高錳酸鉀投加系統(tǒng)設計建設過程中的經(jīng)驗之談

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上高錳酸鹽投加系統(tǒng)設計及建造過程中的經(jīng)驗之談 黃杰 義烏市自來水有限公司 摘要：本文筆者作為建設辦成員在參與上溪自來水廠高錳酸鉀系統(tǒng)設計及建造過程中，發(fā)現(xiàn)一些容易被忽視的細節(jié)及問題，并給出了相應的解決方法，同時詳細介紹了本水廠選用一套完整的全自動運行設備選型的經(jīng)驗。關鍵詞：高錳酸鉀 設備選型 經(jīng)驗方法 1、 前言義烏市上溪水廠是義烏市自來水公司發(fā)展城鄉(xiāng)供水一體化工程中所建設的第一座鄉(xiāng)鎮(zhèn)水廠，整個設計按照浙江省現(xiàn)代化水廠為標準，一期凈水規(guī)模5萬噸/天，遠期為10萬噸/天，供上溪鎮(zhèn)及周邊20多萬人飲用。上溪水廠使用水源來自附近一座近2700萬方的水庫，周圍村落較多，使得水庫

2、的水質(zhì)變化較大，特別是錳含量變化快而且大，藻類也會隨季節(jié)少量爆發(fā)，在少雨時節(jié)情況會變得更加復雜和糟糕，造成出水水質(zhì)不達標，適量投加高錳酸鉀可以很好的解決這些問題。 因此在水廠建設初期，水廠建設辦對水庫水質(zhì)進行了很多年的調(diào)研，并對水庫周圍未來的環(huán)境變化作了一些預測，做了相應的對策。在綜合公司前輩及浙江水協(xié)專家寶貴意見的基礎上，上溪水廠上了這一套高錳酸鉀自動投加系統(tǒng)，經(jīng)使用發(fā)現(xiàn)效果較好。本文重點介紹了系統(tǒng)組成及選型，并總結了此系統(tǒng)在設計和建造過程中容易忽視的問題。2、高錳酸鉀投加系統(tǒng)組成及選型2.1、系統(tǒng)組成如圖所示：高錳酸鉀投加系統(tǒng)：設備由上料系統(tǒng)、制備水系統(tǒng)、溶解儲存系統(tǒng)、投加系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組

3、成：系統(tǒng)的運行流程：上料系統(tǒng)采用真空吸料。真空吸料應與料斗分體式，內(nèi)置干燥濾布，粉劑料倉應配有高低位視鏡，還應包括料位開關，通過控制面板的報警燈實現(xiàn)粉末的監(jiān)控。粉劑制備時，采用計量精確的多螺旋給料機和射流混合器，使粉劑預先濕潤，以避免結團成塊，并以精確的藥量進入配有攪拌器的不銹鋼熟化罐中，制成的高錳酸鹽溶液，然后自動排入儲存罐，通過加藥泵送入投加點。2.2、各組成部分介紹及選型以下介紹和選型配置以凈水規(guī)模5萬噸/天為準。a、上料系統(tǒng)上料系統(tǒng)由螺旋給料機、真空吸料器、料倉及料斗、料位計、加熱器等組成。a-1) 螺旋給料機：給料機由機身、進料口、出料口、螺旋、觀察口及驅(qū)動系統(tǒng)組成。可根據(jù)水流量的變

4、化，變頻控制，自動調(diào)節(jié)干粉的投加量。材質(zhì)：不銹鋼AISI316，因為給料機的精度對制藥濃度有很大的影響，這里我們選用瑞典TOMAL制造的多螺旋給料機（不少于5螺旋形式），特點是精度高±12% （恒定體積重量情況下），可自潔，具有線性排放曲線。注意要在出口設自動閘門防止?jié)駳馇秩敕勰?。a-2)真空吸料器：可以直接從包裝袋中吸入粉末，防止灰塵進入機器。檢測料倉中的物料，當儲料箱中的料位低時，自動吸料器啟動，將地面的粉料吸到設備上面的儲料箱中。當儲料箱料位達到高料位時，真空吸料器自動停機。當?shù)孛娴牧蟼}/料袋沒有物料的時候，真空吸料器也可以檢測到，然后停機報警。應要求吸料器與料倉分體式安裝，含

5、粉塵清灰收集盤。吸料能力：10-15kg粉末/分鐘。這里特別要強調(diào)吸料機與料粉接觸部分為不銹鋼AISI316。a-3) 料倉及料斗：料倉：用于儲存粉料，可以通過高低位視鏡檢查料斗內(nèi)情況，位視鏡應方便清潔。料倉和料斗的材料應選擇不銹鋼AISI316。a-4) 料位計：檢測料斗中的干粉的物量，控制干粉機和卸包機的螺旋給料電機啟停及空料位報警。a5）加熱器：防潮，防止干粉結塊。b、制備水系統(tǒng)制備水系統(tǒng)由截止閥、壓力調(diào)節(jié)閥、電磁閥、電磁流量計和相關的管路及閥門組成。b-1)壓力調(diào)節(jié)閥：帶壓力計，可調(diào)節(jié)進水的壓力。最大調(diào)壓能力不小于6bar。此閥門對穩(wěn)定進水壓力有幫助，這樣以計算出較精確的進水量，幫助螺

6、旋給料機以更精確比例進行配比。b-2)電磁閥：受系統(tǒng)控制，自動向溶藥系統(tǒng)內(nèi)加水或停水。需選擇優(yōu)質(zhì)品牌，耐用一些。b-3)電磁流量計：電磁流量計，檢測管路中的水流量，配合給料機上料，輔助提高制備溶液濃度精度。選型盡量選擇一體式的，安裝簡單，精度更高，且節(jié)省空間。b-4）相關管路及閥門：注水控件材料為黃銅；其它材料UPVC。c、制備儲存系統(tǒng)制備儲存系統(tǒng)由噴射混合器、組合箱體、攪拌器和壓力計等組成。 c-1）噴射混合器：噴射混合器，含防塵蓋，材質(zhì)為不銹鋼AISI316，使粉劑充分溶解。高性能混合器，將藥劑和溶解水在溶解槽內(nèi)預混合后加入制備箱制備。c-2) 組合箱體：選2個不銹鋼AISI316材質(zhì)的箱

7、體，分別為制備和儲存兩段，為上下結構，錯位布置，對箱體還應要求箱底面向放空閥方向做適當傾角，當制備箱的溶液制備完成后，利用重力流通過自動放空閥就可向儲液箱注入溶液。至于箱體材料選擇，我們了解到有一些成型系統(tǒng)采用AISI304材質(zhì)做外箱體，內(nèi)面用防腐材料做襯，效果也不錯。另組合箱體上預留倒料口，當給料設備故障時，可從倒料口人工投加。c-3) 攪拌器：一個螺旋蝸輪馬達驅(qū)動的攪拌器攪拌器，位于制備箱，攪拌器的葉片和軸的材質(zhì)均為不銹鋼AISI316，法蘭聯(lián)軸器材質(zhì)為不銹鋼AISI304，安裝底板材質(zhì)為碳鋼Q235B,機架材質(zhì)為45#鋼。配套自有品牌減速機，輸出轉(zhuǎn)速150RPM，物流流向為順時針。c-4

8、) 壓力計：通過壓力計顯示值來表現(xiàn)液位的高低，既可以增加箱體的密封度，又減少粉劑及溶液對計量精度的干擾。也可用雷達類型的液位計，但其價格較壓力計更高，而且精度也偏低。d、投加系統(tǒng)d-1)投加泵：采用機械雙隔膜計量泵，泵體非金屬，耐腐蝕。其他附配件可根據(jù)需要配置。d-2)電磁流量計：檢測管路中的溶液流量，精確控制計量投加量，也分體式安裝，由于高錳酸鉀溶液具有強氧化腐蝕性，電極材料要選用鉑，內(nèi)襯材料本工程選用改性聚四氟乙烯(PFA)，選用橡膠內(nèi)襯也可以。d3）管路及閥門： 閥門：電動球閥（可手動開關）與手動球閥配套，配套的主要為進行全自動投加控制做硬件準備，材料選UPVC。e、控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)全部

9、在控制柜內(nèi)集成。系統(tǒng)總屏蔽、抗電磁干擾符合IEC801/VDE0843和國家GB中屏蔽、抗輻射有關技術要求?？刂乒癜üδ軉卧⒖刂票Ｗo等設備，對每個裝置留有適當?shù)目臻g便于接線和維修?？刂乒駜?nèi)的控制系統(tǒng)應與水廠現(xiàn)運行pLC系統(tǒng)配套。3、經(jīng)驗之談3.1、目標設定 為更有效的使用高錳酸鉀，我們要確定一個主要目的，上溪水廠主要是除二價錳鐵，藻類其次，由此，為滿足高錳酸鉀參與多種反應的用量，設計的最大投加量設定在2mg/l，若只是除色或除錳鐵，則相應的最大投加量設定要降低，不過整體來講，各個水廠設計時都會設定比較大的余量。例如：按目前供水規(guī)模5萬噸/天，設計投加量最大2mg/L；每天最大的高錳酸鹽需要

10、量：50Km3/d×2Kg/Km3=100kg/d；工作時間:按24小時/天計算，則每小時的能力為：100Kg/d¸24=4.17Kg/h溶液濃度范圍：1%4%，取濃度1%，則即溶液最大投加量為：4.17kg/h÷1%=417L/h。這時我們要注意的就是投加流量計的選型，為保證測量精度，流量計對流速有最低要求，一般不低于1M/S，經(jīng)平衡測試，我們高錳酸鉀溶液的濃度選取范圍縮小到1%2%，流速最低要求設在417L/H*1/3=140L/H處，這樣可以保證計量精度的情況下，靈活的設定投加量。3.2、 投加點的選擇 高錳酸鉀參加除二價錳鐵或除藻類都需要一段反應時間，并且

11、高錳酸鉀與活性炭和氯氣都會發(fā)生反應，特別活性炭會還原高錳酸鉀，所以有投加活性炭的水廠，有條件的可以盡量在原水管道前端投加，條件不足的為避免高錳酸鉀的內(nèi)耗，采用在濾池之前多設幾個活性炭可投加點，通過對應調(diào)試可以取得較理想效果。3.3、 附配件的選擇3.3.1、噴射混合器需要一定的壓力水來帶動，若水路的壓力偏低，還需要考慮增加增壓泵，有些水廠本身服務水路的壓力夠用，但該水路還連接其他用水設備，一樣也要需要考慮。3.3.2、加熱器的選擇，在一些兄弟水司，我們發(fā)現(xiàn)由于加熱器未設計或型號選擇不當而影響水廠的運行效果，加重維修負擔等情況。大家需要給予足夠的重要，要選優(yōu)質(zhì)的品牌，合適的型號。3.3.3、制備

12、水系統(tǒng)中的電磁閥，在國外屬于標配，在國內(nèi)很多地方被改為電動閥，筆者認為這是關于精度和使用取舍的考慮，電磁閥反應快，電動閥更耐用?？梢愿鶕?jù)水廠自身需要來選擇。3.3.4、設備外表面要求，這對設備運行壽命也很重要，很多時候是在設備到場時才發(fā)現(xiàn)少了這一環(huán)節(jié)，或要求達不到。以下參數(shù)供參考：所有碳鋼材質(zhì)表面均需多層防腐處理. 2層50µm環(huán)氧底漆，外涂2層同一顏色100µm丙烯酸表面處理。其中料倉內(nèi)外表面需噴砂除銹至SA2 1/2后再進行底漆及面漆處理, 所有與物料接觸部分油漆需采用食品級。不銹鋼表面噴砂處理。3.3.5、需要人性化的配置，盡管水廠控制系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)高度自動化，甚至無人化，但人力管理還是最重要的，事實是很多設計缺乏人性化，為了讓運行人員更方便的工作，也在施工中可以彌補不足，但最好是集思廣益，能把工作做到前面。比方說控制箱的高度，位置放置在朝外開闊處；投加設備高度做到一米以上；制作一個帶密封蓋的上料桶，并配置搬運叉車，既防塵又方便搬運等等都是很好的想法。4、結語 為滿足出廠水質(zhì)全面符合生活飲用水衛(wèi)生標準106項，