摘要：凈水廠(chǎng)取用梁山東麓西平山腳下地龍子祠泉排泄形成的地泉水為供水水源，屬地下水性質(zhì)，同時(shí)因存在一定的流域過(guò)程，暴露于自然界，又具有易受氣候、人為因素等污染的地表水特性。龍祠子泉在流經(jīng)巖層過(guò)程中懸浮物和膠體雜質(zhì)大部分截留，故有水質(zhì)清澈，水質(zhì)、水溫較穩定的特點(diǎn)。龍祠泉水因溶解了巖層中的礦物質(zhì)，含鹽量較高，屬HCO3—SO4—Ca—Mg型，總硬度在540mg/L（以CaCO3計）左右，高于國標，因此，凈水廠(chǎng)選用了藥劑軟化法來(lái)降低水的硬度，使出廠(chǎng)水質(zhì)能夠全面達到GB5749—85生活飲用水衛生標準。。

　　關(guān)鍵詞：自來(lái)水廠(chǎng) 投加藥系統 自動(dòng)化改造

　　1、概述

　　臨汾市自來(lái)水公司凈水廠(chǎng)座落在城西南3.5公里處，占地42907m2（含龍祠水源站），其水源設計取水量為8.64萬(wàn)噸/日，是自來(lái)水公司龍祠水源地水處理廠(chǎng)。

　　生產(chǎn)工藝流程：引龍祠源水加壓至凈水廠(chǎng)，經(jīng)投藥、沉淀、澄清、過(guò)慮、消毒，再經(jīng)水質(zhì)檢驗符合國家飲用水衛生標準后，由泵房加壓送入城市和臨鋼配水管網(wǎng)，生產(chǎn)工藝中生活飲用水投加石灰軟化工藝，當時(shí)在國內城市供水行業(yè)中很少使用。

　　主要生產(chǎn)崗位設置有龍祠站、投藥、慮池、加氯、泵房、變電、化驗、電氣、機械維修等崗位十一個(gè)，凈水工藝、輸配水等崗位目前均采用四班工作制。

　　凈水廠(chǎng)取用梁山東麓西平山腳下地龍子祠泉排泄形成的地泉水為供水水源，屬地下水性質(zhì)，同時(shí)因存在一定的流域過(guò)程，暴露于自然界，又具有易受氣候、人為因素等污染的地表水特性。龍祠子泉在流經(jīng)巖層過(guò)程中懸浮物和膠體雜質(zhì)大部分截留，故有水質(zhì)清澈，水質(zhì)、水溫較穩定的特點(diǎn)。龍祠泉水因溶解了巖層中的礦物質(zhì)，含鹽量較高，屬HCO3—SO4—Ca—Mg型，總硬度在540mg/L（以CaCO3計）左右，高于國標，因此，凈水廠(chǎng)選用了藥劑軟化法來(lái)降低水的硬度，使出廠(chǎng)水質(zhì)能夠全面達到GB5749—85生活飲用水衛生標準。

　　2、凈化工藝

　　2.1 投藥系統

　　投藥樓是配置軟化劑及混凝劑，并將其投加到反應構筑物中，用于去除水中暫時(shí)硬度的場(chǎng)所。其操作工藝如下：

　　將生石灰初步熟化后通過(guò)卷?yè)P機輸送至工作平臺，經(jīng)消石灰機完成熟化，篩除雜質(zhì)，形成石灰乳液后投入石灰攪拌池中進(jìn)行攪拌，并配置成濃度為2.5％的石灰乳液，利用泥漿泵輸送至澄清池第一反應室。

　　混凝劑使用硫酸亞鐵，它是一種半透明的純結晶體，在堿度高的水中會(huì )形成三價(jià)的鐵離子，在PH≥9的水中具備優(yōu)良的絮凝效果。硫酸亞鐵配置成溶液后經(jīng)耐腐蝕泵提升至高位溶液池，利用重力投加的方式輸送到澄清池前的進(jìn)水管。硫酸亞鐵溶液濃度在15％左右，千噸水消耗低于12千克。

　　2.2 進(jìn)水儀表間

　　源水通過(guò)龍祠站送水泵房加壓輸送到凈水廠(chǎng)，通過(guò)工藝管道中13個(gè)電動(dòng)閥門(mén)，可根據源水水質(zhì)及城市與臨鋼用水需要形成六種生產(chǎn)工況，從而完成澄清、過(guò)慮、消毒等工藝流程，輸送到用戶(hù)。

　　3、投藥子站的自動(dòng)化改造

　　3.1 投藥子站控制系統

　　圖1投藥子站控制示意圖

　　3.2 中央控制器

　　中央控制器采用SIEMENS公司S7－300系列PLC，現場(chǎng)操作用了TP170A觸摸屏，PLC采集源水流量、藥液濃度、澄清池內的PH值和濁度值、指令狀態(tài)、計量泵工作狀態(tài)等參數，并通過(guò)控制方法的計算輸出控制量，控制輸出計量泵的投加量、工作狀態(tài)、液位濃度報警、水質(zhì)指標異常報警等信息。PLC本機內置PROFIBUS標準接口，以備將來(lái)水廠(chǎng)聯(lián)網(wǎng)。

　　系統中的2套計量泵，一用一備用，通過(guò)操作員在TP170A上手動(dòng)切換。系統中有兩套化工泵，這兩套泵都掛接在變頻器上，通過(guò)操作員在TP上的手動(dòng)切換來(lái)實(shí)現一用一備用。

　　外部接線(xiàn)說(shuō)明

　　變頻器故障信號：INV_F_1 白（帶字）INV_F_2 白（不帶字）

　　計量泵1啟停信號：LK1_S_LLK1_S_N

　　計量泵2啟停信號：LK2_S_LLK2_S_N

　　變頻器啟停信號：INV_L 籃 INV_N淺藍

　　切換到化工泵1：Ca1_L 黃（不帶字）Ca1_N 綠

　　切換到化工泵2：Ca2_L 黃（帶字）Ca2_N綠

　　計量泵1控制器電源：LK1_L紅LK1_N籃

　　計量泵2控制器電源：LK2_L咖啡LK2_N淺藍

　　計量泵1三相電源：LK1_U黃（帶字）LK1_V白LK1_W  綠

　　計量泵2三相電源：LK2_U黃（不帶字）LK2_V白LK2_W綠

　　流量1信號線(xiàn)：FL1_1 FL1_2 白黑

　　流量2信號線(xiàn)：FL2_1 FL2_2 白黑

　　PH1信號線(xiàn)：PH1_1 PH1_2 白黑

　　PH2信號線(xiàn)：PH2_1 PH2_2 白黑

　　液位1信號線(xiàn)：LEV1_1 LEV1_2 白黑（CaOH）

　　液位2信號線(xiàn)：LEV2_1 LEV2_2 白黑（FeSO4）

　　濁度1信號線(xiàn)：TUR1_1 TUR1_2 紅綠

　　濁度2信號線(xiàn)：TUR2_1 TUR2_2 白黑

　　石灰濃度：FCa_1 FCa_2白黑

　　硫酸亞鐵濃度：FFe_1 FFe_1白黑

　　流量1電源線(xiàn)：FL1_LFL1_N （RVV3*1.5）

　　流量2電源線(xiàn)：FL2_LFL2_N （RVV3*1.5）

　　PH1電源線(xiàn)：PH1_LPH1_N （RVV3*1.5）

　　PH2電源線(xiàn)：PH2_LPH2_N （RVV3*1.5）

　　液位1電源線(xiàn)：LEV1_LLEV1_N （CaOH）（RVV3*1.5）

　　液位2電源線(xiàn)：LEV2_LLEV2_N （FeSO4）（RVV3*1.5）

　　濁度1電源線(xiàn)：TUR1_LTUR1_N （RVV3*1.5）

　　濁度2電源線(xiàn)：TUR2_LTUR2_N （RVV3*1.5）

　　石灰濃度電源線(xiàn)：FCa_LFCa_N（RVV3*1.5）

　　硫酸亞鐵濃度電源線(xiàn)：FFe_LFFe_N（RVV3*1.5）

　　計量泵1開(kāi)度控制信號線(xiàn)：LK1AO_1LK1AO_2 白黑

　　計量泵2開(kāi)度控制信號線(xiàn)：LK2AO_1LK2AO_2 紅綠

　　變頻器給定值信號線(xiàn)：INSP_1 INSP_2 白黑

　　接地線(xiàn)：黃（RVV3*1.5）

　　l測點(diǎn)：

　　1.模擬量輸入：流量1，流量2，PH1，PH2，液位1，液位2，石灰濃度，硫酸亞鐵濃度，濁度1，濁度2.

　　2.模擬量輸出：計量泵1開(kāi)度控制，計量泵2開(kāi)度控制，變頻器速度給定值。

　　3.開(kāi)關(guān)量輸入：急停，運行/停止

　　4.開(kāi)關(guān)量輸出：計量泵1啟�？刂�，計量泵2啟�？刂�，變頻器啟�？刂�，化工泵切換1，化工泵切換2.

　　TP170A觸摸屏操作

　　1.啟動(dòng)畫(huà)面：見(jiàn)下圖，左上角為時(shí)間顯示，該畫(huà)面一共有八個(gè)按鈕和一個(gè)輸入框，該輸入框用于輸入管理員密碼。八個(gè)按鈕中除了“登陸”和“注銷(xiāo)”外每一個(gè)按鈕分別對應一個(gè)子畫(huà)面。

　　2.登陸方法： 在輸入框輸入管理員密碼后按“登陸”按鈕即可。

　　3.注銷(xiāo)方法：系統設置為五分鐘后自動(dòng)注銷(xiāo)，也可手動(dòng)按“注銷(xiāo)”按鈕主動(dòng)注銷(xiāo)登陸。

　　4.當要輸入數值或密碼時(shí)，會(huì )自動(dòng)出現如下圖的軟鍵盤(pán)，按回車(chē)鍵確定輸入或按“ESC”取消輸入，這兩種情況都回返回前一個(gè)畫(huà)面。

　　5.按“主畫(huà)面”按鈕，進(jìn)入主畫(huà)面如下圖所示，這里顯示所有的儀表即時(shí)數值。按“返回”按鈕可返回啟動(dòng)畫(huà)面。

　　6.按“計量泵”按鈕，進(jìn)入下圖所示畫(huà)面，用于控制硫酸亞鐵的投放量，開(kāi)度越大投放的量就越多。分手動(dòng)和自動(dòng)兩種投放方式。

　　7.按“變頻器”按鈕，進(jìn)入下圖所示畫(huà)面，用于控制石灰的投放量，頻率越大投放的量就越多。也分手動(dòng)和自動(dòng)兩種投放方式。

　　8.按“選擇澄清池”按鈕，進(jìn)入下圖所示畫(huà)面，用于選擇控制系統的回饋，只要按實(shí)際的生產(chǎn)情況選擇就可以了。

　　9.按“時(shí)間設計”按鈕，進(jìn)入下圖所示畫(huà)面，用于修改控制系統的時(shí)間，只要按實(shí)際的時(shí)間、日期輸入就可以了

　　4、結論

　　投藥系統設計功能將是十分靈活的，既可以PLC自動(dòng)控制，也可以手動(dòng)操作面板設定經(jīng)驗參數手動(dòng)調節，自動(dòng)投藥的方案眾多，各有利弊，各水廠(chǎng)應該根據本廠(chǎng)的情況，因地制宜，采用適合本廠(chǎng)的控制方案，以達到提高水質(zhì)，降低消耗，節約投資的目的。