除铁锰净水系统在地下水处理中的应用

第一篇：除铁锰净水系统在地下水处理中的应用

除铁锰净水系统在地下水处理中的应用井水、地下水是指埋藏在地面以下，存在于岩石和土壤的孔隙中可以流动的水体。随着工业进程的不断加快，对环境的污染也日益严重，地下水也不可避免的遭到污染。所以为了保证生产生活用水安全，除铁锰净水设备已成为净水处理重要装置之一。

从污染程度上看，北方城市污染普遍较南方城市重，污染元素多且超标率高，特别是华北地区，污染最为突出。从污染元素看，“三氮”污染在全国均较突出，普遍遭受污染;矿化度和总硬度污染主要分布在东北、华北、西北和西南地区;铁和锰污染主要分布在南方地区井水、地下水处理工艺方法

井水、地下水处理主要是为了去除铁锰、氨氮、泥沙、水垢等有害物质，使经过处理后的水质达到国家饮用水标准。目前井水、地下水处理主要是除铁、锰，因为在我国，地下水中铁锰含量偏高相当普遍，除铁锰主要采用曝气加过滤，过滤用的过滤介质通常用石英沙、锰沙，后面再经过活性炭及精密过滤器进行过滤，经处理后，水质基本上能达到国家饮用水标准。而氨氮则大多采用超滤或反渗透过滤工艺，泥沙及水垢可采用多介质过滤及离子交换软化装置进行过滤。

第二篇：锡林浩特市东水厂水处理除铁除锰工艺试验2

锡林浩特市东水厂

水处理工艺生物法除铁除锰试验二

张磊

摘要：通过查阅近些年来地下水除铁除锰的相关文献，以生物法除铁除锰技术理论为基础，结合《除铁除锰生物滤层最优化厚度的探求》和《无烟煤滤料在生物除铁除锰水厂中的应用》两篇文章为参考依据。根据《室外给水设计规范》 GB50013-2006（2006）中第9.6.4节规定，“当原水含铁量低于6mg/l、含锰量低于1.5mg/l时，可采用：原水曝气——单级过滤”处理工艺。为保证工程设计可靠性、经济性，并为实际运行提供合理的运行参数。对锡市准备新建的东水厂供水工程，水源为地下水，水质为低铁高锰，采用无烟煤滤料进行水处理试验。经过试验，滤池铁锰去除率高达99%以上，出水水质优于国家标准。

关键词：地下水、生物除铁除锰、曝气量、滤速、锰砂、无烟煤

随着生物除铁除锰技术在实际生产中优越性的凸现，在含铁含锰地区越来越多的新建水厂采用了生物除铁除锰技术。铁锰氧化细菌是该技术的核心 ,而作为载体的滤料的性能则至关重要。锰砂滤料吸附容量大，曾是传统除铁除锰滤池的首选滤料.但其机械强度低，比重大，价格高。石英砂滤料虽吸附强度不及锰砂 ,但机械强度高 ,比重和价格适中，被广泛地应用在 1

生物除铁除锰水厂。无烟煤的孔隙率高，比重小，价格低廉，从物理性质上分析完全可以作为铁锰氧化细菌的载体，其较高的孔隙率，可以提高滤层内的生物量，比重小可以节省反冲洗的耗水量和耗电量。锡市东水厂所采用的源水为深井地下水，其中铁含量为0.123mg/L,锰含量为 0.998mg/L。源水中锰含量超出生活饮用水标准，其他各项指标均满足饮用水要求，所以需要对该地下水进行除锰处理。

1、试验装置及方法

试验装置采用有机玻璃滤柱模拟实际生产中的滤池。滤柱直径为

DN=150mm, 滤柱长度由下至上分别由 500mm、1000mm、1000mm、1000mm四节滤柱法兰连接组成。以粒径分别为32~16、16~8|、8~4、4~2mm 的卵石组成厚度为400mm的垫层，以粒径为d=0.6~2mm 的锰砂滤料，厚度80mm和粒径为d=1.4~3mm 的无烟煤，厚度800mm组成总厚度为880mm的双层滤料。跌水曝气采用一根PVC管加90度弯头，出水口垂直于滤柱液面，高度为825mm。原水由弯头处跌落到滤柱液面，经曝气后水中的溶解氧能达到4~5mg/L，以满足生物滤池运行要求。在滤柱液面处有一根旁通管用来旁路多余的原水，并同时用来做为反冲洗的排水管。因为滤柱进水液面始终恒定不变，故滤后出水口采用水龙头进行流量控制。试验最初滤速控制为 5m/h。

2、试验运行过程

生物法除铁锰滤柱的成熟需要经过一段时间使细菌固定在滤料上．总的说来滤柱的成熟可以分为4个时期：0～15 d为适应期，这一阶段滤层几乎无明显除锰效果；15--30 d为第一活性增长期，此时随着微生物的不断繁殖，滤层的除锰率不断提高；30-50 d为第二活性增长期，此时微生物数量相对稳定，出水锰逐渐达到标准；50 d后到达稳定期，此时滤层完全成熟并且运行稳定。

试验运行之前，对新装滤柱进行了反冲洗，反冲洗强度根据滤料膨胀高度，从10L/(m2·s)最终调到18 L/(m2·s)，膨胀高度为500mm。试验从2012年5月17日开始，滤速控制为 5m/h。在试验开始后的几天里化验锰含量，与原水相比，有20%~40%的去除率。但在原水含锰量比较低的情况下，滤后水锰含量反而比原水锰含量高很多。第一个周期运行了20天，反冲洗无烟煤滤柱，历时5分钟，强度18L/(m2·s)。反冲洗时观察，滤层反冲洗水并不脏，说明源水水质很好。

第二个周期中，原水含锰量没有因为停井，停电等原因造成原水中锰含量出现大幅度变化。因为在第一个周期中，观察反冲洗水并不脏，所以决定延长运行周期，该周期运行了33天。在前9天，锰的去除率在30%～38%之间。在之后的9天，微生物进入活性增长期，锰的去除率有了迅速的提高。到了第19天，经化验除锰率已经高达97%，出水含锰量在0.01mg/L,远低于国家标准的0.1mg/L。之后又运行了14天，除锰都在98%左右。在第33天，反冲洗滤柱，反冲洗水有明显的发黑，有些脏。在反冲洗的过程中，冲洗强度在18～20 L/(m2·s)之间，冲洗历时10分钟。

第三个周期中，运行工况与第二个周期一样，但除锰效果从反冲后的第2天就开始恶化，之后的几天除锰效果没有改善。通过比对第二个周期

和第三个周期，1、原水水质中含锰量没有发生大的变化。

2、运行滤速均为5m/h。

3、跌水高度保持825mm不变。在这些条件未发生变化时，只有在反冲洗的时候，提高了反冲洗强度和反冲时间。所以判断，在微生物膜还没有完全在滤料表面稳定形成的时期，过高的反冲洗强度，会破坏微生物膜，使之从滤料表面菌膜脱落。

第四个周期中，吸取了之前的经验教训，降低了无烟煤反冲洗强度, 滤料膨胀高度控制在100mm左右 历时5分钟，强度10L/(m2·s)。培养期滤速的大小直接影响滤层的成熟状况，这主要是由于铁锰细菌对环境的要求所致．铁锰细菌与载体接触后，并不能立刻牢固地附着在其表面，若此时的滤速较大，相应的水流剪切力也较大，会将刚刚附着在滤料表面的细菌冲刷下来．所以在铁锰细菌与载体表面接触后需要一个相对稳定的环境，保证他们能在载体表面有一定的停留时间，以使铁、锰氧化细菌在载体表面牢固附着。为以后的生长、繁殖创造条件．随着滤层中微生物数量的不断增加，滤砂表面附着与固定的微生物量也不断增加，此时便可以逐渐提高滤速，因此，采取低滤速有利于生物滤层的快速成熟．根据以上理论，将运行滤速由5米降到2米。但除锰效果并没有取得良好的效果，反而出现了滤后水含锰量高于原水含锰量的情况。结合第二个运行周期所取得的成效分析，铁锰细菌生长、繁殖与溶氧量、滤速等因素有关，同于微生物的生长还需要一个特定的水质环境，为微生物的成长创造一些必须的营养元素，如碳、氮、磷等。降低了运行滤速，延长了原水在载体表面的停留时间，从而改变了生物膜生长环境。通过试验，低滤速显然影响到了生物膜的生长环境。第四个运行周期运行21天，反冲洗 历时5分钟，强度

10L/(m2·s)。

第五个周期中，将滤速直接提升至7m/h，进行尝试性运行，运行后第三天采水样化验，除锰率高达98%。之后几天的化验结果也很理想。运行一个星期后，将滤速调高到8m/h。该周期运行了17天，反冲洗 历时5分钟，强度10L/(m2·s)。

第六个周期从2012年9月4日开始，在肯定了滤料处于稳定期后，对工况进行了调整，运行滤速8m/h的情况下，连续化验了四天滤后水除锰率都在99%，将滤速由8m/h提升到10m/h，化验出水除锰效果依然很理想。又运行一个星期后，将滤速调高到8m/h。第四个周期运行了18天后结束。在第五个周期中，直接将滤速提升到12m/h，除锰始终保持在0.01mg/L，远远优于国家标准。顺利完成了生物法除铁除锰试验，为实际工程提供充足试验数据。

3、试验总结

在试验过程中，应该遵循生物膜成熟所经历的几个过程，在试验初期采用低滤速、弱反冲洗的运行规则，才能取得良好的试验效果。经过六个周期的运行，生物膜基本上已经很稳定，之后将运行周期减短为7天进行反冲洗，反冲洗强度有所增加，由10L/(m2·s)提高到了18L/(m2·s)，历时5分钟。经化验滤后水质依然很好。

参考文献

[1] 张杰,李冬,杨宏,等.生物固锰除锰机理与工程技术.北京:中国建筑工业

出版社,2005.[2] 张杰,戴镇生.地下水除铁除锰现代观.给水排水, 1996,22(10): 13～16

[3]李圭白，刘超.地下水除铁除锰(第2版).北京：中国建筑工业出版社，1989.[4]李冬、张杰、王洪涛等，除铁除锰生物滤层最优化厚度的探求.中国给水排水，2007.7

[5]张杰、李冬等.无烟煤滤料在生物除铁除锰水厂中的应用.沈阳建筑大学学报，2007.9

第三篇：反渗透水处理技术在电厂中应用

反渗透水处理技术在电厂中应用研究探讨

关键词：反渗透，化学清洗，双层滤料过滤器

反渗透(RO)作为一种简易、实用的水处理方式在电厂应用中已由全套进口逐步发展到国产化，其设计和运行也从原来的照抄照搬到国内独立完成。可以说在国内的电站水处理行业，对RO的应用已积累了相当的经验。但是我国电力行业还没有一套完整的关于RO设计、施工和运行的规程。RO用户虽然众多，但管理上不统一，并且在设备及技术上受制于外国膜制造公司。为从根本上扭转这一局面，以国内RO应用情况为依据，完善出一套适合我国国情的RO设计、施工和运行方案是当务之急。

笔者调研了国内RO用户的应用状况，结合应用中出现的问题，通过对比分析，就系统中几个环节提出自己的看法与认识。RO水处理方式是通过给水加压使水分子通过膜元件，把溶解盐类的水化离子或大分子阻留在浓水侧。因水质浓缩，为防止CaCO3、CaSO4、BaSO4、SrSO4等难溶物质结垢要有加酸系统和阻垢剂加药系统；为保证RO入水不损坏膜元件，前面有预处理；后面可加离子交换(IEX)以进一步提高水质标准。RO单元应包括:保安过滤器、高压泵、RO膜组件、化学清洗系统、加药系统、检测仪表及连接管线、辅助安全系统等设备。其典型系统见图1。

实际应用中，电站RO脱盐系统回收率大都为75%；常见的两段系统，前后段膜元件比例约为2：1，三段系统则前后段膜元件比例约为3：2，RO单元差别不大。其他方面因原水条件、出力、出水水质等要求不同会有较大差别，因此RO的设计、施工与运行不可千篇一律，其各个环节值得探讨研究。1 预处理部分的几点建议

尽管在RO入口前有保安过滤器(又称精密过滤器或5μ过滤器)以保证膜元件不被划伤或污堵，但前面的预处理系统合理设计与平稳运行对RO至关重要。国内电厂RO应用事故中70%以上与预处理有关。通过调研提出以下建议。

1)对于地表水源的RO脱盐系统，两层滤料过滤器(一般为无烟煤和石英砂)值得推广。华东地区五个RO用户均采用此设备，华北有RO水处理系统的电厂双层滤料过滤器的用户也不少。两层滤料过滤器截污能力大，运行周期长，运行中水头损失增长较慢，实践中应用效果良好，保证了RO入口水符合要求。

2)预处理中加药的选择:预处理中加入各种混凝剂，可以除去水中悬浮物，胶体等杂质。但如果不根据水源实情，一味地添加，不仅改善不了水质，相反会因药剂本身或药剂中所含杂质，而使水中带入对RO膜元件有害的物质。国内电厂RO事故中以此为因的不乏其例。轻则减短膜元件寿命，重则使部分膜元件报废。同时药剂之间的兼容性也不容忽视。如:使用六偏或聚丙烯酸为阻垢剂时，则混凝过程中不应使用阳离子型聚电解质作助凝剂。

3)活性炭过滤器的作用:活性炭可以除去水中有机物、余氯等有害于膜元件的杂质。对于CA膜，因其耐氯性强，抗有机污染性差，为防止微生物应在前处理中加入CL2或ＮａＯCL，一般不再加活性炭过滤，国内许多RO用户，如:杨树浦电厂、宝钢电厂、郑热五期等均如此。

上海石洞口电厂虽为CA膜，但预处理中加有活性炭过滤。结果为保证RO入口水含有一定余氯，不得不二次加氯；对于TFC膜，怕CL2，而耐有机污染能力稍强，常加活性炭过滤以使RO入口水余氯为零。因此维护活性炭过滤器的正常运行十分关键。如某电厂RO系统由于活性炭运行欠佳，活性炭出水COD反而增大，并且实测中没有活性炭过滤已能保证RO入口水质，使得活性炭过滤不仅形同虚设，反而成为事故的潜在隐患。另外，对于活性炭滤料的选择应注重实用效果，有些RO用户由于活性炭过滤器滤料的因素而出现运行事故应引以为诫。

4)保安过滤器运行良好的重要性:保安过滤器主要目的是为了保证RO进水不损坏膜组件，按运行方式可分为反洗型和不可反洗型。不可反洗型滤元为一次性，运行费用高，但效果好。国内电厂中后期投产的郑热六期、石洞口二厂、外高桥电厂、北京三热及衡水电厂的RO系统中均采用此种保安过滤器。尤其是石洞口二厂应用国内滤元，费用低而且运行良好，值得推广。而国内早期投产的电厂，保安过滤器多为可反洗型，操作上复杂些。例如宝钢电厂由于预处理欠佳，须每天反洗一次，而且还定期超声波清洗，石洞口电厂每周反洗一次，运行较好。但是，对于复合膜，不允许含余氯。保安过滤器则成为系统中细菌滋生及污物沉积的主要隐患。因此，滤元使用时间不宜过长，并且可以选择较高的滤速，建议采用15ｔ/(ｈ·ｍ2)滤元过滤面积，以便减少更换周期。这样，每次更换滤元的数量少，同时降低投资，防止了细菌滋生等隐患。2 RO附属系统的再讨论 2.1 RO系统加酸量

RO系统加酸调节入口水PH值，其剂量不仅要保证防止CaCO3垢，还要考虑膜元件的最佳运行PH值。对于CA膜其最佳运行PH值在5.5左右，对于TFC膜则在6～7左右(不同公司的膜的最佳运行PH值范围有所差别)。对于RO用户应根据实践经验进行调整，如上海石洞口二厂(采用聚酰氨复合膜)RO入口PH值为5.7，运行情况较好。但是PH值如果调得过低，不仅浪费酸，而且对膜性能的发挥不利。

为了保证RO系统的实际运行，根据用户水质特点及设备情况，甚至可以不加酸。如衡水电厂采用少加酸、不加阻垢剂的方式，不但降解了过去的污染，而且目前运行稳定，带来很大的经济效益和环境效益。2.2 阻垢剂的必要性

加阻垢剂如六偏磷酸钠，旨在防止CaCO3等物质结垢。如果水质良好，完全可以不加阻垢剂。RO水处理系统的大部分用户在实际运行中都没有加，但却都有此加药系统。这不能否认在一定程度上造成资金占用，因此在RO设计中对于确实水质良好，可以大胆地不上阻垢剂加药系统。2.3 关于冲洗系统

国外资料报导，500×10-6以下含盐量的水质可以用原水冲洗，即低压冲洗而不再另加冲洗设备，如果水质含盐量较高则必须用RO出水冲洗，需专门配置RO冲洗系统。实际上，许多电厂全套引进国外设备，有冲洗系统且为程序控制，即RO停运后自动由淡水箱送水入RO入口冲洗一段时间。这些电厂多数并没有投运此系统。如军粮城电厂原设计有，但投产以来没有用淡水冲洗，情况良好。笔者认为在RO设计时，如果水源水质良好(含盐量低)，应省去额外的冲洗系统。低压冲洗即可满足RO膜元件的要求。2.4 关于化学清洗

如果RO运行正常，每年只须化学清洗一两次。华东地区五个RO用户(除宝钢外)均选择临时接管的清洗办法。其它地区应用固定清洗系统的用户也很少。从实用性和经济性来看

第四篇：二氧化氯在饮用水处理中的应用

二氧化氯在饮用水处理中的应用

高红涛，康雅

(郑州市自来水总公司,河南郑州 450007)

摘要：该文介绍了二氧化氯的性质、应用；并通过与加氯消毒、臭氧消毒相比较，说明其在饮用水处理中所具有的优势以及广阔的发展前景。

关键词：二氧化氯；饮用水；消毒；

20世纪90年代初期以来，我国的水环境污染日趋严重，水源水质变差，加上二次污染的加剧，使自来水质量下滑。随着人们生活水平的提高以及自我保健意识的加强，饮用水的质量问题已引起人们的高度重视。目前我国绝大多数水厂还是沿用传统的“混凝、沉淀、过滤、加氯消毒”的水处理工艺。加氯消毒采用液氯、次氯酸钠、漂白粉等，对去除水中的有机物效果不理想，还会生成多种副产物，包括三卤甲烷(THMs)等致癌物质。饮用水氯化消毒在以上提及的各种方法中一直处于优势地位，这是因为氯气用于饮用水消毒具有操作简单、经验成熟、经济实用等优点，世界各国目前仍将氯气作为主要的饮用水消毒剂。但是近年来，随着科技的发展，人们对饮用水氯化消毒中存在的问题进行了深入的研究，并因此发现了饮用水氯化消毒的严重缺陷，这使得传统的氯化消毒的地位产生了动摇。欧、美等发达国家已基本上不用加氯消毒，代之以二氧化氯(ClO2)、臭氧等处理饮用水，有些国家还颁布了强制使用二氧化氯的法律和法规。我国使用二氧化氯消毒饮用水才刚刚起步，有待于进一步推广和普及。

1.二氧化氯性质介绍

二氧化氯在常温常压下是一种带有辛辣气味的黄绿至橙黄色气体，易溶于水形成黄绿或橙黄色溶液，溶解度为107.9g/L，其分子量为67.45，沸点11°C，熔点－59°C，气体ClO2密度为3.09（11°C），液体ClO2的密度为1.64，0℃的饱和蒸汽压为500torr。二氧化氯水溶液在密闭、阴凉处比较稳定，尤其水处理工艺中常用到的低于I.0mg/L的浓度下更加稳定。二氧化氯在水中以二氧化氯单体存在，不聚合生成ClO2气体，在20°C和4kpa压力下，溶解度为2.9g/L在水中不与有机物结合，不生成三氯甲烷致癌物，因此被称为不致癌的消毒剂ClO2结构中有一个带有孤对电子的氯－氧双键结构，极不稳定，光反应会产生氧自由基，具有强的氧化性。[1]

2.二氧化氯的发展历史与应用现状

1811年，美国人汉弗莱·戴维用氯酸钾和盐酸反应首次制造了二氧化氯；

十九世纪中叶，欧洲有人使用二氧化氯改善水的嗅味；

1944年纽约尼亚加拉瀑布的一家水处理厂首次将二氧化氯用于饮用水消毒。

到二十世纪70年代中期，随着二氧化氯用于饮用水研究的日益深入，美国、加拿大、德国、法国等欧美国家的水厂大多选用二氧化氯作为消毒剂，到1977年，欧美已经有上千家水厂使用二氧化氯处理饮用水。

80年代中期，美国农业部(USDA)和美国环保局(USEPA)确认二氧化氯为食品消毒剂和饮用水消毒剂；

1985年，日本的食品卫生法将二氧化氯列为食品添加剂和面粉改良剂；

1987年，美国粮食组织(USFDA)指定二氧化氯为食品加工设备消毒剂的首选产品；

在我国，虽然对二氧化氯的研究起步较晚，但目前在很多地区的很多领域，用二氧化氯作为消毒剂正在蓬勃发展。上海市卫生局1990年批准将C102应用于医疗卫生、食品加工消毒、食品保鲜、环境和饮用水消毒、服务性行业、冷库和水产养殖业的除臭、保鲜和消毒；广东省食品卫生监督所1987年批准将C102作为食品消毒剂和保鲜剂、食品工业的管道设备、容器、餐具的消毒剂；黑龙江省食品卫生监督所1992年批准C102作为食品行业的消毒灭菌剂；黑龙江省卫生厅1994年致函所辖地区在预防、医疗、畜牧、兽医、食品、工业管道、保鲜等领域应用C102。重庆市卫生局1997年颁文同意将CIO2作为饮用水消毒剂。

目前，国内有少数的净水厂使用二氧化氯消毒。例如，胜利油田1996年起开始使用德国普罗名特Bello zon二氧化氯发生器，深圳观澜镇牛湖水厂(I万吨/天)使用华特908二氧化氯发生器作为滤后消毒设备。在上海、大连等地，二氧化氯用于医院废水消毒处理或水产养殖防腐保鲜的事例也有报道。但在国内，距离大规模使用二氧化氯消毒剂还有较大的差距。

3.二氧化氯与其他消毒剂的对比效果

3.1 加氯消毒

加氯(液氯)消毒饮用水是最早使用的方法，其原理是：氯气溶于水后生成次氯酸，次氯酸不稳定，易分解生成氧，使细胞中磷酸丙糖去氢酶中的-SH被氧化而破坏，引起细菌的死亡。使用氯气作为饮用水消毒剂有很多缺点： [2]

①仅适合于偏酸性条件。当水的PH值小于5.0时，含氯消毒剂100%以次氯酸分子存在水中，杀菌能力特别强。但随着PH值的增大，次氯酸分子浓度逐渐减少，次氯酸根离子浓度逐渐增多。当PH值大于7.0时，次氯酸含量急剧减少，氯气的杀菌作用明显降低。

②氯气会和水中的有机物发生一系列取代反应，产生CHCl3、CHClBr2、氯乙酸等五十多种有机氯代物，影响人们的身体健康。

③水中的余氯影响自来水的口感和气味，使水的品质大打折扣。但若水中的余氯不足，又不能保证水的卫生。水中的余氯含量还会因输水管线问题而不稳定。

④如长期使用该杀菌剂，细菌产生了抗药性，使氯气的加入量逐渐增加，其副作用也越来越大。

但是，加氯消毒具有成本低、简便、杀菌能力强以及在水中能持续较长时间等优点，目前仍是世界上使用最多、最广泛的一种饮用水消毒剂，我国绝大多数水厂也是采用加氯消毒。对于水源质量较好的地区，加氯消毒仍是一种经济、有效的水处理方法。

3.2 臭氧消毒

臭氧氧化分解有机物的速度快，具有很强的杀菌能力。使用臭氧消毒，水中的病毒可在瞬间失去活性，细菌和病原菌也就被消灭，游动的壳体幼虫也能在很短的时间内被彻底消除。有关资料表明，消毒效果：臭氧>二氧化氯>氯>氯胺，消毒后水的致突变性：氯>氯胺>二氧化氯>臭氧。臭氧消毒被认为是替代加氯消毒的一种行之有效的消毒方法，世界上已有很多国家采用，特别是法国的普及率很高。臭氧消毒的缺点是：

①臭氧在水中易分解，不能保持杀菌消毒的持久性。

②成本高，电耗大，设备操作运行复杂。

③会产生羰基化合物(其中有毒醛类物质有甲醛、乙醛、乙二醛、甲基乙二醛)、含氧酸类、羧酸类等副产物。有溴离子存在时，会生成溴酸盐、溴仿等可疑致癌物。

④臭氧对某些有机物，如DDT、狄氏剂等的氧化无效。单独使用臭氧净水有利有弊，需视原水水质而异。但如果臭氧消毒与其他处理技术结合，如臭氧和活性炭联用，将利大于弊。

3.3 二氧化氯消毒

使用二氧化氯作为饮用水消毒剂具有以下优点：

①用量少，作用快，药效持久。每升水只要加入3%的二氧化氯溶液0.4mg，就可以使杀菌率达99%以上。[6][5][4][3]

②不容易产生致突变物———有机氯化合物。二氧化氯消毒反应主要是氧化反应，经氧化的有机物降解为以含氧基团(羧酸)为主的产物。加入的剂量越多，产生氯取代物的量越少。饮用水中投加少量二氧化氯还能有效抑制三卤甲烷(THMs)的生成。

③适应性广。二氧化氯对经水传播的病原微生物，包括病毒、芽孢及水路系统的厌氧菌、硫酸盐还原菌、真菌和藻类等均有较好的去除效果，对某些病毒的消毒效果比氯气、臭氧更有效。

④不受水体酸碱度的影响。水体的PH值在5~9的范围内，消毒效率影响不大。

⑤不与氨反应。对氨氮含量高的水，二氧化氯仍可保持其全部杀菌能力。

⑥可明显改善消毒水体的味觉和嗅觉。二氧化氯能与有异味的物质，如H2S、-SOH、-NH2等发生脱水反应消除臭味。

缺点：首先，二氧化氯很不稳定。贮存和运输比较困难。其次，二氧化氯价格要比氯气高很多。

从以上比较中可以看出，二氧化氯消毒具有明显的优势，不但氧化能力、杀菌能力强，受pH值和氨的影响小，不会生成致癌物和可疑致癌物，而且还可以改善水的味觉和嗅觉。因此，特别适合于受有机物污染的水源。

4.二氧化氯在我国饮用水处理中的应用及发展前景。

人类利用化学方法杀菌消毒是从19世纪初开始的，当时使用氯气为消毒剂。1820年漂白粉问世后，人们将其用到饮用水消毒，效果良好，开辟了化学杀菌消毒的第一个里程碑。此后人们又发现了第二代消毒剂环氧乙烷，第三代消毒剂戊二醛。二氧化氯被称作第四代杀菌消毒剂，目前，世界卫生组织已将其列为AI级、广谱、安全的消毒剂，成为国际上公认的氯系列消毒剂最理想的更新换代产品，应用领域越来越广阔。在我国，随着经济的高速发展，环境污染问题也日趋严重，特别是我国的水环境状况仍在恶化。1999年我国的环境状况公报称，中国的主要湖泊富营养化严重，主要河流有机污染普遍。二氧化氯特别适合于受有机物污染的水源，因此，在我国采用二氧化氯代替氯气进行饮用水的消毒已势在必行。早在“九五”期间，建设部已将二氧化氯列入替代消毒剂的推广应用研究之列。目前，上海、重庆、芜湖等城市已开始将二氧化氯用于饮用水的处理。四川大学化学学院与成都川大金钟科技有限公司联合开发出一种新型还原剂，与氯酸盐在酸性条件下反应，可生产出纯度大于95%的二氧化氯，并在每小时生产500g高纯二氧化氯发生器上应用成功。该技术已于2002年10月通[7]

过四川省科技厅组织的鉴定，专家认为，该技术属国内外首创，实用性强，经济效益和社会效益显著。这表明我国在高纯二氧化氯制备技术及发生设备方面取得重大突破，必将大大推动我国在饮用水处理领域采用二氧化氯替代氯气消毒的进程。

参考文献：

[1] 陆柱·可持续发展与水处理药剂[A]，全国水处理技术与节能、环保学术论文集[C]，1997·

[2] 黄君礼，饮用水处理中二氧化氯的评述。环境科学丛刊[J]，1992，13(1)：1-120

[3] 黄君礼，氯化黄腐酸形成卤仿的反应历程。环境化学[J]，1991, 10(6): 1-I1。

[4] 黄君礼，霍范菊等，饮用水氯消毒卤仿形成潜力预测模式的研究报告。1990, 120

[5] 王学凤，饮用水中CHCI,预测模式的研究，哈尔滨建筑工程学院硕士论文[C]。19890

[6] 黄君礼等，水中腐植酸等前驱物质对卤仿形成的影响。环境化学[J]，1987, 6(5), 14-220

[7] 罗晓鸿等，饮用水消毒剂的比较与评价。给水排水[J]，1994, vol.20, No.10,43-45.

第五篇：PLC控制在电厂化学水处理系统中的应用

PLC控制在电厂化学水处理系统中的应用.txt31岩石下的小草教我们坚强，峭壁上的野百合教我们执著，山顶上的松树教我们拼搏风雨，严寒中的腊梅教我们笑迎冰雪。科技情报开发与经济..SCI—TECHINFORMATIONDEVELOPMENT＆ECONOMY 2010年第20卷第2 22期

文章编号：1005—6033(2010)22—0189—03收稿日期：2010—06—21 PLC控制在电厂化学水处理系统中的应用 许阳..(大唐三门峡华阳发电有限责任公司，河南三门峡，472143)摘要：依据某电厂化学供水系统的原理及工艺流程，重构了以PLC控制的化学水处 理自动控制系统，介绍了该控制系统的构成、原理以及功能的实现。关键词：PLC控制；化学水处理系统；电厂 中图分类号：X703文献标识码：A 1我国影响化学水处理系统投入自动运行的原因

发电厂化学水处理系统大致由凝结水处理系统、补给水处

理系统、汽水取样监督系统及加药系统构成。在化学水处理系统 中要实现其自动化运行，一直是一代又一代人的愿望。但在国内 化学水处理系统投入自动运行的不多，原因主要有以下几点：..(1)化学水处理系统工艺复杂，现实中会出现许多异常情 况，实现自动化运行有很大困难。..(2)除新建电厂外，大部分厂只是改造旧的已有控制系统，对化学水处理系统不进行再更新，所以化学水处理系统的自动 程序不能正常运行。..(3)化学分析仪表大部分不过关，不能长期提供一个较稳定 的终点信号，制约了自动系统的投入。..(4)各厂对电厂化学水处理的重视程度不够，不舍得在化学 水处理系统上投资。..(5)部分电厂搞化学水处理系统的人力资源配备不高，不能

很好地领会控制系统的思想，也不能很好地维护控制系统，或者 根本就不相信程控系统。2系统分析

三门峡发电厂..1号、2号机组为..30万..kW，分别于..19 992年 和..19 994投产发电，控制系统采用的是早期的欧姆龙PLC产品，经过多年的运行，接线、继电器及执行元件都已经老化，必须进 行控制系统的改造才能满足系统良好运行的要求。3系统原理及改造设计..3．1工艺系统及自动控制要求

三门峡发电厂2x300MW机组补给水系统水源为宏农涧河

河谷的地下水，由两条供水管线送至厂区。化学水处理用水由2 台生水泵提供。来水经过混凝澄清、an-氧化氯杀菌、空气擦洗 滤池过滤、活性炭吸附过滤及一级除盐加混床深化处理后，供锅 炉用水。一级除盐设备按单元式串联连接，空气擦洗滤池、活性 炭过滤器和混床为并联连接。其中澄清池、空气擦洗滤池采用就 地远方操作，预处理活性炭过滤器、一级除盐、二级除盐混床设 备采用手动、程控操作。整个系统分为3块，即活性炭过滤器、一 级除盐系列、二级除盐混床。3个系统以除盐系列为主动系统，即 系列除盐启动，过滤器及混床随之启动；除盐系列停止，过滤器 及混床相应停止。过滤器正洗4步加反洗共有6步，除盐系列再 生程序共有l6步，混床再生共有19步，以导电度、运行时间和 制水量作为周期终点，其他各自有不同的参数进行相应的控制。三门峡发电厂2~300MW机组凝结水精处理采用高速混床低

压运行系统，不设前置过滤器。高混按单元制配备，每台机组配2台 高速混床，凝结水..lo oo％~理，不设备用床，每台机组配备..1套体外

再生装置。高速混床采用..HVOH一运行方式，正常运行出力3430

kN／h，最大出力4468．8kN／h，运行最高水温<50℃。高速混床的投运、停止、树脂输送采用远方控制和程序控制2种操作方式。再生系统 采用体外再生空气擦洗，当其中一个运行床失效后，传至体外再生 罐中进行再生。体外再生系统采用就地操作、远方控制及程序控制 操作3种方式。凝结水运行程序共3步，传指程序共..15步，再生程 序共..4 44步。凝结水系统运行周期以导电度、时间为终点。此次改造 后系统已经实现..1号、2号机组凝结水精处理控制室小室可不设值 班员，在化学水处理系统控制室集中监视控制。..3．2自动控制系统构成及原理

改造后的三门峡发电厂..1号、2号机组化学水处理自动控制 系统是具有较高自动化程度的现代化水处理控制系统。..3．2．1 PLC控制系统

该控制系统网络采用冗余星型网络结构，以..10 00MB速率的..TCP／IP光纤以太网作为信息传递和数据传输的媒体。网络连接 设备选用冗余以太网交换机，中心交换机连接操作员站、数据库 服务器和各控制系统，并通过网关与SIS或全厂辅助车间控制系 统网络连接。化学水控制系统网络在锅炉补给水控制室和..1号、2号机组凝结水精处理控制小室各设..1对网络交换机。..3．2．2化学水控制系统

化学水控制系统在锅炉补给水车间设集中控制室。该控制 室内设3台功能相同的操作员站，通过冗余以太网可对网络内 任一系统进行监控。1号、2号机组凝结水精处理控制室各设置..1 套操作员站，1号、2号机组凝结水精处理通过光纤与化学水控 制系统联网。设备调试完毕，l号、2号机组凝结水精处理控制室 小室可不设值班员，在一期化水系统控制室集中监视控制。..3．2．3锅炉补给水控制系统..189

许阳..PLC控制在电厂化学水处理系统巾的应j}j 锅炉补给水控制系统原则上采用MODICON昆腾系列产品，其主机采用昆腾系列的..14CPU43412型主机。主机、网络及交换 器均冗余配置。监控软件采用INTOUCH8．0。1号、2号机组凝结 水精处理控制系统各设置..1套主机，其主机采用昆腾系列的..14CPU43412型主机。主机、网络及交换器均冗余配置。..3．3 LCD操作员站..(1)LCD操作员站是化学水控制系统网络的监视控制中心，具有实时数据存取..(储存量：不小于800点，大于2周储存时 间)、C实时趋势冈调} }}、参

LD臧面显示、_ __j历史趋势图调朋打印、数处理、越限报警、制表打印、报表(存储时问大于2年)等功能，其巾趋势图可南操作员点取画面参数进行添加成组功能，每组 趋势图模拟量点数不小于5点，且能以不同颜色区分，能同时设 置的趋势图组数应不小于..5组。..(2)LCD画面能显示工艺流程及测量参数、控制方式、顺序

运行状况、控制对象状态，也能显示成组参数。当参数越限报警、控制对象故障或状态变化时，应以不同颜色显示，对于参数的越 限报警，以CRT软报警光字牌的形式进行声光闪烁报警。按照工 艺流程图设计LCD画面，设有足够的幅数以保证工艺系统和控 制对象的完整性及整个系统的运行和控制状况。..(3)LCD站有256种颜色，LCD为53．34em(21英寸)液晶显 示器，分辨率至少为..1280xi024。..(4)化学水控制系统网络在锅炉补给水控制室配备..3台功

能相同的操作员站，在..1号、2号机组凝结水精处理控制小室各 配备..1台操作员站。锅炉补给水控制室配备的3台操作员站从 任一台操作员站上都能对网络内任一系统进行监控，并且可以 定义任一台操作员站为化学水控制系统的工程师站，通过该..LCD操作员站可以对各工艺系统的控制系统进行编程。..(5)鼠标器作为光标定位装置，调用画面的击键次数不大于 2次。..(6)每台LCD操作员站应配备..1个键盘。每个键盘具有完整 的数字、字母键，使运行人员能直接调出各种所需的画面。这些 操作键的用途，能由编程人员重新定义。..(7LWidw形式的界面，)CD操作员站使..nos画面为全汉化。..(8)使用的软件支持双网通信。..(9)在LCD上能同时显示不少于4幅画面，LCD操作响应时

间和画面刷新时间不大于2S，LCD画面响应时间不大于..18。显 卡具有至少48MB的存储容量。..(1O)上位机采用工控机，主频不小于2．4GHz，内存不小于..512MB，硬盘容量不小于..8OGB，并配有..1．4 44MB的软盘驱动器

和不低于..48倍速的光驱。..(11)操作员站具备多媒体音响报警功能，配备..32位即插即 用声卡和多媒体防磁音箱。

上位机画面采用了三维绘图方式，使得整个画面立体感极

强。由于在改造前进行了多方考察，参考了很多先进的控制画面 的制作，【大J而在操作画面的设计上力求实用、简单、美观。主要操 作功能如下：

第一，自动方式。系统在自动方式下运行不需要任何人为参 与，整个系统严格按照系统工艺要求和程序要求自动进行。..19O 本刊E-albbxnont mi：j@sif．e科技论坛

第二，半自动方式。半自动方式是程序控制方式最为灵活、包含内容最多的一种方式，在半自动方式下设有程序暂停、干 预、跳步、强制启动、紧急停止几种功能。

在半自动方式下运行时，只是在几个大的步序设置中断点，此时需要人工参与才能进行下一段程序。典型控制按钮的说明 如下。

暂停键：按暂停键时，在程序暂停时相应系统的所有阀门、转机都将停止运行，程序计时停止，取消干预后，程序重新开始 运行。

跳步键：只有按下暂停键后，跳步功能才有效，按跳步键程 序将在本段程序内循环跳步。当取消暂停时，系统将从跳步后的 程序开始运行。

干预键：按干预键时，相应的系统或程序仍然保持原有状

态，程序计时停止，但系统内的阀门和转机可以进行手动开关、启停等操作，当取消干预时系统恢复原始运行状态。

强制肩动：当运行、反洗或再生等程序启动时，系统要进行 外部条件判断，当条件不满足时，不允许启动，但有时外部信号 会出现误动或拒动的情况..(这些条件会以醒目的红色显示在条 件判断对话框里)，此时，运行人员经过检查确认此条件已满足 时，可按下此按钮启动程序。

紧急停止：当运行、反洗或再生等程序进行中，系统出现紧

急情况，此时按下此按钮，系统停止所有转机，关闭所有阀门，停 止系统运行，转入停止状态。

通过这些特殊按钮实现的功能，在处理一些紧急和异常情 况时，大大方便了运行操作。

第三，数据统计报表功能。1号机所有的在线仪表数据在上 位机画面都能显示，并且每点都有实时趋热功能，0mi 能观察1 n 内的参数变化。部分数据(如系列人口流量、过滤器入口流量、阴 床入口流量、反洗流量等)具有累积功能。所有数据通过处理进 行统计报表。报表分为日报表、周报表、月报表，这些报表能在微 机上长期保存，以便以后查找。

第四，报警功能。所有的转机故障、水位低／高、浓度低腐、流 量低／N和一些重要的阀门的开关都设有报警。出现报警时弹出 报警信息对话框，经运行复位报警消失。

第四，无扰切换。在任何运行或再生中，可以在全自动，半自

动，手动之间切换，对运行结果无影响，有较高的稳定性和安全性。4结语

本系统基本上是将原来控制系统全部废除后重新构筑的。

改造后的效果非常好，由于各个控制终点更精确了。使得整个系 统的自动化水平有了较大的提高，人为的因素少了，使得我厂..1 号、2号机组凝结水系统实现无人值班，大大降低了生产成本。在 改造完成后控制系统的可靠率和自动投入率都有很大的提高，提升了设备的管理水平。..(责任编辑：胡建平)第一作者简介：许阳，女，1978年8月生，20 007年毕业于

中国地质大学，工程师，大唐---fq峡华阳发电有限责任公司，河 南省三门峡市，472143．

科技情报开发与经济..SITCNFMAIEEOPNCN21第2第2 22期

C—EHIORTONDVLMET＆EOOMY 00年0卷

文章编号：1005—6033(2010)22—0191—02收稿日~：2010—06—06 汾河二坝河道淤积土层作为上坝土料可行性分析 计庆宝..(水利部山西水利水电勘测设计研究院，山两太原，030 0024)摘要：介绍了汾河二坝枢纽工程的地质概况、地层岩性及物理力学性质指标，说明了 清淤段淤积物的化学分析和击实试验，对河道淤积土层作为防洪堤加固所用土料的可 行性进行了评价。

关键词：汾河二坝；河道淤积土层；防洪堤；上坝土料 中图分类号：TV64文献标识码：A 分为第④层和第⑤层。现分述如下： 1汾河二坝清淤工程概况

第②层岩性主要为低液限粉土，局部夹低限黏土层及级配

汾河二坝枢纽工程位于汾河中游的清徐县长头村西，始建不良砂层透镜体，呈灰黑色，有臭味，稍密，很湿，厚度0．8m～1．6 于1967年，系一低水头拦河引水闸坝T程，属大(2)型水闸，为m，分布于河道清淤段表层。低液限粉土层天然含水率为24．3％～..Ⅱ等工程。汾河二坝工程担负着太原、晋中、．m土74平均值为312天然密度为16／I3201／m3平均值

吕梁的56万h3．％，．％；．Ogcn-．..gc 地的灌溉用水任务，河道内淤积严重。清淤工程范嗣为坝址至潇为1．85g／cm；干密度为1．18g／cm’1．62g／cm’，平均值为1．41 河人汾口，总长3．5km，最高蓄水位764．4m。该河段内河谷宽..ca；饱和快剪凝聚力为7．9kPa一18．0kPa，平均值为14．3kPa；内 30n60m，0m左右，3。摩擦角为2．。2．。平均值为2．。黏粒为3896平均 0I4主河道宽3河流流向为$3W。清淤工3575，57；．％一．％，程拟将二坝拦河闸前蓄水区及上游主河道拓宽至150m以上，为5．9％。并延伸至潇河口。清淤河段的两岸堤防进行加高培厚，培厚堤顶第③层岩性主要为低液限粉土，局部夹低液限黏土、含砂低

宽8m；清淤区域两侧填筑土围埝，嗣埝与河道堤防之间利用清液限粉(黏)土及级配不良砂层透镜体，呈浅黄色，厚0．6m一4．5 淤淤泥回填，I342．％，64％；

表面覆土并恢复植被。n。低液限粉土层天然含水率为2．％一84平均值为2．..汾河二坝地貌单元属汾河洪冲积平原区，分布于晋中盆地天然密度为19／m~．2scn平均值为19／m； ．3gc320／I，．8gc干密度为..中南部，地势平坦、地形沿汾河南北东向西南微倾。出露地．3gc。16／m，平均值为15／I 开阔，15／m．1gc．7gcn3；饱和快剪凝聚力为..表地层在汾河河道内为新近淤积物，岩性主要为低液限粉土、低6．5kPa一8．3kPa，平均值为7．4kPa；内摩擦角为25．0。27．5。，平均 液限黏土，局部夹砂层透镜体，厚度1．5nl～6．5m，分布于汾河河值为26．3。，黏粒为2．2％一10．5％，平均为7．1％。道内。汾河两岸为第四系全新统洪冲积，岩性主要为低液限粉第④层岩性主要为级配不良砂层，夹有低液限黏土和含砂

土、低液限黏土、级配不良砂及粉土质砂层。汾河二坝河道清淤低液限粉土层透镜体，呈褐黑色，稍密，稍湿，局部含大量白云 段主要由汾河河道和两岸河流阶地组成，母厚28I39I土层顶面高程在7851 111725m。砂层天 河流弯曲凸岸河道宽，．n一1．n，5．..～6．10 00m． ．．370m，凹岸由于河流冲刷作用，大多紧靠现有防洪堤。然含水率为18．1％-23．7％，平均值为21．3％；天然密度为154 m，～..2．O0g／cm，平均值为..1．90g／cm’；干密度为..1．28s／c一1．69g／cm，2地层岩性及物理力学性质指标平均值为1．7 n；00ka1．..P，5i，饱和快剪凝聚力为1．P～83ka平均 地表上部地层为新近淤积物，按岩性分为第②层和第③层；值为14．2kPa；内摩擦角为25．5。28．5。，平均值为27．0。。

下部为第四系全新统洪冲积物，在勘探深度20in范围内按岩性第⑤层岩性主要为低液限黏土，呈浅黄色，最大揭露厚..1 11．1

TheApplicationofPLCControlintheChemicalWaterTreatmentSystem ofPowerPlant XU Yang ABSTRACT：Accrnoteprncpeadpoesfwohmiatrspyssenacranpwerpla，hi odigthiilnrcslofceclwaeuplytmietiontts paperreconstructsanautomaticcontrolsystem andintroducesthecomponentsand

ofchemicalwaterbasedonPLCcontrol，prniefhiotoytmadilmettofhucinsohiotoytm．

icplsotscnrlssenmpenainotefntoftscnrlsseKEYW ORDS：PLCcontrol；chemicalwatertreatment；powerplant 191