水箱主要起到储水的作用，储存一定量的水避免了在用水高峰时间段供水量不足等问题。水箱的进水通常由一组水力浮球阀（一用一备）进行控制，该阀具有自动控制水箱补水的作用。图2.1二次供水设施简图图2.2所示为常见的水力浮球阀断面图，其工作过程可以概括为以下两点：当水面下降后低于设定水位时，活塞上腔室内压力降低，活塞上下形成压差导致阀瓣被打开进行补水；当水面上升至预设水位附近时，活塞上腔室内压力逐渐增大致使阀瓣慢慢封闭减少进水。
西安建筑科技大学硕士学位论文12图2.2水力浮球阀断面图由浮球阀控制水箱进水的二次供水系统具有以下特点：（1）水箱内的水停留时间较长。水箱内的水位低于预设值时立即补水，在市政管网不缺水的情况下水箱始终处于“满状态”。（2）水箱内存在多处死水区域。以常见的水箱（水箱内无导流板）为例，水箱内一直处于满水状态，导致水箱的底部及边角处水流动缓慢，甚至不流动容易形成死水区。（3）水箱进行补水时流量不断变化。浮球与设定水位的相对位置大小决定了阀门的开度，即阀门开启的大校（4）水箱进水可以近似地反映出水箱出水情况。在市政管网水量充足的情况下，水箱出水端的流量近似等于水箱的进水流量。2.1.2次氯酸钠衰减规律探究次氯酸钠的水溶液是一种带刺激性气味的浅黄色液体。高浓度的次氯酸钠溶液稳定性较差，在高温、光照的环境下分解速率加快，导致有效氯降低。因此，目前大多采用现场制备次氯酸钠，但是在此过程中会有危险性气体的产生。而次氯酸钠溶液则更适用于“无人值守”的二次供水泵房消毒使用，因此对次氯酸钠溶液的衰减规律进行深一步地探究显得尤为重要。此外，作为饮用水消毒所使用的次氯酸钠溶液应符合《次氯酸钠》（GB19106-2013）中关于有效氯、游离碱等相关规定。有研究表明，含碱量、有效氯、储存环境均对次氯酸钠的稳定性有明显的影响。次氯酸钠分解可分为以下几个过程：NaClO+H2O可逆NaOH+HClO(2-1)2HClO光、热→2HCl+O2↑(2-2)
【参考文献】：
期刊论文
[1]折点加氯法在卤水预处理中的应用[J]. 徐向平,慕毅,高世军,杨莉. 氯碱工业. 2019(09)
[2]如何喝上“放心水”? 加强从水源到水龙头全程监管[J]. 孟伟,王晓琳,张宝山. 中国人大. 2019(17)
[3]基于散射法及透射法的浊度检测系统设计[J]. 綦声波,尹保安,于敬东. 机电工程. 2019(08)
[4]基于Arduino的可见光浊度检测创新实验设计[J]. 许金,李姮,叶懋,白雁力. 实验技术与管理. 2019(08)
[5]二次供水设施和管理对饮用水水质影响[J]. 黄涛. 中国住宅设施. 2019(07)
[6]城镇供水水质投诉原因分析及处理对策[J]. 罗思胜,钟永光,陈志浩,黄健嫦. 城镇供水. 2019(04)
[7]国内龙头水直接生饮面对的问题与对策[J]. 解跃峰,王全勇,王小(亻毛),张金松. 给水排水. 2019(07)
[8]城市供水管网二次污染的原因分析及对策[J]. 王皖琼. 智能城市. 2019(12)
[9]上海二次供水智能管理应用与实践[J]. 刘辛悦,杨坤,张薇薇,张欣,王幸呈,张新宇. 净水技术. 2019(S1)
[10]低浓度二氧化氯消毒研究现状[J]. 王妍彦,张流波. 中国消毒学杂志. 2019(02)
博士论文
[1]饮用水紫外线消毒生物安全性研究[D]. 孙文俊.清华大学 2010
硕士论文
[1]N新区供水管网水质分析与改善方案研究[D]. 李戴伟.哈尔滨工业大学 2017
[2]美国1974年《安全饮用水法》研究[D]. 刘敏欣.辽宁大学 2017
[3]杭州市二次供水系统存在的问题与解决措施[D]. 谢忠勋.浙江工业大学 2017
[4]影响二次供水水质的因素及提升水质的方法研究[D]. 孔德宇.天津大学 2016
[5]基于PLC的变频恒压供水系统的研究与设计[D]. 宋晗.山东大学 2014
[6]基于模糊神经网络的自来水余氯控制[D]. 卢伯澎.华南理工大学 2012
[7]PLC工控系统设计及其在自来水控制中的应用[D]. 黄建春.湖南大学 2005
[8]模糊控制在自来水加氯系统中的应用研究[D]. 凡毅.四川大学 2004
本文编号：2996319
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究技术路线图
西安建筑科技大学硕士学位论文112反馈加氯系统的设计在二次供水处进行加氯消毒具有加氯量较小，受用水影响较大，余氯控制精度要求极高等特点。以次氯酸钠作为消毒剂有消毒效果好，消毒副产物少，可以避光存放等诸多优点。因此，以次氯酸钠作为氯源的加氯消毒系统应根据二次供水系统运行的特点控制好加氯量，同时结合次氯酸钠衰减的规律调整加药量。此外，由于二次供水处于靠近用户的供水系统末端，水中余氯浓度要求稳定地控制在合理范围内。2.1系统概要设计2.1.1二次供水系统运行特点为提高系统供水的安全性，一般在二次供水处设置一个转输水箱，同时该水箱也成为二次污染的高发地。因此，分析水箱运行的模式并结合其运行的特点，从二次污染的根源上解决末端水质问题，为二次供水反馈加氯系统的设计提供理论依据。如图2.1所示，水箱作为二次供水系统的一个重要组成部分，将市政管网与二次供水系统连接在一起。水箱主要起到储水的作用，储存一定量的水避免了在用水高峰时间段供水量不足等问题。水箱的进水通常由一组水力浮球阀（一用一备）进行控制，该阀具有自动控制水箱补水的作用。图2.1二次供水设施简图图2.2所示为常见的水力浮球阀断面图，其工作过程可以概括为以下两点：当水面下降后低于设定水位时，活塞上腔室内压力降低，活塞上下形成压差导致阀瓣被打开进行补水；当水面上升至预设水位附近时，活塞上腔室内压力逐渐增大致使阀瓣慢慢封闭减少进水。
西安建筑科技大学硕士学位论文12图2.2水力浮球阀断面图由浮球阀控制水箱进水的二次供水系统具有以下特点：（1）水箱内的水停留时间较长。水箱内的水位低于预设值时立即补水，在市政管网不缺水的情况下水箱始终处于“满状态”。（2）水箱内存在多处死水区域。以常见的水箱（水箱内无导流板）为例，水箱内一直处于满水状态，导致水箱的底部及边角处水流动缓慢，甚至不流动容易形成死水区。（3）水箱进行补水时流量不断变化。浮球与设定水位的相对位置大小决定了阀门的开度，即阀门开启的大校（4）水箱进水可以近似地反映出水箱出水情况。在市政管网水量充足的情况下，水箱出水端的流量近似等于水箱的进水流量。2.1.2次氯酸钠衰减规律探究次氯酸钠的水溶液是一种带刺激性气味的浅黄色液体。高浓度的次氯酸钠溶液稳定性较差，在高温、光照的环境下分解速率加快，导致有效氯降低。因此，目前大多采用现场制备次氯酸钠，但是在此过程中会有危险性气体的产生。而次氯酸钠溶液则更适用于“无人值守”的二次供水泵房消毒使用，因此对次氯酸钠溶液的衰减规律进行深一步地探究显得尤为重要。此外，作为饮用水消毒所使用的次氯酸钠溶液应符合《次氯酸钠》（GB19106-2013）中关于有效氯、游离碱等相关规定。有研究表明，含碱量、有效氯、储存环境均对次氯酸钠的稳定性有明显的影响。次氯酸钠分解可分为以下几个过程：NaClO+H2O可逆NaOH+HClO(2-1)2HClO光、热→2HCl+O2↑(2-2)
【参考文献】：
期刊论文
[1]折点加氯法在卤水预处理中的应用[J]. 徐向平,慕毅,高世军,杨莉. 氯碱工业. 2019(09)
[2]如何喝上“放心水”? 加强从水源到水龙头全程监管[J]. 孟伟,王晓琳,张宝山. 中国人大. 2019(17)
[3]基于散射法及透射法的浊度检测系统设计[J]. 綦声波,尹保安,于敬东. 机电工程. 2019(08)
[4]基于Arduino的可见光浊度检测创新实验设计[J]. 许金,李姮,叶懋,白雁力. 实验技术与管理. 2019(08)
[5]二次供水设施和管理对饮用水水质影响[J]. 黄涛. 中国住宅设施. 2019(07)
[6]城镇供水水质投诉原因分析及处理对策[J]. 罗思胜,钟永光,陈志浩,黄健嫦. 城镇供水. 2019(04)
[7]国内龙头水直接生饮面对的问题与对策[J]. 解跃峰,王全勇,王小(亻毛),张金松. 给水排水. 2019(07)
[8]城市供水管网二次污染的原因分析及对策[J]. 王皖琼. 智能城市. 2019(12)
[9]上海二次供水智能管理应用与实践[J]. 刘辛悦,杨坤,张薇薇,张欣,王幸呈,张新宇. 净水技术. 2019(S1)
[10]低浓度二氧化氯消毒研究现状[J]. 王妍彦,张流波. 中国消毒学杂志. 2019(02)
博士论文
[1]饮用水紫外线消毒生物安全性研究[D]. 孙文俊.清华大学 2010
硕士论文
[1]N新区供水管网水质分析与改善方案研究[D]. 李戴伟.哈尔滨工业大学 2017
[2]美国1974年《安全饮用水法》研究[D]. 刘敏欣.辽宁大学 2017
[3]杭州市二次供水系统存在的问题与解决措施[D]. 谢忠勋.浙江工业大学 2017
[4]影响二次供水水质的因素及提升水质的方法研究[D]. 孔德宇.天津大学 2016
[5]基于PLC的变频恒压供水系统的研究与设计[D]. 宋晗.山东大学 2014
[6]基于模糊神经网络的自来水余氯控制[D]. 卢伯澎.华南理工大学 2012
[7]PLC工控系统设计及其在自来水控制中的应用[D]. 黄建春.湖南大学 2005
[8]模糊控制在自来水加氯系统中的应用研究[D]. 凡毅.四川大学 2004
本文编号：2996319
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