二次供水設(shè)施的廣泛使用有效緩解了高層建筑供—用水矛盾,已成為城鎮(zhèn)供水系統(tǒng)的重要組成部分。但是在二次供水設(shè)施處極易發(fā)生二次污染,對用戶的飲水安全有潛在的威脅。二次供水水質(zhì)變差主要包括供水系統(tǒng)末端余氯損耗嚴重,水箱內(nèi)發(fā)生二次污染,水力停留時間過長等原因。本研究采用理論研究與實驗驗證相結(jié)合的研究方法,以次氯酸鈉溶液作為消毒劑,并結(jié)合二次供水系統(tǒng)的特點構(gòu)建一種基于增量式PID控制的二次供水水箱加氯消毒系統(tǒng),系統(tǒng)通過離散化控制實現(xiàn)周期性地反饋調(diào)節(jié)次氯酸鈉的投加量,最終達到穩(wěn)定控制水中余氯的目的。系統(tǒng)采用多管路投加的方式,以水箱的進水口為主要投加點,根據(jù)進水量大小采用按比例投加的方式進行加氯;以水箱出口處為輔助投加點,當(dāng)水箱出口處水中余氯濃度偏低時,按照模糊控制進行補加氯。在系統(tǒng)進行加氯的過程中,不斷檢測、分析水箱出水端的余氯濃度,周期性的反饋調(diào)節(jié)加氯量。本系統(tǒng)主要解決目前二次供水系統(tǒng)普遍存在的水質(zhì)問題,尤其是供水末端水中自由性余氯不足的問題。將研發(fā)的二次供水余氯補加裝置及配套的系統(tǒng)應(yīng)用于西北某市的二次供水設(shè)施,分別進行加氯消毒和余氯補加試驗研究,從而對系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和余氯控制效果進行優(yōu)化和完善... 

【文章來源】：西安建筑科技大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

研究技術(shù)路線圖

西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文112反饋加氯系統(tǒng)的設(shè)計在二次供水處進行加氯消毒具有加氯量較小，受用水影響較大，余氯控制精度要求極高等特點。以次氯酸鈉作為消毒劑有消毒效果好，消毒副產(chǎn)物少，可以避光存放等諸多優(yōu)點。因此，以次氯酸鈉作為氯源的加氯消毒系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)二次供水系統(tǒng)運行的特點控制好加氯量，同時結(jié)合次氯酸鈉衰減的規(guī)律調(diào)整加藥量。此外，由于二次供水處于靠近用戶的供水系統(tǒng)末端，水中余氯濃度要求穩(wěn)定地控制在合理范圍內(nèi)。2.1系統(tǒng)概要設(shè)計2.1.1二次供水系統(tǒng)運行特點為提高系統(tǒng)供水的安全性，一般在二次供水處設(shè)置一個轉(zhuǎn)輸水箱，同時該水箱也成為二次污染的高發(fā)地。因此，分析水箱運行的模式并結(jié)合其運行的特點，從二次污染的根源上解決末端水質(zhì)問題，為二次供水反饋加氯系統(tǒng)的設(shè)計提供理論依據(jù)。如圖2.1所示，水箱作為二次供水系統(tǒng)的一個重要組成部分，將市政管網(wǎng)與二次供水系統(tǒng)連接在一起。水箱主要起到儲水的作用，儲存一定量的水避免了在用水高峰時間段供水量不足等問題。水箱的進水通常由一組水力浮球閥（一用一備）進行控制，該閥具有自動控制水箱補水的作用。圖2.1二次供水設(shè)施簡圖圖2.2所示為常見的水力浮球閥斷面圖，其工作過程可以概括為以下兩點：當(dāng)水面下降后低于設(shè)定水位時，活塞上腔室內(nèi)壓力降低，活塞上下形成壓差導(dǎo)致閥瓣被打開進行補水；當(dāng)水面上升至預(yù)設(shè)水位附近時，活塞上腔室內(nèi)壓力逐漸增大致使閥瓣慢慢封閉減少進水。

西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文12圖2.2水力浮球閥斷面圖由浮球閥控制水箱進水的二次供水系統(tǒng)具有以下特點：（1）水箱內(nèi)的水停留時間較長。水箱內(nèi)的水位低于預(yù)設(shè)值時立即補水，在市政管網(wǎng)不缺水的情況下水箱始終處于“滿狀態(tài)”。（2）水箱內(nèi)存在多處死水區(qū)域。以常見的水箱（水箱內(nèi)無導(dǎo)流板）為例，水箱內(nèi)一直處于滿水狀態(tài)，導(dǎo)致水箱的底部及邊角處水流動緩慢，甚至不流動容易形成死水區(qū)。（3）水箱進行補水時流量不斷變化。浮球與設(shè)定水位的相對位置大小決定了閥門的開度，即閥門開啟的大校（4）水箱進水可以近似地反映出水箱出水情況。在市政管網(wǎng)水量充足的情況下，水箱出水端的流量近似等于水箱的進水流量。2.1.2次氯酸鈉衰減規(guī)律探究次氯酸鈉的水溶液是一種帶刺激性氣味的淺黃色液體。高濃度的次氯酸鈉溶液穩(wěn)定性較差，在高溫、光照的環(huán)境下分解速率加快，導(dǎo)致有效氯降低。因此，目前大多采用現(xiàn)場制備次氯酸鈉，但是在此過程中會有危險性氣體的產(chǎn)生。而次氯酸鈉溶液則更適用于“無人值守”的二次供水泵房消毒使用，因此對次氯酸鈉溶液的衰減規(guī)律進行深一步地探究顯得尤為重要。此外，作為飲用水消毒所使用的次氯酸鈉溶液應(yīng)符合《次氯酸鈉》（GB19106-2013）中關(guān)于有效氯、游離堿等相關(guān)規(guī)定。有研究表明，含堿量、有效氯、儲存環(huán)境均對次氯酸鈉的穩(wěn)定性有明顯的影響。次氯酸鈉分解可分為以下幾個過程：NaClO+H2O可逆NaOH+HClO(2-1)2HClO光、熱→2HCl+O2↑(2-2)

【參考文獻】：
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本文編號：2996319