第六章 給水排水設備及過程檢測和控制

1、給排水科學與工程概論第六章 給水排水設備及過程檢測和控制 水工藝設備：以水質(zhì)為核心的水工藝與工程重要組成部分，是保證水質(zhì)，提高水處理效率、降低制水成本的關鍵61 概述一、給水排水工藝設備通用設備：其他行業(yè)也應用的，泵、閥等 （化工、石油）專用設備：完成某項特定工藝的 （攔污、軟化、曝氣等）一體化設備：完成整個水工藝過程的 （通用設備、專用設備、儀器儀表）給水排水設備分類 閥類：閘門，閥門，蝶閥，球閥，止回閥等泵類：清水泵，污水泵，螺桿泵， 計量泵等風機類：鼓風機，壓縮機物化處理設備:攔污，除砂，攪拌，投藥等生化處理設備專用設備一體化凈水設備一體化污水處理設備一體化設備通用設備 為了使工藝系統(tǒng)安

2、全可靠地、高質(zhì)量和高效率地運行，操作管理人員必須掌握各個工藝單元過程的進出水量，水質(zhì)變化信息，設備的運行信息等，工藝單元安裝的現(xiàn)代化的檢測儀表。二、給水排水工藝過程檢測和控制水質(zhì)檢測，水工藝參數(shù)檢測，水工藝運行參數(shù)檢測三、給水排水設備現(xiàn)狀我國現(xiàn)狀：傳統(tǒng)的給排水已從土木型 設備型 ，而長期的計劃經(jīng)濟體制下，使得我國技術發(fā)展緩慢，在儀器儀表材料上與國外差距較大，目前大多是引進國外產(chǎn)品或仿造，自主研發(fā)薄弱。要求：隨著水工藝與工程的發(fā)展，隨著人們對用水要求的不斷提高和污染日益嚴重，對水工藝設備的研究和開發(fā)成為當前水工藝的重點，發(fā)展方向是將高新技術滲入到水工藝設備的制造和運轉(zhuǎn)中，實現(xiàn)自動化控制。（自動沖

3、洗、遙測遙控、數(shù)據(jù)處理、自錄故障）1水工業(yè)設備化、集成化和自動化的發(fā)展將是21世紀水工業(yè)工程技術重點。 給水排水工程技術人員不熟悉自動化監(jiān)控儀表和控制技術，不懂得如何使用、管理這些設備，更談不上研究開發(fā)設備；而機電自動化工程技術人員不懂得給水排水專業(yè)的工藝。缺乏兩部分專業(yè)技術人員的“接口”與交叉。給水排水設備發(fā)展62 給水排水設備6.2.1 給水排水通用設備指除水工藝外其他行業(yè)也應用的設備，是采用標準化和系列化的設備，如泵類，閥門，風機等。標準化、系列化水泵最為常見閥門潛水泵電機臥式離心泵給水排水常見通用設備分類表序號分類常見設備1水泵2空氣壓縮機3起重設備4計量設備5減速機械設備6閘門及啟閉

4、機7閥門及驅(qū)動裝置8水錘消除設備指承擔水工藝與工程中某一特定任務的設備，如攔污設備，軟化設備等6.2.2 給水排水專用設備物化處理設備生化處理設備給水排水常見專用設備分類表序號類別常用設備1攔污設備2除污、排泥、排砂3污泥濃縮脫水設備4攪拌設備5曝氣設備6氣浮設備7離心分離設備8生物轉(zhuǎn)盤9過濾設備10膜分離設備11投藥設備12消毒設備1攔污機械設備 機械格柵、水力篩網(wǎng)2排泥、排砂設備 吸泥機、刮泥機3撇油、撇渣設備 桁車式、回轉(zhuǎn)式刮油機離心脫水機真空吸濾機板框壓濾機4污泥濃縮脫水設備 污泥壓濾機 5攪拌設備用于藥劑溶解和溶液混合（混凝、絮凝）管道靜態(tài)混合器澄清池攪拌機攪拌器攪拌設備2022/1

5、0/1321 6氣浮設備 微孔布氣水泵吸水管吸氣射流葉輪壓力溶氣水加壓至0.30.4MPa并溶入空氣，常壓下再釋放電解氣浮陰陽極直接電解廢水溶氣氣浮設備電解氣浮設備射流氣浮設備 7投藥設備 濕投：（溶藥罐、攪拌系統(tǒng)、計量泵）投助凝、絮凝劑 水射器投藥設備 泵前重力投加干投：（電機驅(qū)動螺旋桿定量投）投加干粉化學品，如活性炭、碳粉螺旋桿給粉器 投藥設備2022/10/1324 8消毒設備 轉(zhuǎn)子真空加氯機臭氧發(fā)生器干燥空氣高壓電作用下ClO發(fā)生器電解法、化學法紫外線殺菌燈靜電殺菌消毒設備微電解消毒器 轉(zhuǎn)子流量計轉(zhuǎn)子真空加氯機ClO發(fā)生器消毒設備2022/10/1326 9過濾設備壓力過濾器、纖維過濾

6、器、滾筒式過濾器 濾料是將纖維絲做成多種形狀有效提高了過濾效果和過濾精度，一般作為中等精度過濾用。 纖維過濾器10離子交換設備 11膜處理設備電滲析、反滲透、納濾、超濾、微濾 電滲析設備反滲透設備超濾裝置螺卷式膜分離裝置膜處理設備2022/10/133012曝氣設備 鼓風曝氣（微孔曝氣器-陶粒粗瓷在高溫下燒結(jié)成板管、穿孔管35mm）機械曝氣（葉輪、轉(zhuǎn)刷）風機 13生物轉(zhuǎn)盤6.2.3 給水排水一體化設備一、 小型一體化凈水設備 絮凝沉淀或澄清過濾 合理組合于同一設備中 加藥 消毒一體化設備：指完成整個水工藝過程的設備，它往往是工藝技術、通用設備、專業(yè)設備、控制設備高度集成。2022/10/133

7、6二 、小型一體化污水處理設備1壓力式一體化污水生物處理裝置 鋼制容器2間歇式一體化污水生物處理裝置 SBR工藝3地埋式一體化污水生物處理裝置 懸浮型生物填料 小型一體化污水處理設備壓力式污水生物處理裝置調(diào)節(jié)池初沉池二沉池接觸氧化池消毒池好氧污泥消化池回流污泥二氧化氯發(fā)生器消毒劑排水間歇式生物處理裝置SBR反應器曝氣器潷水器進水出水排泥地埋式一體化污水生物處理裝置 水質(zhì)檢測目的：就是水處理工藝過程的控制提供依據(jù)，并保證處理后的水質(zhì)達到預期的要求和規(guī)定的水質(zhì)標準，掌握水處理設備的運行狀況。6.3 給水排水水質(zhì)檢測水質(zhì)檢測結(jié)果應用：6.3.1 水質(zhì)檢測項目水質(zhì)檢測項目飲用水水質(zhì)檢測項目（GB574

8、9-85)規(guī)定了35項2005年實施的新標準（GB5749-2006）增加為106項6.3.2 水質(zhì)檢測方法化學分析法化學滴定法（標準溶液+指示劑）酸堿滴定法沉淀滴定法 Cl- Br - CN- Ag+絡合滴定法 Ca2+ Mg2+ Fe2+ Al3+氧化還原滴定法 DO COD BOD 余氯重量分析法氣化法 揮發(fā)性物質(zhì)沉淀法 Ba2+電解法 Cu2+在電極上析出萃取法 CCE 稀有元素分成三大類： 化學分析法 、 儀器分析法 、 細菌檢測 儀器分析法光學分析法比色法 （目視/光電比色） 色度吸收光譜法（分光光度法）Fe2+ 濁度 酚 氨氮發(fā)射光譜法 電能激發(fā)測水中Cu2+ Pb2+ Zn2+

9、火焰光度法 火焰激發(fā)測Ca2+ Mg2+ Na+ K+ 熒光分析法 測物質(zhì)熒光強度來確定濃度 Hg+原子吸收光譜法 用不同元素燈做光源 70余種比濁法（目視/儀器比濁）SO42-常量檢測電化學分析法電位分析法 測電極電位來確定含量 酸堿度電導分析法 測電導率分析水中離子濃度 庫侖分析法 基于法拉弟電解定律極譜分析法 利用滴汞電極進行電解分析色譜分析法氣相色譜法GC 利用氣體吹脫 吸附能力的不同液相色譜法LC 分子量大小不同滲透程度不同離子色譜法IC 離子交換樹脂上交換勢不同色譜聯(lián)用法氣相色譜/質(zhì)譜法 定量+定性液相色譜/質(zhì)譜法 分子量分布曲線/絕對分子量氣相色譜/核磁共振法 比較特定的核磁共振

10、能譜 細菌檢測細菌總數(shù)測定1ml水樣370C培養(yǎng) 24h或48h大腸桿菌測定發(fā)酵法 能產(chǎn)酸產(chǎn)氣 革蘭氏陰性菌濾膜法 真空吸濾機 0.45m孔徑 其中： 色譜分析法與吸收光譜法一起并稱為水質(zhì)檢測的2項支撐技術。化學分析法簡便易行，價格低廉，但對微量物質(zhì)難以檢測儀器分析法靈敏度高，檢測范圍廣，但價格較貴，色譜/質(zhì)譜法（GC-MS)通過質(zhì)譜給物質(zhì)定性，通過色譜給物質(zhì)定量，將系統(tǒng)與計算機聯(lián)用，可以較準確地確定被檢測物質(zhì)細菌分析法：目前還是以傳統(tǒng)的營養(yǎng)基培養(yǎng)為主，儀器分析手段落后水質(zhì)檢測帶有滯后性，不能適時的反映運行情況水質(zhì)參數(shù)的自動監(jiān)控（在線監(jiān)控）從最初的流量發(fā)展到今天氨氮、pH、濁度、余氯、TOC等等在線監(jiān)控6.4 給水排水工藝過程檢測和控制目的：為保證水工藝過程運行正常，為操作管理提供依據(jù)。1）主要水力特性參數(shù)檢測流量明渠：三角堰、寬頂堰、文丘里計量堰等 管道：水表、超聲波流量計、電磁流量計、 壓差式流量計、轉(zhuǎn)子流量計。文丘里流量計電磁流量計轉(zhuǎn)子流量計6.4.1 給水排水系統(tǒng)過程檢測 流速超聲波測速儀、畢托測速水壓壓力表水位浮球閥、浮球開關等無控制自動化水位開關、水位變送器。2）氣體特性參數(shù)氣體流量、氣壓3）其他工藝參數(shù)沉泥池泥面、絮凝效果監(jiān)測，沼氣產(chǎn)率、濾料積泥量、污泥齡、回流比畢托