水净化系统十篇
时间：2023-03-29 08:12:25
水净化系统篇1
[关键词]反洗；煤水净化器；滤料
该公司含煤废水处理系统原有高效煤水净化器2台，规格为Φ3200，处理水量为2×50吨/小时，设备的本体采用Q235A钢。内部装有沉淀斜板和纤维球滤料。该高效煤水净化器存在以下不足：一是出水质量比较差，当单台处理水量达到50m3/h时，设备出水水质超标；二是滤料承托层损坏；三是反洗系统存在问题，设备反洗效果不佳。
1含煤废水改造后工艺流程
由于目前的单台设备无法满足50m3/h的处理水量，并且处理水质达不到排放和回用的要求。因此，对煤水净化器内部进行改造，更换斜板和选用悬浮滤料替换纤维球滤料；在现有高效煤水净化器后面再加一套重力式无阀滤池处理系统GWF-260，确保工艺说明：含煤废水经过提升泵进入管式混合器与混凝剂、助凝剂混合后进入高效煤水净化器，在高效煤水净化器中经过反应、沉淀、过滤后进入重力式无阀滤池，无阀滤池的出水进入复用水池以便回用。高效煤水净化器的反洗水使用复用水池的水，反洗排水通过管道排回煤水沉淀池入口。无阀滤池的反洗排水排入煤水沉淀池入口。
2煤水净化器内部改造
2.1斜管填料更换
斜管填料经过两年多的运行已经出现坍塌破坏，因此将斜管填料全部更换。(蜂窝填料参数：材质：PVC管径：60mm斜管长度：1000mm；数量：20mm2)。
2.2滤料的更换
滤料更换成EPS发泡塑料滤珠。当原水经过这种泡沫塑料颗粒过滤层过滤后，出水浊度可降低到5mg/L可以把水质净化中的混凝、清和过滤三道工序在一个容器内完成。机构强度高，密度大约在100~300kg/m3之间，孔隙率50%。泡沫滤珠其本身具有重量轻、比表面积大、吸附能力强、不破碎、孔隙率高、滤速快、脱污能力强、滤料均匀、使用寿命长等优点。滤料参数：规格：0.8~2.0mm，数量：4m3，滤层高度：800mm(滤珠技术指标如表1)。
2.3反洗排水装置
反洗排水装置整体下移到滤料承托层下面，处于设备标高6.06米处，保证反洗时滤料不会流失。
2.4外部管阀系统
(1)由于目前高效煤水净化器的反洗进水管没有装有单独的阀门，造成2台设备没法单独反洗。因此把原反洗水泵出口的电动阀后移到每台煤水净化器反洗进水入口处。(2)每台高效煤水净化器的本体上增加4个取样装置，检测不同阶段的水处理效果。(3)增加一条Φ219出水管线，从煤水净化器出水母管到无阀滤池进水分配箱。为减少沿程阻力，该管道中心标高为0.3m。
2.5无阀滤池
煤水净化器出水靠自流进入无阀滤池的进水分配箱，水经过分配后进入无阀滤池，无阀滤池出水进入复用水池，无阀滤池的反洗及运行完全自动进行。无阀滤池设置两台，处理水量为2×50m3/h。
2.6自动控制系统
含煤废水处理系统采用PLC自动控制，根据平流沉淀池的液位控制煤水净化器的启停。液位达到高液位时，启动煤水提升泵、加药系统和煤水净化器；液位达到底液位时，停止运行煤水提升泵、加药系统和煤水净化器。无阀滤池的运行靠本身的情况单独控制，无阀滤池的出水口装有在线浊度仪，监督和记录出水浊度。根据运行时间和浊度，确定煤水净化器的反洗。
3结论
该公司改造后其含煤废水经过高效煤水净化器等一系列工艺处理后，其排放废水符合相关排放标准并进行回用，运行稳定，高效反洗效果明显。
参考文献
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水净化系统篇2
【关键词】定冷水；铜含量；pH；电导率
0 前言
对于采用“水-氢-氢”冷却方式的发电机，为了减缓绕组铜线棒的腐蚀，避免腐蚀沉积，国内外采取了一系列方式对发电机内冷水水质进行调节，包括：添加铜缓蚀剂法、添加碱化剂法、小混床处理法、频繁换水法等。但这些方式均有各自的技术缺陷。有的水质调节效果不佳，有的操作困难，运行维护工作量大等。这些方法都不能简单方便的控制好定冷水的电导率、pH及定冷水中铜含量达到标准要求。针对此现象，我厂对发电机定冷水系统水质进行了净化处理后，各项指标达到了国家标准要求。
1 定冷水pH值对铜腐蚀的影响
水的pH值是影响铜腐蚀的关键因素之一。根据Cu-H2O体系的电位-pH平衡图（25℃），当水的pH值小于6.95时，是铜的腐蚀区，金属铜表面的CuO保护膜会溶解成Cu2+[2]，在富有一定溶解氧的条件下铜的腐蚀会急剧增加；当水的pH值处于7～10的范围时，属于铜的稳定区，铜表面的保护膜稳定存在，铜几乎不被腐蚀；工业上对发电机定冷水的pH值规定为7～9，以确保铜导线处于稳定和较安全的状态[3]。水的pH值对铜腐蚀的影响如图1所示。从图1可以看出，当定冷水的pH值小于7或大于9时，铜的腐蚀会非常严重。[1]
图1 水的pH值对铜腐蚀的影响
2 定冷水pH的控制
改造前定冷水系统为除盐水补水，定冷水的pH值低于7，电导率在0.6～0.8μS/cm，铜含量在15～30μg/L，高于标准DL/T801-2010的要求。
由于100%凝结水处理的系统，给水中加入了氨，在这种情况下，给水的电导率、PH、加氨量之间有一定的数学关系；一般来说，电导率是一个有把握和比较容易测量的数据，因此我们只要测量出一个正确的电导率数据，根据pH=8.57+lgDD来控制pH值。[2]
3 定冷水改造设计
通过调节补水电导率，使进入发电机定子线圈冷却水的pH达到最佳的防腐范围，发电机的定冷水箱与凝汽器之间设有中间水箱，定冷水箱溢流水回至凝汽器。
利用一路凝结水通过电动调节门控制，另一路引入除盐水，两路水混合，通过混合后水的电导率控制电动调节门的开度来控制定冷水补水的电导率，以达到控制补入定冷水箱水的pH值。系统改造见图2。
图2 定冷水补水改造图
4 补水与定冷水电导率
根据标准DL/T 801-2010[3]，补水电导率控制范围0.5～1.5μs/cm，相应的pH值为8.27～8.75，下面是2012年8月19日监测数据，表1。
表1 补水电导率与定冷水箱电导率
根据监测得到的数据，补水电导率与定冷水箱pH值都在8.5左右，电导率都在0.5～1.5μS/cm范围内，补水电导率控制在0.8～1.0 μS/cm，能够使定冷水获得较佳的稳定水质。
5 改造后铜含量的变化
定冷水系统补水改造后，控制好定冷水箱的pH值在8.5左右，处于处于7～10的范围时，属于铜的稳定区，铜表面的保护膜稳定存在。改造前后定冷水中铜含量如表2所示。[4]
表2 改造前后定冷水铜含量的比较
6 结论
定冷水系统经过改造以后，水质达到标准DL/T 801-2010的要求，且离子交换器退出运行，定冷水中的铜含量低于10μg/L，远小于标准要求的20μg/L，降低了定冷水对发电机铜线棒的腐蚀，提高了发电机的运行寿命。目前#1机发电机定冷水系统水质合格稳定，机组运行可靠。（下转第121页）
【参考文献】
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水净化系统篇3
系统硬度、碱度两年的变化比较稳定2008年，TH的年均值较高，为19.13mmol/L，变化也较大（CV：47.46%），且净化系统的年均值稍大于养殖区域；2009年，年均值则降低至11.94mmol/L，全系统变化较为稳定（CV：7.11%）。2008年的Alk全年变化（CV：18.46%）比2009年（CV：10.03%）稍大，两年的年均值相差不大。人工净化系统对无机营养盐吸收明显2008年，净化体系PO4-P的吸收效果不明显（图2），其年均值的平均值5.98μmol/L高于养殖池5.44倍。2009年，人工净化体系对PO4-P的吸收作用明显，其年均值经生物净化水渠后的含量仅为养殖池塘的50.17%，净化体系年均值的平均值为9.55μmol/L，比养殖池低122%。系统2个监测年份的变化均较高：2008年，CV为70.45%；2009年，CV为97.43%。两年的净化体系对NH4-N均有净化吸收作用（图3）。养殖系统的最低值均位于净化体系的沉淀储水池，但2009年比2008年更明显：2008年净化体系的年均值为57.54μmol/L，比养殖池高1.35倍；2009年净化体系的年均值为39.81μmol/L，比养殖池低146%。2008年，净化区域的分解占主导地位；2009年，则呈现较强的吸收优势。2009年，净化系统对NO3-N、NO2-N有明显的吸收作用（图4、图5），尤其经过生物净化输水渠的总进水口（3#）后，分别是养殖池塘（1#）的2.51倍、5.64倍。而2008年净化系统的吸收很弱，净化系统的均值比养殖池分别高出4.37倍、2.55倍。2009年，人工生物净化体系中的植物呈现出强劲的吸收优势。图42008、2009年NO3-N年均值的变化图52008、2009年NO2-N年均值的变化2.3人工净化系统控藻效果显著从浮游植物总量看，2009年与2008年的变化呈反相变化特征（图6）。2009年的净化体系对其有明显的控制作用，尤其是生物净化输水渠。两年的极值均出现在净化体系和养殖池：2009年，极大值出现在养殖池（1#），极小值出现在总进水口（3#）；2008年，极大值出现在净化输水渠（2#～3#），极小值出现在养殖池（1#）。2008年净化系统年均值的平均值为226.399mg/L，比养殖池塘高12.77倍；而2009年为57.83mg/L，比养殖池塘低477%。2009年的人工生物净化体系控藻效果显著。图62008、2009年浮游植物总量年均值的变化2.4人工净化系统有效控制养殖水体富营养化2008年，只通过沉淀储水池的鲢、鳙鱼从养殖水体中提出营养物质；2009年，除鲢鳙鱼提出营养物质外，40m2水蕹菜提出N0.2088kg、P0.2673kg、K0.0225kg；褶纹冠蚌提出17.5kg贝重的营养物质（未计培植的芦苇，表2）。这些营养物质从养殖水体中提出，在一定程度上减轻了其富营养化程度。
2008年的TH变异系数较大，是由于该系统的养殖历史造成的。2005年，该系统的养殖品种为南美白对虾，养殖区池塘全部为覆膜结构，且为提高养殖品质而采取了维持水体一定盐度的技术措施。2007年，因养殖结构的调整，覆膜结构及维持盐度的技术措施取消，使Ca、Mg等离子有随循环由净化区向养殖区迁移的趋势。至2008年，总体表征仍为非养殖区域的TH高于养殖区域，也致使本年度TH的CV较大。至2009年，这种交换已使系统趋于均化，则整个体系达较稳定状态，CV减小。系统净化区域接纳养殖区域排出的养殖污水，无机、有机营养物于此处汇集，且有机营养物在此处分解。该区域各项指标的含量数值取决于营养物质的分解、吸收作用的强弱对比。当吸收作用占优势地位，该区域各项指标呈现比养殖区域低；否则，净化区域高于养殖区域。2008年，净化系统呈现出较强的分解作用，而吸收作用较弱，故而PO4-P、NH4-N、NO3-N、NO2-N这几项指标呈现出含量升高的特性。2009年设立系统后，吸收作用加强，沿净化系统几乎成逐级降低的趋势，尤其是PO4-P和NO3-N的含量降低十分明显。养殖用水经过生物净化水渠后，均呈现最低值，分别比排水口均值下降了1.94倍、2.14倍。由于净化系统中的无机营养盐被净化体系吸收以及受植物化感物质的控制[3]等原因，2009年的浮游植物总量年均值明显低于2008年。2008年系统无机营养盐的消耗主要是水体内的浮游生物，虽然此时净化区域的浮游植物总量较高，但并没有显示其使水体各种营养盐含量降低。2009年，由于水生植物的吸收作用，无机营养盐含量明显下降。水生植物中的N、P、K是从水体中吸收的。2009年，水蕹菜在其生长过程中吸收了大量的氮、磷等营养元素，当其从水环境被移出时，吸收的大量氮、磷等营养元素随之被带走，从而减轻了水体的富营养化程度，使水质得到净化。芦苇湿地、水生经济植物释放化感物质，吸收营养盐，抑制藻类生长，并能影响微生物的种群种类和数量及其分布，可促进物质循环，提高系统的净化能力，从而有效地改善水质及控制富营养化程度[4-5]。底栖软体动物、滤食性鱼类将浮游生物、腐屑等有机质滤食、同化，转化成自身物质。经济品种构建的产量，是从养殖水体中提取引起水体富营养化的营养物质。土著微生物，经网基质固化，增加了有益菌群的数量和生物作用面，且微生物代谢途径多样，可利用各种类型的营养物质，加大了水体中的物质循环速率及通量，并且其次生代谢产物对有害微生物亦有控制作用。2009年，人工生物净化体系的建立，使综合控藻效果明显。浮游植物量的高低影响着养殖水环境各因子的变化程度，即浮游植物的光合作用、分解作用整体变化较大，将导致水体中各项指标发生较大的变化，也必然影响养殖生物生存环境的稳定性。藻类量的减少，增加了水质的稳定性。2008年，各项水质指标的CV均高于2009年。2009年，系统Alk、PO4-P、NH4-N、NO3-N、NO2-N、浮游植物总量的CV比2008年分别降低了8.43、26.98、62.33、17.01、0.01、35.55个百分点。因地制宜地构建生物净化系统，利用水生植物的提出水体营养物质、化感物质控藻作用，滤食鱼类、贝类的滤食浮游生物、有机腐屑提取水体中营养物质作用，以及固化微生物分解、控制有害微生物、加快物质循环及通量作用，可形成一套净化、稳定养殖用水的技术，达到养殖用水循环利用，改善生态环境，尽可能获得最大的低碳、经济和生态效益，从而实现池塘养殖业的可持续发展。
本文作者：李建国赵冬艳孙成渤工作单位：天津农学院
水净化系统篇4
关键词：藻丛刷系统；鲨鱼；水质；净化
中图分类号 S91 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2015）11-113-04
Abstract：In order to investigate effects of algal turf scrubber（ATS）on cultivated water purification of ornamental fish，artificial ATS was used to purify cultivated water of Chiloscyllium plagiosum and water quality indicators，including NO3--N，NO2--N，NH4+-N and PO43--P，were measured.The experiment lasted for 60d and water was not renewed.The results showed that contents of NO3--N，NO2--N，NH4+-N and PO43--P were kept in the range of 5.64～9.87mg/L，0.03～0.07mg/L，0.03～0.07mg/L and 1.33～1.78mg/L respectively during the whole experiment.It was indicated that ATS could purify cultivated water of Chiloscyllium plagiosum effectively and maintain stabilization of water quality when shark were cultured with appropriate density and feeding dose.
Key words：Algal turf scrubber；Chiloscyllium plagiosum；Water quality；Purification
随着人们生活水平的提高，观赏水族养殖已成为家庭装饰的新宠。观赏水族养殖在高速、大规模发展的同时也存在着一些问题，养殖用水的污染就是其中之一。由于水族箱体积有限、投饵和交换水困难，易造成N、P等物质的堆积，导致养殖对象生长缓慢，易发疾病，降低了水族箱的观赏性和装饰性。
底栖藻类作为水体中的重要初级生产者，不仅是水生态系统中物质循环和能量流动的基础[1]，也可以通过自身吸收利用、吸附、络合以及与其他生物协同作用调节水生态系统，净化水质[2]。自20世纪50年代开始，研究学者开始关注利用藻类去除水体中N、P来净化水质，已经取得了一定的成果，并且开发出以此为基础的藻丛刷系统（Algal Turf Scrubber，ATS）[3]、底栖藻类-生物膜系统[4]和底栖藻类水产养殖系统[5-6]，已经成功用于畜禽、水产养殖废水的处理与净化中。马沛明等利用浮游藻类处理某造纸厂下游的人工合成污水后指出，底栖藻类对污水TN、TP、NH4+-N和NO3--N的去除率分别达到96%、98%、98%和97%，效果十分明显[7]。将藻丛刷系统引入到观赏鱼养殖的水质净化中，不仅可以有效降低水体N、P的含量，而且可以减少底栖藻类在水族箱缸壁的附着，提高观赏性。
条纹斑竹鲨（Chiloscyllium plagiosum），俗称狗鲨、犬鲨，隶属于软骨动物门，须鲨纲，须鲨科，斑竹鲨属，为暖水性小型鲨鱼，在我国东海和南海均有分布。一般成鱼体重1～1.5kg，最大个体3～3.5kg，体长可达1m左右。该鱼喜栖息于浅海或内湾贝、藻类繁多的环境中，主食软体动物、多毛类、虾蟹及底栖小型鱼类。条纹斑竹鲨不仅具有药用价值[8-9]，而且还是名贵的观赏鱼类，市场价值高，是值得开发的海水鱼养殖新品种。条纹斑竹鲨摄食量大，代谢产物多，易导致养殖水体中N、P累积致使水质恶化，因而在养殖过程中必须加大换水频率和换水量以保证良好的水质。
本研究在天津海昌极地海洋世界模拟潮间带藻类生长条件，创造干湿交替的生长环境自制藻丛刷系统，在不换水的条件下，利用养殖水体中自然附着的底栖藻类去除条纹斑竹鲨养殖过程中产生的N、P营养盐，并定期对水质理化指标进行监测，以确定藻丛刷系统对观赏鱼养殖用水的净化效果，为藻丛刷系统在大型水族箱观赏鱼养殖水质净化中的应用奠定基础。
1 材料与方法
1.1 试验装置 试验装置主要由4部分组成：鲨鱼养殖池（190cm×175cm×75cm）（a）、藻丛刷系统（b）、生化池+暂留池（c）、蛋白分离器（d）（图1）。藻丛刷系统由有机玻璃制成，处理缸（120cm×30cm×50cm）内放入一块聚乙烯筛绢（100cm×37cm）作为底栖藻类附着基质。筛网通过打磨成小刺状，更利于藻类附着，模拟潮间带底栖藻类生长环境，在筛网上方附有流水管，使水流自上而下通过均匀小孔流过藻丛刷筛网面，藻丛刷下方1/5面积浸入水中。然后流回养殖池，与鲨鱼养殖池形成自循环。试验期间用2支日光灯置于藻丛刷处理缸上方提供光照，光照强度控制在2 500lx，光照时间为每天7：00～19：00，光暗比为12h∶12h。同潮间带底栖藻类所获自然光光照周期基本保持。
1.2 试验设计 养殖池内养殖用水体积为3.25t，共养殖37条条纹斑竹鲨，其中大小为50～80cm的条纹斑竹鲨有22条，15～17cm的15条。试验为期60d，每日上午9：00和下午3：00进行投喂，分别投喂沙丁鱼300g、200g。试验期间分别仅采用生化池+暂留池、蛋白分离器和ATS系统处理养殖用水，整个试验期间不换水。养殖用水由出水口分别流经生化池、蛋白分离器和ATS系统，再分别流入养殖池。
1.3 水样采集及相关测定方法 条纹斑竹鲨养殖池内设置2个取水点，每个取水点取2个平行水样。每隔3d水样一次，按照海洋调查规范第4部分：海水化学要素调查（GB/T12763.4-2007）相关方法测定养殖水体中NO3--N、NO2--N、NH4+-N和PO43--P的含量：NO3--N（锌镉还原法）；NO2--N（重氮-偶氮法）；NH4+-N（次溴酸钠氧化法）；PO43--P（抗坏血酸还原磷钼蓝法）。用盐度计、温度计、便携式pH仪、溶解氧分析仪分别测定养殖水体盐度、温度、pH、溶解氧变化情况，试验期间测得盐度、温度、pH、溶解氧结果如下：盐度31%～33.5‰，温度21.9%～26.9℃，pH8.0～8.06，溶解氧7.7～7.8mg/L。
1.4 底栖藻类收获及测定 每7d收集一次附着基上的藻体，用毛刷刷下的藻体在105℃先烘15min，随后将温度降至65℃再烘5～6h至恒重后称重。
2 结果与分析
2.1 藻丛刷系统对条纹斑竹鲨养殖水体NO2--N的影响 由图2可知，NO2--N含量基本维持在0.03～0.07mg/L范围内，略有下降的趋势，说明这个系统能够有效吸收养殖过程中由于投饵、粪便等正常养殖活动产生的NO2--N。
2.2 藻丛刷系统对条纹斑竹鲨养殖水体NO3--N的影响 由图3可知，NO3--N的含量维持在5.64～9.87mg/L范围内，基本趋于稳定，说明这个系统能够有效吸收养殖过程中产生的NO3--N。
2.3 藻丛刷系统对条纹斑竹鲨养殖水体NH4+-N的影响 如图4所示，条纹斑竹鲨养殖池水体NH4+-N的含量基本维持在0.03～0.07mg/L范围内，说明这个系统能够有效吸收养殖过程中产生的NH4+-N。
2.4 藻丛刷系统对条纹斑竹鲨养殖水体PO43--P的影响 条纹斑竹鲨养殖池水体PO43--P的含量基本维持在1.33～1.78mg/L这个水平范围内（图5），基本趋于稳定，说明藻丛刷系统能够有效吸收养殖过程中产生的PO43--P。
2.5 附着藻类收获生物量 人工聚乙烯筛绢上生长的底栖藻类主要由丝状绿藻组成，且在整个实验期间能保持较好的稳定性和连续性。由表1可知，试验期间收集到藻类的干重，每7d藻类收获量保持在2.584 5～2.720 4g范围内，周期性藻类收获量差异不大。
3 结论与讨论
3.1 观赏鱼养殖中的水质净化技术 在人工养殖水体尤其是观赏水族养殖过程中，各营养物质的来源主要是饵料的投入和养殖对象自身的排泄物，大量营养物质的积累易导致水体恶化。水质日常维护及净化多采用物理方式和生物方式滤除营养盐，无论采用何种方式的最终目的是去除水体中过量的N、P等营养盐或将对养殖对象有害的NH4+-N和NO2--N转化为相对无害的NO3--N[10]。不过观赏鱼对NO3--N也有一定的耐受范围，50mg/L或者更低浓度是其耐受上限。由此可见，传统的水质净化方法存在一定的局限性，而藻丛刷系统的出现可以有效地解决这一问题。
3.2 藻丛刷系统水质净化技术 藻从刷具有设计简单，材料廉价，对运行环境条件要求较低等特点，在水质净化和废水处理方面已经有了一定的应用。藻丛刷基质上附着的大量藻类能够充分利用不同形式N源P源作为营养源，既有效降低了NH4+-N和NO2--N，又有效地降低了NO3--N浓度[11-12]，N、P去除效果好。由本次研究表明，在持续投喂和不换水的条件下，60d内条纹斑竹鲨养殖水体的NH4+-N、NO2--N和NO3-N均未出现明显升高，说明借助于底栖藻类对氮磷的吸收特性构建的ATS系统，可吸收养殖鲨鱼因代谢、投饵产生的N、P营养盐，进而使养殖水质维持在稳定水平。表明藻丛刷系统对该水体有着明显的净化作用。马沛明等指出，底栖藻类对NH4+-N较为敏感，当水体中同时存在NH4+-N和NO3--N时，水网藻、刚毛藻水绵等大型绿藻首先利用NH4+-N，待NH4+-N下降到一定程度后，开始利用NO3--N[7]。关于其作用机理也早有报道，由于藻类不能产生有活性的硝酸还原酶，当水体中的NH4+-N浓度很低或近于消耗完时，底栖藻类才NO3--N进行吸收和利用[13]。同样，藻丛刷系统对对奶牛场废水和生活污水中的TN、TP的去除率高达46%～90%[14-15]。与此同时，藻丛刷系统中基质上附着的藻类也具有一定的潜在应用价值。因此，利用藻类处理循环水条纹斑竹鲨养殖水体，具有成本低、能耗少、效率高、收益大、出水溶解氧含量高等特点，是一项非常有潜力的生态环保技术。
3.3 影响藻丛刷系统水质净化效率的因素 藻丛刷系统操作简便，运行过程中不需特殊手段，只要提供合适的基质和光照，控制特定的流速就能正常运行。为了提高藻丛刷系统水质净化效率，本研究自制的藻丛刷水质净化系统由2支日光灯置于藻丛刷处理缸上方提供光照，光照时间为每天7：00～19：00，光暗比为12h∶2h，同潮间带底栖藻类所获自然光光照周期一致。采用瀑布式水流设计促提供适宜流速使底栖藻类生物量达到最高。可以作为藻丛刷系统应用于观赏水族净化的参考。
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水净化系统篇5
国内洁净手术部多为双走廊式设计，这种密封式结构虽然密闭性和保温性能良好，但对室内空气和温湿度控制也提出了更加严格的要求。文章从冷热源的设计、设备层的空间问题、加湿器的选择等方面提出了在建设洁净手术部工程中的几点建议。
关键词
洁净手术部?工程建设?冷热源系统
设备层空间
Abstract
In China, clean operating department mostly double corridor type. This structure has a good airtight and insulation; however, it put forward higher requirements in the indoor air temperature and humidity control. This article put forward some suggestions about the construction of clean operating department. For example, design of hot and cold source, design of device level space, choice of humidifier, etc.
Keywords
Clean operating department Construction
Heating and cooling systems
Equipment floor space
doi:10.3969/j.issn.1671-9174.2012.07.005
一、关于冷热源系统的设计
目前，我国的洁净手术部的平面方案设计比较流行的是双走廊设计，即采用洁净走廊和清洁走廊分开洁净物品、人员和污物的流向，这种布置方式使洁净手术室基本上都处于建筑物的内区。另外，洁净手术室通常采用密封式结构，密封性、保温性良好，手术室的室内温度基本上不受外界环境的影响。同时，洁净手术室内的人员、灯光、医疗设备的散热量也相对较大。
因此，洁净手术室在空调系统上存在不同于一般建筑房间的长时间制冷降温需求，在室外环境温度16℃ 或更低的时候，一般的建筑环境已经不需要空调系统来进行制冷降温，但是洁净手术室仍然需要，甚至在室外环境低至10℃时，洁净手术室仍然需要制冷。
另外，洁净手术室的室内温度和湿度都是重要的检测指标，湿度更是会影响到室内细菌的繁殖，《医院洁净手术部建筑技术规范》GB50333-2002要求洁净手术室的室内环境湿度必须控制在40%～60%之间。所以，在夏季的净化空调系统中一个重要的工作就是除湿。而对除湿效果起到关键作用的是系统冷冻水的水温必须足够低，最好能达到7℃，一般不能超过8℃。这也是洁净手术室净化空调系统不同于一般建筑空调系统的重要一点。
以往的很多工程项目，洁净手术部净化空调系统的冷源通常都和大楼的主冷源合用。在过渡季节，大楼多数房间已经不需要制冷，甚至已经需要取暖，大楼冷源系统只能停止供冷，导致洁净手术部没有冷源供应，室内温度无法降低。
洁净手术部净化空调系统的冷源和大楼的主冷源合用的另外一个弊端，就是由于系统管道较长的原因，或者是希望提高冷冻机组出水温度节省能耗的原因，导致到达净化机房的冷冻水温度通常无法达到净化空调系统要求的7℃～8℃，从而严重影响了洁净手术部净化空调系统的除湿效果。
解决以上问题的办法，可在大楼总体设计时，考虑洁净手术部的空调系统的需求特点，为洁净手术部设计一套独立的冷源系统，并采用独立的管道连接至洁净手术部净化空调机房，管道尽量短捷，保温效果要做好，保障其使用上的独立性，保障冷冻水的水温达到7℃～8℃。
另外一个方案，就是在洁净手术部建设时，另外增加独立的冷源机组，供夏季和过渡季节使用。
二、关于设备层的空间问题
洁净手术部的净化空调系统的主要设备为医用净化空气处理机组，其肩负了通风、过滤、降温、除湿、加热、加湿等多项功能，其体积比较大。一台供应一间Ⅰ级手术室的净化空气处理机组的尺寸通常大于3600 mm×1400 mm ×1300mm，加上200mm的设备基础，其安装空间净高最少需要1600mm。
除了净化空气处理机组外，净化空调系统还必须配置净化风管、风系统阀门、消音器、水系统管道及阀门、配电自控柜及线路、高效过滤器及层流送风天花等。除了高效过滤器和送风天花，其他的设备均需要安装在设备层，这就需要设备层有充足的空间来安装这些设备。
设备层的空间除了要有足够空间安装各种大型设备外，还需要预留一定的位置和通道供维护管理人员对净化空调系统进行维护和维修工作，如更换过滤器，检查风机、电机、加湿器、自控系统及各种阀门等。
通过多个工程的实地观察，发现部分项目的手术部净化设备层层高非常低，建筑层高通常只有2.1m，梁底高度只有1.6m，设备安装非常困难，导致工程安装质量下降；工程完成后由于没有足够的检修空间，系统设备无法得到恰当的维护保养，很快就出现各种故障。个别项目需要更换风机，却由于没有足够的搬运通道，导致必须拆除系统风管才能实现更换。
所以，建议甲方及大楼设计单位在大楼设计阶段就需要重视设备层的空间要求，建议设备层层高大于2.8m，梁底净高大于2.2m。另外，如果设备层还需要兼负管道转换层的作用，层高高度还需要适当加大。
三、各种类型加湿器的选择
水净化系统篇6
关键词：可编程控制器现场总线控制系统滤池
80年代以来，各种现场总线技术开始出现，人们要求对传统的模拟仪表和控制系统变革的呼声也越来越高，从而使现场总线成为一次世界性的技术变革浪潮。现场总线是连接现场智能设备和自动化控制设备的双向串行、数字式、多节点通信网络。目前，现场总线技术已经用于净水厂自动化、配水厂自动化、污水处理厂自动化等给排水领域的现场智能设备互连通信网络之中。作为净水厂数字通信网络的基础，沟通了生产过程现场与控制设备之间的联系外，还连接着更高控制管理层。因此，它不仅是一个基层网络，而且还可构成一种开放式、新型全分布控制系统，即集智能、传感、控制、计算机、数字通信技术于一身的控制系统。正由于这些特点，以现场总线作为技术支撑的FCS在净水厂自动化领域有明显的优势，如具有很高的精确性、设计组态简单、扩展安装方便、易于维护、节省软硬件投资等。现场总线控制系统(Field Control System, FCS)定义为：由各种现场仪表通过互连与控制室内人机界面所组成的系统；一个全分散控制同时又集中管理、全数字化、全开放和可互操作的生产过程自动控制系统。现场总线技术解决了目前传统DCS控制系统间的不相兼容，以及传统DCS控制系统的现场传感器、变送器、执行器与计算机之间传输的模拟信号抗干扰能力差、接线多等缺点。
一、PROFIBUS特性及设计方案选择
1.PROFIBUS网络特性
PROFIBUS技术将分布式现场系统集成在过程控制系统中。PROFIBUS是一种简单、坚固和可靠的现场总线系统，是世界上应用最广泛的现场总线技术，主要包括最高波特率达12M的高速总线PROFIBUS DP和用于过程控制的本安型低速总线PROFIBUS PA。PROFIBUS DP和PROFIBUS PA的完美结合使得PROFIBUS现场总线在结构和性能优越于其他现场总线。PROFIBUS既适合于自动化系统与现场信号子站的通信，也可用于直接连接带有接口的变送器、执行器、传动装置和其它现场仪表设备，对现场信号进行采集和监控，并用一对双绞线替代传统大量的传输电缆，大量节省电缆费用，也相应节省了施工调试以及后期维护时间和费用。据统计使用PROFIBUS可使工程总造价降低20%～40%。
目前PROFIBUS已成为事实上的国际公认标准。按照IEC61158-2的定义，PROFIBUS提供了三种通信协议类型：DP、PA、FMS。本系统采用PROFIBUS DP现场总线作为支撑网络。系统内控制装置采用SIEMENS公司的S7-300系列和S7-200系列PLC两种，分级控制着现场及车间设备的运行。
PROFIBUS DP基本功能和特性如下：(1) 系统的设计、安装调试工作量减少可编程控制器PLC用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件，使控制柜的设计、安装、接线工作量大大减少(2) 可靠性高、抗干扰能力强 接线可减少到继电器控制系统的1/10～1/100，因触点接触不良造成的故障大为减少。(3) 节省工程造价费用更容易、更快捷和低成本安装；减少硬件成分（I/O、终端块、隔离栅）。(4)远距离高速通信EM277 PROFIBUS DP接口模块可接入PROFIBUS网络，支持9.6Kbps到12Mbps的传输速率，传输速率可达12Mbps，最大传输距离为23.8Km(光纤电缆)/9.6Km(双绞线)，另外还可以用中继器延长传输距离。(5)制造灵活性准确、可靠的数据传输技术；减少故障时间；改进功能；可靠的诊断数据。(6)从上到下组态方式分布式结构 各主站间令牌传递，主站与从站为主－从传送；每段可有32个站，用连接线可扩展到127个站。(7) 节省运行维护费用更容易维修和保养；更容易组态。(8) 维修工作量小，维修方便可编程控制器PLC的故障率很低，且有完善的自诊断和显示功能。
2.设计方案的选择
针对铁岭净水厂净水车间工艺的实际情况，采用现场总线技术，借鉴其在给排水行业内的经验，构建净水厂的全集成综合自动化系统。实现净水厂净水车间滤池生产过程的自动化，人力资源、设备仪表、采购库存等生产要素的信息化，以及生产调度、生产过程可视化，具有高度自动化和信息化水平的净水车间滤池自动控制系统，应达到如下要求：(1) 高速度、大容量的控制器。(2) 系统具有高度的可靠性和稳定性。(3) 客户、服务器的结构(4) 配方功能的批量处理包。(5) 集中的从上到下组态方式(6) 净水车间滤池设计以全自动化，无人值守为目标。(7) 能灵活、可靠地兼容老系统。(8) 具有远程监控功能。(9) 集中、友好的人机画面。(10) 系统具有较强的开放性，能与全厂计算机控制系统实时交换信息。(11) 具有自动故障诊断和故障处理功能。(12) 开放的结构，可以同管理级进行通信。
二、系统软件结构
1.净水车间滤池现场控制子站软件结构
净水车间滤池现场控制子站软件结构如图1所示
净水车间滤池现场控制子站软件包括：下位机（PLC）、P网络管理(PROFIBUS网络)、R网络管理(RS485网络)、实时数据、反冲洗泵监控、故障诊断、人机界面、单个滤池控制等功能。
2.净水车间滤池集控主站软件结构
净水车间滤池集控主站件结构如图2所示：
净水车间滤池集控主站软件包括上位机(PLC)、中心站通信、实时数据、阀门管理、P网络管理(PROFIBUS网络)、R网络管理(RS485网络)、反冲泵监控、人机界面、故障诊断、列队冲洗等。
三、系统硬件结构
1.净水车间滤池现场控制子站硬件结构
净水车间滤池现场控制子站硬件结构如图3所示
净水车间单个滤池由4个阀门组成： F1进水阀、F2出水阀、F3反冲洗进水阀、F4反冲洗排水阀。由一台S7-224 PLC控制单个滤池的自动过滤和自动反冲洗。净水车间滤池现场控制子站即PROFIBUS总线的一个从站，执行单个滤池的控制过程内部数据交换。PLC与触摸屏通过RS485网络互连，净水车间滤池现场控制子站功能包括：
(1)实现软手动操作
在触摸屏上可执行对两台反冲泵的直接启动、停止控制。
(2)实时操作
在触摸监控方式下对滤池各个阀门进行开关控制；包括滤格状态(全自动/触摸监控方式)选择；故障复位。
(3)声光报警功能
当滤池水位高于超高水位时，全开出水阀，等待水位下降；当滤池水位高于最高水位时，自动关闭进水阀停止进水，开大出水阀，给出声光报警提示。
(4)流程的选择和控制方式
根据具体实际工艺情况选择单纯水冲洗流程。能识别机械手动、软手动和自动集控(包括上位机、下位机及触摸监控)方式。
(5)诊断和故障检测
诊断阀门在反冲洗时是否开、关到位，进行检错分析，为反冲洗泵的起、停提供依据。
(6)组态动画
实时显示反冲洗泵运行及故障情况；显示水位值；显示各个滤格状态(包括正常过滤、反冲洗、触摸屏状态、手动控制等)；显示滤池各个阀门开关状态、到位情况、故障发生情况等。
(7)净水车间单格滤池的自动过滤和自动反冲洗
自动过滤监测滤池水位，由水位计和堵塞传感器测出滤池的水位和水头损失，并将滤后水阀门开度等参数送至PLC，经运算后由PLC调整其开度以使进、出水达到平衡，从而实现恒水位自动过滤。当运行周期到或强冲或水头损失以达到设定值时，关闭滤池进水阀，滤池进行自动反冲洗，控制器监测滤池水位到达低水位时，关闭滤池出水阀，开启反冲洗排水阀，开启反冲洗进水阀和反冲洗泵,水冲10min后关闭反冲洗泵和反冲洗进水阀，关闭反冲洗排水阀，反冲洗结束。
2.净水车间滤池集控主站硬件结构
净水车间滤池集控主站硬件结构如图4所示：
净水车间滤池集控主站对关键数据进行处理并上送到水厂控制中心；监控2台反冲洗泵运行；管理PROFIBUS总线上12个子站(每个子站监控1个净水车间滤池)共对6对净水车间滤池的439点数据进行处理和交换。净水车间滤池集控主站应具有功能如下：
(1)参数修改及设定
对滤池运行时间、运行水位；滤池水冲时间；阀门开关时限；启动反冲泵台数等，通过人机对话方式由技术人员修改及设定，此功能只能通过密码进入。
(2)实时数显
采用上位机数字和图形式实时显示6对净水车间滤池的累计运行时间；以数字和曲线形式实时显示6对净水车间滤池2小时内水位走势及水位。
(3)选择流程
根据工艺实际情况可自动和软手动、机械手动选择反冲洗工艺流程或净水处理工艺流程。
(4)故障报警
净水车间滤池阀门故障报警发生时，上位机以动画形式显示故障发生时、类型、位置和故障处理方案。
(5)动画组态
在上位机以动画形式实时显示水泵运行及故障情况；显示6对净水车间滤池状态(包括触摸屏状态、反冲洗、手自动控制、正常过滤等)；显示6对净水车间滤各个阀门开关状态、到位情况、故障发生情况等；实时显示2小时内滤格水位变化趋势及水位值。
(6)优先级操作
故障报警时，以机械手动和软手动执行对净水车间滤池进行强制性操作为最高优先级。
四、结束语
铁岭净水厂净水车间滤池自投入运行以来，性能稳定可靠，充分满足了净水车间滤池对控制系统的要求。PROFIBUS DP现场总线的应用，确保了净水厂净水车间滤池水处理工艺过程安全、可靠、稳定、高效地运行，出厂水达到国家水质标准，优化管理等方面起到了至关重要的作用。整个控制系统无论从完成的功能到自动化程度，各项技术指标均达到了设计要求。
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水净化系统篇7
论文摘要：采暖循环水系统存在的主要问题是换热设备的结垢影响换热效率；系统管网的腐蚀以及腐蚀造成的水质二次污染，管网末端散热器铁垢沉积、堵塞，影响散热的问题。
一、暖气供水质量要求
热水热力网（热电厂区域、锅炉房或间供系统）悬浮物≤5mg/L总硬度≤60mg/L(CaCO3)溶解氧≤0.1mg/L含油量≤2mg/LpH值（25℃）：7～12
其它指标应符合《生活饮用水卫生标准》GB5749-85，当系统有不锈钢、铜，铝等Cl-含量不高于25mg/L;当系统中无钢制散热器时，可不除氧；当采用加药处理时补水水质标准:pH值：7～12悬浮物≤20mg/L总硬度≤600mg/L含油量≤2mg/L集中供暖执行城市热力网设计规范CJJ34—2002或执行HG/T3729—2004标准。
二、采暖循环水系统存在的问题
采暖循环水系统存在的主要问题是换热设备的结垢影响换热效率；系统管网的腐蚀以及腐蚀造成的水质二次污染，管网末端散热器铁垢沉积、堵塞，影响散热的问题。由于采暖循环水在经过换热设备时温度上升，会析出大量水垢，这些水垢会紧贴在换热设备内表面，影响换热效率。另外，采暖循环水在封闭的系统中运行，运行温度为95℃～75℃。由于系统长期在高温环境下运行，系统管网、设备腐蚀情况比较严重。造成系统中杂质不断增多，水的色度、浊度不断提高。如果系统中配备的过滤装置不尽合理，将无法去除悬浮于水中的铁锈等杂质。随着系统的运行，水质中的杂质就会在水流速度较慢的散热器等末端装置内沉积下来，导致管网堵塞。使系统运行工况恶化。这就是采暖系统存在的主要问题。
三、净化采暖循环水的方案
1、通常的水处理方案A、采用软化的方式目前在采暖循环水系统的水处理中，通常采用软化水方式，即在补水系统安装钠离子交换器，将水质软化后注入循环系统。但软化水只能解决采暖循环系统中换热设备结垢的问题，而无法解决系统的主要问题——腐蚀问题和管网的堵塞问题。相反，软化水还会加剧管网的腐蚀，加速采暖循环水运行工况的进一步恶化。采暖循环系统存在的问题是综合性的，需要进行综合处理。B、电子水处理器和过滤器来解决问题目前，在国内水处理市场上，各种物理法水处理设备主要以解决防垢、缓蚀、杀菌为主。但在封闭式采暖存在的问题是腐蚀和悬浮物的去除问题。使水中的悬浮态杂质稳定在20mg/l以下。而以往在系统中安装的各种电子类水处理设备配套Y式过滤器、除污器等方式，由于普通过滤器过滤精度低，因此无法满足系统对水质的要求及对水质的控制。
2、水医生系列设备解决方案1.解决方法：(1)在换热设备进水口前安装防垢专用设备“水垢净”，防止换热设备结垢。(2)在系统总管安装防腐专用设备“黄水清”采用物理场射频式水处理设备，从根源上缓解系统腐蚀。该项功能已通过国家腐蚀与防护中心的检测，证明物理场射频式水处理设备较不采取防腐处理的系统缓蚀能力提高2.5倍。(3)在系统总回水管安装超净过滤设备“铁锈一扫净”设备，通过电晕效应场，活性铁质滤膜、机械变孔径三位一体的高精度过滤功能控制系统水质。使水质长期处在HG/T3729-2004标准范围内。彻底解决由于水质问题引发的系列问题。（以上设备也可选用具有综合处理功能的“全程处理器”替代，黄水清、铁锈一扫净上期已介绍）。2.注意事项（水垢净）：（1）设备结垢超过3mm时，应先采取化学清洗后，再安装“水垢净”。公司提供化学处理的配套服务。（2）输水管道除垢防垢及较远距离用水系统防垢时，经“水垢净”处理后的水以30min为基本距离，超过基本距离时，应采取串联接力形式。（3）分体设备的控制箱与设备本体之间的距离不大于3m，（设备配置的电缆长度为3m。用户不能自行改动）设备旧垢安装“水垢净”二~三个月可以清除水垢。（具体时间需视被处理系统的具体参数而定——流速、水质、温度及温度变化，流速变化、排污次数和时间等等）（4）排污：安装“水垢净”后，被处理系统应定期排污。排污次数、时间应根据系统的具体情况而定。否则，会形成“二次垢”，造成设备防垢功能失效。
四、净化供暖循环水的方法分析
水垢净的工作原理：其原理是利用物理方法，在不改变水的生化属性的前提下，通过耗用电能，经过设备的物化处理，来达到防垢、除垢的目的。水经加热形成水垢，一般需经过三个过程：晶核生成——逐渐长大——沉淀、烘烤。经过这三个过程后，水垢就会形成并逐渐增厚。“水垢净”的工作原理是从二个方面来解决这个问题。一是通过换能器将特定频谱的射频能量转换给被处理介质——水，使成垢离子间的排列顺序、位置发生扭曲变形。当被处理的水被加热时，需经过一段时间才能恢复到原来的状态——即所谓“时间软化水”。故在此段时间内，成垢的机率很低，从而达到防垢的目的。二是通过换能器，“水垢净”能连续发射出与水垢自振频率相近的波，使其在一定范围内产生共振效应，使旧垢逐渐松软、脱落，从而达到除垢的目的。由于“水垢净”防垢除垢的原理是“时间软化水”的概念，故处理后的水须直接进入换热设备，即设备必须靠近换热设备安装。它的优点是设备体积小，不占地，安装操作简单，运行费用低，对水质、环境无污染，是各种设备防垢除垢的最佳选择。功能参数：①防垢有效率：>98%除垢有效率：>95%②适应水质：总硬度
水处理设备“水垢净”主要由转换器和控制器二部分组成。转换器由换能射频器及壳体组成，换能射频器根据处理水量的大小、水质情况，陈列排布。控制器由电子元器件、集成电路、调压器、散热器等组成。
使用安装注意事项：将设备与系统管路安装完毕，调使合格后，接通设备主体配电箱上的电源（220V/50HZ，配电箱指示灯显示绿色，即可正常运行。当系统停止运行时，水垢净也应断电停止使用。禁止在无水状态下长时间开启设备。重要部位可采用旁通式安装，以便在不停机状态下检修设备。循环系统应配套“铁锈一扫净”以便收集并排放水中的杂质、悬浮物。浓缩倍数应控制在4以下。系统长期停止运行或季节性停止运行，均须在系统停止运行前，向水中投加适量的缓蚀剂，并采用满水湿保护的方法以减少腐蚀，保护系统换热器、锅炉安装“水垢净”后，应视水质情况定期排污。安装形式及位置
1.独立原则：一般情况下，每台换热器、每个独立的结垢设备，应单独配备一台设备。
水净化系统篇8
关键词：污水 净化 SPR
一.概述
社会的发展和人民生活水平的提高，纸制品消耗量迅猛增长。中国是造纸业大国，中国纸的产量居世界第四位，制浆造纸工业是中国国民经济的重要产业之一。中国造纸工业废水排放量占全国工业污水排放量的六分之一，对环境的危害是十分严重的，它是中国工业污染防治的难点问题之一。
碱法制浆造纸的蒸煮黑液已确认应采用碱回收方法治理；造纸机白水污染负荷较轻，不难处理；打浆机和精浆机洗浆、选浆、漂白过程产生的中段废水则是当今造纸污水治理的焦点。
碱法制浆造纸的中段废水呈褐色，PH 6～7，悬浮物含量为1000毫克/升以下，CODcr为1000毫克/升左右。污水中不溶性污染物主要有纤维物质；溶解性有机物质主要是木素，糖类。
反应式可写为：RONa + H ---- ROH ¯ + Na
无机高分子药剂还与污水中的某些有机污染物反应，使它们从污水中析出。
我们还向污水中投入另一种无机高分子电解质，在水中可电离为带正电的高价离子，使污水中离子密度相对增大，使污水中造纸填料和细小纤维构成的胶体微粒之电场作用范围的扩散层空间容积缩小，而降低了溶胶体系的稳定性。另外，带正电的高价离子与带负电荷的胶体颗粒相碰时亦起着电中和的作用。高分子电解质有较高的分子量，还能起到一定的架桥絮凝作用。
同时还投入水溶性长链状有机高分子聚合物，链状分子有若干官能基团，靠静电吸引和吸附作用，一端吸附在絮团或胶粒表面，伸展出去的另一端再吸附在其他絮团或胶粒上，形成更大的絮团，即起到良好的架桥絮凝作用。
总之，几种药剂同时发挥各自的作用和综合交联作用，既去除了溶解态的有机污染物(COD)、色度、又去除了悬浮物杂质。 经过此净化工艺处理后的出水， pH 7，悬浮物(SS)含量小于3毫克/升， 浊度低于3度，水质透明，完全可以送回上一道粗浆洗浆工序使用，不必外排。
采用上述工艺配方，运用SPR-0.5型高浊度污水净化器及其系统，在湖北XX芦苇制浆造纸厂现场进行了造纸中段废水的连续开机运行试验，效果良好：净化后出水的悬浮物SS
（见净化前后水样实照）
处理前后水样对比照片
实践证明，物理化学法净水工艺与高效率的高浊度污水净化器之流体力学结构相配合，不但能净化含悬浮物（SS）很高的无机污水，而且可以快速净化含有有机污染物(COD)的高浓度有机污水，使物理化学法污水净化技术的适用范围有了重大突破，打破了唯有生物化学法才可能适用于处理高浓度有机污水的传统观念。
二．湖北XX纸业有限公司污水排放现状
黑液及中段污水外排实况 碱提工段污水排口之一
三． SPR污水净化装置系统现场开机运行试验
1. 开机运行试验目的
我们引进最新美国发明专利SPR污水净化技术，用SPR-0.5型污水净化装置系统在湖北XX纸业有限公司进行现场造纸中段污水处理开机运行试验，以探讨新的造纸中段污水净化工艺技术及设备的适用性，以期达到净化和循环回用的目的。
2. SPR污水处理系统净化工艺原理
SPR污水净化工艺及其系统:包括物化工艺和SPR污水净化器两大部分组成，是一套纯物理化学法处理装置系统。首先，通过化学方法使溶解状态的污染物（木质素）从真溶液状态下析出，形成具有固相界面的胶粒或微小悬浮颗粒；加入经济而又高效的吸附药剂，吸附污水中的污染物；然后采用微观物理吸附法将污水中各种胶粒和悬浮颗粒凝聚成大块密实的絮体；再依靠旋流和过滤水力学等流体力学原理，在SPR污水净化器内使絮体和水快速分离；污水经过罐体内自我形成的致密悬浮泥层过滤之后，起到了精细过滤的作用，出水可以送回上一工序作为粗浆漂洗的工艺用水回用，不再排放。当罐体内形成的悬浮泥层达到一定量后，依靠点涡流动形成的向心力、过滤水力学形成的牵引力和自身的重量，被快速引入污泥浓缩室沉降分离，当污泥浓缩室蓄满时可定期排出。其优点为：整套SPR系统装置结构简单，工艺流程短（只有30分钟），完全不是用传统的机械过滤滤料来过滤悬浮物，以实现深度处理，SPR污水净化器在常压状态下工作运行，系统设备一次性投资少、药剂和电力消耗等处理污水的运行费用低，操作维修简便等。
3. 开机运行试验工艺流程
试验过程中，我们将湖北XX纸业有限公司生产过程中排出的中段污水直接引入SPR污水净化系统调节池，在SPR调节池内靠水力搅拌混匀，靠污水泵将调节池的污水吸入SPR污水净化器管路系统，同时在污水泵前的负压端加入四种药剂，药剂和污水是通过污水泵叶轮、蛇形反应管和瓷球反应罐的组合作用下完成混合的；然后送入SPR污水净化器完成混凝、絮凝、过滤、污泥浓缩及分离等净化过程，处理后的出水直接流入回收清水池。
其具体工艺流程如下：
湖北XX纸业公司
中段污水排水沟调节池污水泵SPR污水净化器回收清水池
加药 加药
4. 开机运行试验内容
2003年10月16日—10月17日，在湖北XX纸业有限公司现场进行SPR污水净化系统装置开机运行试验。靠水泵将湖北XX纸业有限公司中段污水连续吸入SPR系统，系统处理造纸中段污水水量：0.5立方米/小时，经过30分钟净化工艺流程，处理后出水连续流入清水池。使用药剂为SPR－1、SPR－2、SPR－3和SPR－5等4种。观察了SPR系统排出的污泥状况，污泥含水率低、流动性好。采样并测试处理前后污水中悬浮物、浊度、CODcr、pH等数据。
在湖北XX纸业有限公司现场SPR系统开机运行处理造纸中段污水实照
水净化系统篇9
关键词：制药；节能；空调系统；
中图分类号：TE08 文献标识码：A
一、 项目需求背景：
上海海利生物技术股份有限公司是农业部动物防疫生物疫苗的定点生产厂家，根据国家《兽用药品生产规范》规定，生物疫苗的生产必须在符合国家GMP规定的特定净化级别的净化厂房内进行组织生产，净化厂房内的生产环境必须保证规定的温度和湿度。海利公司的一期和二期厂房全部建设成为符合国家GMP规定的净化厂房。
为了维持净化厂房的正常运行，保证净化厂房的温度（18℃ - 26℃）、净化级别和洁净度符合《兽用药品生产规范》的要求，保证正常、安全的生产，净化厂房必须全天24小时进行连续运转。作为净化厂房保障设备之一的中央空调系统也是必须全天24小时运行。因此，中央空调是公司各种运行设备中的耗电大户之一，中央空调的节能改造显得尤为重要。
中央空调主要有两大部分组成：
1、 冷水机组、冷冻水循环系统和冷却水循环系统
2、 通风系统
中央空调的闭环自动控制系统的技术原理，就是通过一个专门研制的自动控制系统，把中央空调的三个组成系统：冷水机组、冷冻水循环系统和冷却水循环系统进行优化、协调和联动运行。
一般来说，设计院在为公司进行厂房设计时，中央空调系统必须按天气最热、负荷最大的工况进行设计，并且一般还会留 10-20% 设计余量。然而实际上绝大部分时间空调是不会运行在满负荷状态下，这样就存在较大的富余。
根据现场实际测试，中央空调设备90%的时间在70%负荷以下波动运行，所以实际平均负荷小于设备满负荷，特别是在环境温度比较低，冷气需求量较少的情况下，冷水机组的实际负荷量比较低，这样就使得冷却水循环系统和冷冻水循环系统长期处于“大流量小温差”的现象，造成实际需要负荷与最大功率输出之间的矛盾，使大量的电能白白浪费，给中央空调使用单位造成巨额电费支出，增加了运营成本。
所以经过节能公司的介绍和推荐，经过海利公司的调查、论证，决定在中央空调系统中采用闭环控制来进行节能改造。经过闭环自动控制改造后，中央空调系统可以节约大量的运行费用。
项目的主要的意义在于：
1） 利用闭环控制，可以节约大量的电力能源。
2） 利用闭环控制，可以减少净化厂房的温度波动性，保证生产的安全。
利用变频调速器控制冷却水系统水泵和冷冻水系统的水泵，可以有效延长水泵、阀门和管道的使用寿命。
二、 主要实施内容及考核指标：
(一)、实施内容：
本项目是通过安装专门设计的自动控制系统和传感系统，将运行中的中央空调系统的冷水机组、冷却水循环系统和冷冻水循环系统形成了一个闭环控制系统，具体描述为：
冷冻水温度变化 冷冻水流量变化
冷水机组负荷变化自动控制系统
冷却水温度变化 冷却水流量变化
1、 调整冷冻水的流量
当环境温度降低，净化厂房内的热负荷减少时，实际需要的通过循环冷冻水传送的冷量相应减少。
安装在冷冻水循环系统中的压力变送器传送的信号，反馈到
自动控制系统。自动控制系统根据冷冻水循环系统的循环压力，自动
调整冷冻水系统的循环水泵的转速，达到实时调整冷冻水流量的目的，
减少了冷冻水系统的循环水泵的能耗。
2、 调整冷水机组负荷
安装在冷冻水循环系统中的温度变送器传送的信号，反馈到自动控制系统。自动控制系统根据冷冻水循环系统的温度变化，自动控制系统反馈控制冷水机组，自动调整冷水机组的运行负荷，减少了冷水机组的能耗。
3、调整冷却水的流量
安装在冷水机组中的压力变送器传送的信号，反馈到自动控
制系统。根据冷水机组的排气压力，自动控制系统反馈控制冷却水系
统，自动调整冷却水系统的循环水的转速，达到实时调整冷却水流量
的目的，减少了冷却水系统的循环水泵的能耗。
通过对冷水机组、循环冷却水系统和冷冻水循环系统的运行
参数的监测、动态分析和跟踪预警，使冷水机组、循环冷却水泵和循
环冷冻水泵的负荷都保持在一个恰当的负荷，在保证输送足够冷量的
前提下，使耗电量最小，使节能效果达到最大化。
采用闭环控制系统控制中央空调系统，使中央空调系统的三
部分：冷冻水循环系统、冷却水循环系统和冷水机组能够根据热负荷
的变化同步随时调整运行负荷，有效克服了“大流量、小温差”的浪
费现象。根据节能公司的成功经验和测算，经过海利公司的调查，在
电子行业和同行业中，采用闭环控制系统运行的中央空调系统，尤其
是我公司中央空调的冷却水循环泵是75千瓦，冷冻水水泵是55千瓦，
都是大功率的循环泵，在每年的10月份到次年的3月份，由于周围
环境的温度比较低，所以净化厂房所需要的冷量也相对比较少，所以
中央空调进行闭环控制节能效果尤其明显，所以经过节能公司的综合
测算，如果采用闭环控制系统的运行，节约用电整体能够达到20% —
30%。（我们采用保守数据，按照25%计算）。
其中：自动控制系统和各种传感装置是关键设备，需要购置，申
请专项支持。
需要解决的具体关键技术包括：
1、 系统允许输送冷量自适应计算和动态评估技术。
2、 高精度、稳定的信号变送系统。
3、 高质量的控制模块和变频调速器
（二）、考核指标：
本项目采用专门设计的自动控制系统，实现了中央空调系统的
三个组成部分之间的协调、优化运行，使中央空调系统能够以最小的
耗电量，生产满足生产需要的、稳定的冷冻水。通过自动控制，使三
个系统的运行负荷始终都维持在一个合理的负荷状态，从而比较大地
降低了中央空调系统的运行耗电量，节约了大量的运行费用，节约用
电的效果非常明显。同时保证了减少净化厂房的温度的波动，保证了
净化厂房的稳定运行，保证了稳定生产和安全生产。
参考文献：
[1] 斯派莎克工程（中国）有限公司 《蒸汽和冷凝水系统手册》 --上海科学技术文献出版社 2007.1
水净化系统篇10
关键词：人工湿地； 床体深度； 填料
收稿日期：2011-05-06
作者简介：陈文婷（1980―），女,黑龙江讷河人，工程师,主要从事环境保护研究工作。
中图分类号：F590
文献标识码：A
文章编号：1674-9944（2011）06-0027-03
1 引言
人工湿地污水处理系统是在自然或半自然净化系统的基础上发展起来的污水处理技术,具有投资省、运行费用低和效果良好等优点,对生活污水表现出良好的净化效果［1～3］。人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面,将污水、污泥有控制地投配到经人工建造的湿地上,污水与污泥在沿一定方向流动的过程中,主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用,对污水、污泥进行处理的一种技术。设计人工湿地系统,需根据当地条件及污水情况确定湿地类型、场址和场地面积,床体深度、填料和运行方式是设计过程中需要考虑和确定的重要内容。
2 湿地类型对净化效果的影响分析
人工湿地可分为表面流湿地、潜流湿地、立式流湿地。表面流湿地与自然湿地相似,污水在填料表面漫流,绝大部分有机物的降解由位于植物水下茎秆上的生物膜来完成,这种类型未能充分发挥填料和丰富的植物根系的作用,且卫生条件不好；潜流湿地是水在填料表面下潜流,充分利用整个系统的协同作用,卫生条件较好,占地小,处理效果较好；立式流湿地水流情况综合了表面流湿地和潜流湿地的特点,但其建造要求高［4］。
刘超翔等人采用表面流和潜流式两种人工复合生态床对滇池地区低浓度农村污水进行了处理,研究结果表明：在高水力负荷（ 30cm/d ）条件下,潜流式床体对COD、TN、NH4+-N和TP的去除率分别为70.6%、60.6%、80.9%和66.0%,表面流床体则分别为63.1%、61.2%、90.2%和60.2%；表面流床体中芦苇、茭白等植物对氮、磷的吸收量要大于潜流式床体［5］。王晓娟等人对表面流和潜流人工湿地中不同填料层的微生物硝化和反硝化强度进行了对比研究,结果表明：人工湿地系统可以同时进行硝化和反硝化作用，表面流湿地硝化强度高于潜流湿地,潜流湿地上层土壤填料的反硝化强度最高,砾石填料反硝化强度最低,表面流湿地反硝化强度居中［6］。陈秀荣等人研究表明：人工湿地进水氮的主要形态为氨氮时,表面流人工湿地脱氮效能高于潜流人工湿地［7］。分析上面学者的研究结果得出,可根据污水性质和排放要求科学选择湿地类型,或湿地组合运行以提高污染物的去除效果。
3 植物对净化效果的影响分析
有植物系统净化污水的能力明显优于无植物系统。何蓉等人对表面流人工湿地处理生活污水进行了探讨,研究表明：有植物系统对有机物的去除没有明显的效果,而对氮和磷均有较好的去除效果,去除率均可达到70%以上［8］。张甲耀等在研究潜流式人工湿地系统中的植物净化能力时发现,有植物系统对总氮的净化能力高于无植物系统,且芦苇湿地系统最高,茭白湿地系统次之,穿心莲子草湿地系统最差［9］。袁东海等人进行了几种湿地植物净化生活污水COD、总氮的效果比较研究,结果表明：低COD、总氮浓度条件下,无植被的人工湿地和有植被的人工湿地对污水中COD、总氮均有很好的去除效果,随着污水中COD和总氮浓度的增加,无植被人工湿地和有植被人工湿地去除COD和总氮的效果均有不同程度下降,两者差异明显,有植被的人工湿地能维持较高的COD、总氮的去除效果,无植被的人工湿地COD和总氮去除效果下降很快,植被在人工湿地系统去除污水COD和总氮过程中起着重要的作用；同无植被人工湿地COD和总氮净化效果相比,石菖蒲植被人工湿地净化效果最好,其次为灯心草植被人工湿地,再次为蝴蝶花植被人工湿地［10］。常用于人工湿地的植物种类有芦苇、香蒲、美人蕉、茭草、茭白、灯心草、菖蒲、苔草、草等,其中芦苇和香蒲应用最多。
植物的种植方式是人工湿地系统设计需要考虑的重要问题,多种植物混合种植表现出良好的净化效果。蒋玲燕等人对潜流人工湿地微生物多样性进行了研究,结果表明多种植物系统与多种填料系统在有机物与营养元素去除方面均比单一植物单一填料系统有优势［11］。刘超翔等人采用前1/3段为芦苇,后2/3段为茭白,芦苇种植密度为16株/m 茭白种植密度为12株/m 对COD、TN、氨氮和TP的平均去除率分别为70.6%、60.6%、80.9%、66%,取得了良好的净化效果,明显优于无植物和单一植物系统,并充分利用了芦苇较强的根系泌氧能力和茭白较弱的根系泌氧性能［12］。植物种植密度对净化效果有一定影响。黄娟等人探讨了植物生理生态特性对人工湿地净化效果的影响,结果表明：适当增加植物种植密度,有利于提高湿地脱氮效果,但种植过密反而不利于提高溶解氧水平和TN去除率［13］。吴振斌等人研究表明：在负荷高的情况下,湿地植物的根系过度生长,使得湿地内部孔隙度下降,沙粒板结而水流不畅导致出水速率变慢,影响处理效果［14］。
4 床体深度对净化效果的影响分析
床体深度对植物根系的扩展、微生物和酶的垂直方向分布影响较大,从而对人工湿地系统净化生活污水效果有较大影响。刘超翔等人在滇池地区对人工湿地处理农村生活污水的建造深度进行了探讨,研究结果表明：在30cm/d高水力负荷的条件下,对COD、总氮、氨氮和总磷的去除率,深度为60cm的床体分别为66.4%、57.7%、78.7%和63.2%,40cm深的床体分别为63.8%、59.1%、82.1%和61.3%,深度为60cm床体对COD和总磷的去除率高于深度为40cm的床体,但后者对氮的去除效果略优于前者［15］。成水平等人调查了人工湿地水生植物根区理化特性、根系扩展的深度和位置、微生物和酶的分布状况；比较了不同深度人工温地污水净化效果；探讨了人工湿地污水处理系统最佳净化空间位点,通过对香蒲、灯心草人工湿地的研究,发现植物的根系主要分布在基质上层25cm 区域内,在5到10cm区域内,微生物数量最多,25cm区域次之,35cm以下较少,系统表层磷酸酶、葡聚糖脱水酶和蛋白酶的活性较20cm区域内各酶活性强。对于废水的净化而言,系统20cm和60cm处的净化效果差别很小。结果表明,人工湿地废水处理系统上部区域为较佳净化空间［16］。何起利等人研究了复合垂直流人工湿地中试系统不同功能层面的氧化还原特征、好氧微生物数量、基质的耗氧速率及氧化还原酶类活性的分布特点,床体深度50cm,结果表明：各功能层面的氧化还原电位、好氧微生物数量、耗氧速率表层最高,并且随着基质深度的增加逐渐降低；除过氧化物酶外,氧化酶活性表现为表层高于中下层,而硝酸盐还原酶、亚硝酸盐还原酶等活性变化趋势则相反,同时,氧化还原电位与基质中细菌、真菌、放线菌的数量、耗氧速率等存在显著正相关关系；氧化还原电位与多酚氧化酶、过氧化氢酶、脱氢酶等氧化酶活性也存在显著正相关,而与下行流池的硝酸盐还原酶、亚硝酸盐还原酶等还原酶类存在显著负相关关系［17］。
分析以上学者的研究结果可以得出,床体深度为40～60cm时,人工湿地表现出较好的污染物去除特性和去除效果,若含氮较高,可采取较大的床体深度,床底易形成还原环境,有利于氮的去除。
5 填料（基质）对净化效果的影响分析
填料是人工湿地的重要组成部分,选择合适的基质填料对提高湿地的污染物处理效果有较大影响。李旭东等人对沸石潜流湿地、砾石潜流湿地和自由表面流人工湿地脱氮除磷性能进行了中试对比试验研究,结果表明：在相同进水水质和水力停留时间为1d的运行条件下,沸石潜流湿地脱氮效果最佳,总氮去除率接近60%；砾石潜流湿地除磷效果最佳,总磷去除率可达70%；自由表面流人工湿地脱氮除磷效果介于沸石和砾石潜流湿地之间,自由表面流人工湿地投资费用最少,但水力负荷有限［18］。张翔凌等人选取砾石、沸石、无烟煤、页岩、蛭石、陶瓷滤料、高炉钢渣、圆陶粒8种填料,在较高水力负荷（1 000～2 500mm/d）的条件下,进行了垂直流人工湿地模拟柱净化污水实验,结果表明：无烟煤、圆陶粒、砾石具有较好去除有机物的能力,对COD的去除率达到50%以上；钢渣和无烟煤对BOD的去除率达到70%以上；沸石和陶瓷滤料对总氮和氨氮的去除率达到70%以上,其他几种填料对总氮和氨氮的去除率仅为20%左右；高炉钢渣和无烟煤具有较好去除磷的能力,高炉钢渣对总磷和总溶解性磷的去除率达到90%以上,无烟煤对总磷和总溶解性磷的去除率达到60%～70%；孔隙率的变化对垂直流人工湿地的净化能力有显著影响；在垂直流人工湿地处理系统中,通过选择合适的填料,如无烟煤、圆陶粒、沸石,在较高的水力负荷条件下可获得较好的处理效果［19］。徐丽花等人研究了沸石、沸石-石灰石、石灰石3种填料的人工湿地的净化能力,结果表明：沸石和石灰石混合使用,不会降低沸石吸附氨氮的能力；沸石可促使难溶性P的释放,使得石灰石吸附P被植物和微生物吸收利用；沸石和石灰石发生了协同作用,对TN、TP的去除效果均好于其单独使用［20］。赵桂瑜等人从吸附动力学角度出发,研究了干渣、沸石、页岩陶粒和白云石四种基质对水体中磷素的吸附作用,结果表明：干渣对磷素的吸附量最大,其次是沸石和页岩陶粒,白云石对磷素的吸附量最小；作用48h后,干渣对磷素的吸附量分别是沸石、页岩陶粒和白云石的3.9倍、6.7倍和11倍；四种基质对磷素的吸附速率依次为：干渣>页岩陶粒>沸石>白云石［21］。
人工湿地系统中选用的填料需要有良好的通透性、大比表面积和较强的吸附能力,以创造良好的水力条件,为微生物提供良好的栖居环境,增强湿地系统的截污能力,从而提高有机污染物、氮和磷的去除效果。从上面各学者研究成果可以得出,干渣、无烟煤、圆陶粒、沸石等作为人工湿地填料均可取得较好的污染物去除效果,可为工程实践提供参考。
人工湿地系统在处理污水方面还存在一些问题,无机磷在填料吸附饱和之后,去除率明显下降。有文献报道,人工湿地中磷素的去除或固定机制有：基质吸附、化学沉淀、微生物活动、植物和藻的吸收以及合成有机物质,其中,基质吸附和沉淀可能发挥着最重要的作用,同时也最具有发展潜力,然而,基质对废水中磷的吸附和沉淀去除作用不是无限制的过程,到一定程度会达到饱和［22］。所以依靠填料吸附去除磷非长久之际,磷亦未真正的去除,还会返溶于水体中,而磷在微生物的转化分解作用下,最后被植物吸收可能是去除磷的较好途径。
6 结语
总结国内学者的研究结果可以得出：可根据污水性质和排放要求科学选择湿地类型,或湿地组合运行以提高污染物的去除效果。
有植物系统净化污水的能力明显优于无植物系统。植物的种植方式是人工湿地系统设计需要考虑的重要问题,多种植物混合种植表现出良好的净化效果。植物种植密度对净化效果有一定影响。适当增加植物种植密度,有利于提高湿地脱氮效果,但种植过密反而不利于提高溶解氧水平和TN去除率,使得湿地内部孔隙度下降,沙粒板结而水流不畅导致出水速率变慢,影响处理效果。
床体深度为40～60cm时,人工湿地表现出较好的污染物去除特性和去除效果,若含氮较高,可采取较大的床体深度,床底易形成还原环境,有利于氮的去除。
人工湿地系统中选用的填料需要有良好的通透性、大比表面积和较强的吸附能力,以创造良好的水力条件,为微生物提供良好的栖居环境,增强湿地系统的截污能力,从而提高有机污染物、氮和磷的去除效果。干渣、无烟煤、圆陶粒、沸石等作为人工湿地填料均可取得较好的污染物去除效果,填料对磷有一定的吸附作用,但依靠填料吸附去除磷非长久之际,磷亦未真正的去除,还会返溶于水体中,磷在微生物的转化分解作用下,最后被植物吸收可能是去除磷的较好途径。
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