远程云监控的村镇超滤水厂装置的制作方法

1.本实用新型涉及的是远程云监控的村镇超滤水厂装置，属于水处理的技术领域。


背景技术：

2.目前，我国新农村建设正在快速推进，可村镇供水的问题也不少。首先是村镇水厂的水处理工艺技术较为落后，多采用“加药混凝、沉淀、过滤、消毒”常规工艺处理河水、水库水等地表水，水源水质受季节变化的影响大，平常河水浊度较低，而雨季河水变浑浊、泥沙量增大，夏天藻类增多，都会极大的影响村镇水厂的处理效果，出厂水的浊度经常超标，水质感官效果差。虽有专利如201810130191.1常规工艺的中小型水厂短流程深度水处理系统及改造方法，将传统工艺改造成“预处理池、臭氧接触池、滤池和紫外消毒室”，新增臭氧和紫外消毒工艺，将石英砂滤池原位升级改造为活性炭-石英砂双层滤料滤池，对低污染水中的有机污染水质有所改善，但对浊度提高不多。其二是村镇水厂的自动化控制程度较低，其加药、反洗等多为人工操作，受操作人员的技术素养与工作态度影响较大。第三是广大村镇水厂的规模小、数量多、分散，专业人员缺乏，日常运行管理不到位，故障时有发生，难以保证供水水质。


技术实现要素：

3.本实用新型提出的是一种远程云监控的村镇超滤水厂装置，其目的旨在针对上述村镇水厂存在三类问题，发明一种远程云监控的村镇超滤水厂装置。
4.在村镇超滤水厂的远程云监控方面，采用vpn技术，即虚拟私人网络技术，在vpn服务器的系统控制下，利用带防火墙的vpn网关，透过互联网将计算机监控系统与分散的水厂触摸屏相连接，利用远程云监控系统来监控分散水厂的实时运行情况，进行集约化管理，通过专业技术人员在集中监控平台进行日常值守，提高超滤水厂的运营管理效率，维护分散的超滤水厂的安全运行，保证村镇用户的用水安全。
5.在小型村镇超滤水厂的自动控制方面，采用内设网络通讯功能的触控计算机，向上通过互联网与远程云监控中心的监控计算机相联；向下利用可编程逻辑控制器接收流量、液位、压力和温度测值；并利用可编程逻辑控制器自动控制水泵、风机和自动阀门的工作；利用可编程逻辑控制器接收浊度、ph、余氯表的测值，并远传到远程云监控中心的监控计算机，使得远程云监控中心随时掌握分散超滤水厂的运行情况，保证超滤水厂的安全工作。
6.在村镇水厂水处理技术方面，采用孔径≤50nm的pvdf（聚偏氟乙烯）浸没式超滤膜对河水中的悬浮物与细菌进行深度过滤，高效去除水体中的悬浮物、铁、锰金属、藻类和微生物等物质，并通过投加二氧化氯进行消毒，将河水的浑浊度从5～500 ntu一下滤到浑浊度≤0.1 ntu，菌落总数≤10 cfu/ml，满足和高于gb 5749-2006《生活饮用水卫生标准》规定生活饮用水水质的菌落总数≤100 cfu/ml，浑浊度≤1ntu的主要限值标准；远高于小型集中式供水水质的菌落总数≤500 cfu/ml，浑浊度≤3ntu的主要限值标准。
7.浸没式超滤技术是新一代绿色环保的膜技术，浸没式超滤出水的超低浑浊度与低菌落总数，意味着水中的微生物、细菌、有机物等水质指标都会较低，对小型村镇水厂可以作为主要监控水质指标对待；超滤技术能很好地滤除藻类，减少消毒剂的投加，也不用投加大量的混凝剂，从而降低水厂的药耗与能耗。
8.本实用新型的技术解决方案：远程云监控的村镇超滤水厂装置的远程云监控系统，其结构包括计算机监控系统、1#vpn网关、互联网、2#vpn网关、vpn服务器、1#水厂触摸屏系统、1#超滤水厂装置、2#水厂触摸屏系统、2#超滤水厂装置、n#水厂触摸屏系统、n#超滤水厂装置、移动终端；其中计算机监控系统通过1#vpn网关与互联网相连，再通过2#vpn网关与1#水厂触摸屏系统、2#水厂触摸屏系统、以及n#水厂触摸屏系统的一端相连，1#水厂触摸屏系统、2#水厂触摸屏系统、以及n#水厂触摸屏系统的另一端分别与1#超滤水厂装置、2#超滤水厂装置、以及n#超滤水厂装置相连；vpn服务器通过互联网将计算机监控系统与1#水厂触摸屏系统、2#水厂触摸屏系统、以及n#水厂触摸屏系统进行连接；移动终端也通过互联网与1#水厂触摸屏系统、2#水厂触摸屏系统、以及n#水厂触摸屏系统进行连接；通过远程云监控系统，具体是在vpn服务器的系统控制下，透过互联网将计算机监控系统与分散的水厂触摸屏相连接，利用远程云监控系统来监控分散水厂的实时运行情况，进行集约化管理，通过专业技术人员在集中监控平台进行日常值守，提高超滤水厂的运营管理效率，维护分散的超滤水厂的安全运行，保证村镇用户的用水安全。
9.本实用新型的优点，本实用新型远程云监控的村镇超滤水厂装置，是针对目前村镇水厂存在的水处理工艺落后、自动化控制程度较低、专业管理不强的问题；首先采用浸没式超滤技术生产出浑浊度≤0.1 ntu、菌落总数≤10 cfu/ml的优质饮用水，满足gb 5749-2006《生活饮用水卫生标准》的要求；其次采用带远传功能的触控计算机控制浸没式超滤系统的稳定运行；最后采用远程云监控技术，在监控中心的平台上利用vpn技术对分散的村镇超滤水厂通过互联网进行实时的监控，从而保证远程云监控的村镇超滤水厂的供水安全。
附图说明
10.附图1远程云监控的村镇超滤水厂装置的远程云监控系统结构示意图。
11.附图中pcms表示计算机监控系统，gwfw1表示1#vpn网关，internet表示互联网，gwfw2表示2#vpn网关，vpns表示vpn服务器，wtp1表示1#水厂触摸屏系统，wts1表示1#超滤水厂装置，wtp2表示2#水厂触摸屏系统，wts2表示2#超滤水厂装置，wtpn表示n#水厂触摸屏系统，wtsn表示n#超滤水厂装置，mt表示移动终端，包括笔记本电脑、智能手机等。
12.附图2远程云监控的村镇超滤水厂装置的n#水厂触摸屏系统结构示意图。
13.附图中wtpn表示n#水厂触摸屏系统，tpc表示触控计算机，plc表示可编程逻辑控制器；fm1表示超滤产水流量计，fm2表示超滤反洗流量计，ll1表示超滤膜池液位计，ll2表示清水池液位计，ll3表示次氯酸钠加药箱液位计，ll4表示二氧化氯加药箱液位计，pm1表示超滤产水压力表，pm2表示超滤进水压力表，pm3表示取水泵压力表，pm4表示供水泵压力表，pm5表示反洗泵压力表；wt表示温度仪，tb表示浊度表，cl表示余氯表，ph表示ph表；wp1表示取水泵，wp2表示超滤抽吸泵，wp3表示供水泵，wp4表示超滤反洗泵，ap表示超滤反洗风机，dp1表示次氯酸钠加药泵，dp2表示二氧化氯消毒剂投加泵，av1表示超滤进水自动阀门，av2表示超滤产水自动阀门，av3表示超滤进气自动阀门，av4表示超滤反洗进水自动阀门，av5表示超
滤排水水自动阀门。
14.附图3远程云监控的村镇超滤水厂装置的n#水处理系统的结构示意图。
15.附图中wtsn表示n#超滤水厂装置，rw表示河水，tw表示供水，ew表示排水；p1表示取水泵，af表示自清洗过滤器，suf表示浸没式超滤膜池，p2表示抽吸泵，ct表示清水池，p3表示供水泵，p4表示反洗泵，b表示反洗风机，d1表示反洗加药装置，d2表示消毒剂投加装置。
16.附图4 远程云监控的村镇超滤水厂装置实施例的超滤水厂工艺流程图。
17.附图5 远程云监控的村镇超滤水厂装置实施例的远程云监控系统图。
具体实施方式
18.对照附图1，远程云监控的村镇超滤水厂装置的远程云监控系统，其结构包括计算机监控系统pcms、1#vpn网关gwfw1、互联网internet、2#vpn网关gwfw2、vpn服务器vpns、1#水厂触摸屏系统wtp1、1#超滤水厂装置wts1、2#水厂触摸屏系统wtp2、2#超滤水厂装置wts2、n#水厂触摸屏系统wtpn、n#超滤水厂装置wtsn、移动终端mt；其中计算机监控系统pcms通过1#vpn网关gwfw1与互联网internet相连，再通过2#vpn网关gwfw2与1#水厂触摸屏系统wtp1、2#水厂触摸屏系统wtp2、以及n#水厂触摸屏系统wtpn的一端相连，1#水厂触摸屏系统wtp1、2#水厂触摸屏系统wtp2、以及n#水厂触摸屏系统wtpn的另一端分别与1#超滤水厂装置wts1、2#超滤水厂装置wts2、以及n#超滤水厂装置wtsn相连；vpn服务器vpns通过互联网internet将计算机监控系统pcms与1#水厂触摸屏系统wtp1、2#水厂触摸屏系统wtp2、以及n#水厂触摸屏系统wtpn进行连接；移动终端mt也通过互联网internet与1#水厂触摸屏系统wtp1、2#水厂触摸屏系统wtp2、以及n#水厂触摸屏系统wtpn进行连接；通过远程云监控系统，具体是在vpn服务器的系统控制下，透过互联网将计算机监控系统与分散的水厂触摸屏相连接，利用远程云监控系统来监控分散水厂的实时运行情况，进行集约化管理，通过专业技术人员在集中监控平台进行日常值守，提高超滤水厂的运营管理效率，维护分散的超滤水厂的安全运行，保证村镇用户的用水安全。
19.对照附图2，远程云监控的村镇超滤水厂装置的n#水厂触摸屏系统wtpn，其结构包括触控计算机tpc、可编程逻辑控制器plc、超滤产水流量计fm1、超滤反洗流量计fm2、超滤膜池液位计ll1、清水池液位计ll2、次氯酸钠加药箱液位计ll3、二氧化氯加药箱液位计ll4、超滤产水压力表pm1、超滤进水压力表pm2、取水泵压力表pm3、供水泵压力表pm4、反洗泵压力表pm5、温度仪wt、浊度表tb、余氯表cl、ph表、取水泵wp1、超滤抽吸泵wp2、供水泵wp3、超滤反洗泵wp4、超滤反洗风机ap、次氯酸钠加药泵dp1、二氧化氯消毒剂投加泵dp2、超滤进水自动阀门av1、超滤产水自动阀门av2、超滤进气自动阀门av3、超滤反洗进水自动阀门av4、超滤排水水自动阀门av5；其中触控计算机tpc的控制端口连接可编程逻辑控制器plc的控制端口，可编程逻辑控制器plc的1至11号信号输入端口分别与超滤产水流量计fm1、超滤反洗流量计fm2、超滤膜池液位计ll1、清水池液位计ll2、次氯酸钠加药箱液位计ll3、二氧化氯加药箱液位计ll4、超滤产水压力表pm1、超滤进水压力表pm2、取水泵压力表pm3、供水泵压力表pm4、反洗泵压力表pm5的信号口相接，可编程逻辑控制器plc的12至15号信号输入端口分别与温度仪wt、浊度表tb、余氯表cl、ph表的信号口相接，可编程逻辑控制器plc的1至11号信号输出端口分别与取水泵wp1、超滤抽吸泵wp2、供水泵wp3、超滤反洗泵wp4、超滤反洗风机ap、次氯酸钠加药泵dp1、二氧化氯消毒剂投加泵dp2、超滤进水自动阀门av1、超滤产水自动阀门av2、
超滤进气自动阀门av3、超滤反洗进水自动阀门av4、超滤排水水自动阀门av5的控制口相接；通过n#水厂触摸屏，具体是利用触控计算机的内设网络通讯功能，向上通过互联网与远程云监控中心的监控计算机相联；向下利用可编程逻辑控制器接收超滤产水流量、超滤反洗流量、超滤膜池液位、清水池液位、加药箱液位、超滤产水压力、超滤进水压力、取水泵压力、供水泵压力、反洗泵压力、超滤清洗水箱温度的测值；并利用可编程逻辑控制器自动控制取水泵、抽吸泵、供水泵、反洗泵、反洗风机、次氯酸钠加药泵、二氧化氯投加泵及相关自动阀门的工作；利用可编程逻辑控制器接收浊度、ph、余氯表的测值，并远传到远程云监控中心的监控计算机，使得远程云监控中心随时掌握分散超滤水厂的运行情况，保证超滤水厂的安全工作。
20.对照附图3，远程云监控的村镇超滤水厂装置的n#超滤水厂装置，其结构包括取水泵p1、自清洗过滤器af、浸没式超滤膜池suf、抽吸泵p2、清水池ct、供水泵p3、反洗泵p4、反洗风机b、反洗加药装置d1、消毒剂投加装置d2；其中河水rw通过取水泵p1接至自清洗过滤器af的进水口，自清洗过滤器af的出水口接至浸没式超滤膜池suf的进水口，浸没式超滤膜池suf的出水口通过抽吸泵p2与清水池ct的进水口相接，消毒剂投加装置d2的出药口也接到清水池ct的进水口，清水池ct的1#出水口通过供水泵p3送出供水tw；清水池ct的2#出水口通过反洗泵p4与浸没式超滤膜池suf的反洗水进口相接，反洗加药装置d1的出药口也接至浸没式超滤膜池suf的反洗水进口，反洗风机b的出风口接至浸没式超滤膜池suf的反洗风进口；自清洗过滤器af的清洗水出口与浸没式超滤膜池suf的反洗水出口送出排水ew；通过超滤水厂装置，具体是先利用过滤精度100μm的自清洗过滤器对河水进行过滤，滤除悬浮物，保护超滤膜；再利用孔径≤50nm的pvdf浸没式超滤膜对水中的悬浮物与细菌进行深度过滤，通过投加二氧化氯进行消毒，将河水的浑浊度从5～500 ntu一下滤到浑浊度≤0.1 ntu，菌落总数≤10 cfu/ml，远高于gb 5749-2006《生活饮用水卫生标准》的要求，使得偏远分散村镇水厂产出优质饮用水，保证广大村镇用户的饮水安全，有力的推进新农村建设；同时通过反洗加药装置投加10%的次氯酸钠300mg/l，利用反洗风机与反洗水泵定时对浸没式超滤膜进行自动气水联合反洗，反洗时间间隔为30～90分钟，反洗时间为30～60秒，以维持浸没式超滤膜的长期稳定运行。
21.远程云监控的村镇超滤水厂的方法，包括如下步骤：
22.1）通过远程云监控系统，对分散的村镇超滤水厂进行实时监控，保证水厂的安全运行；
23.2）通过分散的水厂触摸屏，对浸没式超滤水厂进行自动测量与控制；
24.3）通过超滤水厂装置，利用浸没式超滤技术使得出水浑浊度≤0.1 ntu，提供优质饮用水。
25.所述步骤1）通过远程云监控系统，具体是在vpn服务器的系统控制下，透过互联网将计算机监控系统与分散的水厂触摸屏相连接，利用远程云监控系统来监控分散水厂的实时运行情况，进行集约化管理，通过专业技术人员在集中监控平台进行日常值守，提高超滤水厂的运营管理效率，维护分散的超滤水厂的安全运行，保证村镇用户的用水安全。
26.所述步骤2）通过分散的水厂触摸屏，对浸没式超滤水厂进行自动测量与控制，具体是利用触控计算机的内设网络通讯功能，向上通过互联网与远程云监控中心的监控计算机相联；向下利用可编程逻辑控制器接收超滤产水流量、超滤反洗流量、超滤膜池液位、清
水池液位、加药箱液位、超滤产水压力、超滤进水压力、取水泵压力、供水泵压力、反洗泵压力、超滤清洗水箱温度的测值；并利用可编程逻辑控制器自动控制取水泵、抽吸泵、供水泵、反洗泵、反洗风机、次氯酸钠加药泵、二氧化氯投加泵及相关自动阀门的工作；利用可编程逻辑控制器接收浊度、ph、余氯表的测值，并远传到远程云监控中心的监控计算机，使得远程云监控中心随时掌握分散超滤水厂的运行情况，保证超滤水厂的安全工作。
27.所述步骤3）通过超滤水厂装置，具体是先利用过滤精度100μm的自清洗过滤器对河水进行过滤，滤除悬浮物，保护超滤膜；再利用孔径≤50nm的pvdf浸没式超滤膜对水中的悬浮物与细菌进行深度过滤，通过投加二氧化氯进行消毒，将河水的浑浊度从5～500 ntu一下滤到浑浊度≤0.1 ntu，菌落总数≤10 cfu/ml，远高于gb 5749-2006《生活饮用水卫生标准》的要求，使得偏远分散村镇水厂产出优质饮用水，保证广大村镇用户的饮水安全，有力的推进新农村建设；同时通过反洗加药装置投加10%的次氯酸钠300mg/l，利用反洗风机与反洗水泵定时对浸没式超滤膜进行自动气水联合反洗，反洗时间间隔为30～90分钟，反洗时间为30～60秒，以维持浸没式超滤膜的长期稳定运行。
实施例
28.某县位于大别山区，在县城的水处理公司办公大楼设置一个村镇超滤水厂的远程云监控中心，作为分散村镇超滤水厂的集中监控平台，同时设立专业的水处理技术服务团队，对分散的村镇超滤水厂进行运维服务，保证村镇超滤水厂的出水满足gb 5749-2006《生活饮用水卫生标准》的要求。
29.这里给出远程云监控中心与一个村镇超滤水厂的实例。
30.设计主要进、出水水质与水量
31.某村镇超滤水厂的供水量为：1500t/d。
32.采用浸没式超滤的出水满足gb 5749-2006《生活饮用水卫生标准》的要求，其主要水质指标如下表：
[0033][0034]
表中标准限值的第二格数值是针对小型集中式供水的。
[0035]
工艺流程
[0036]
2.1 工艺流程
[0037]
超滤水厂的工艺流程见附图4 远程云监控的村镇超滤水厂装置实施例的超滤水
厂工艺流程图。
[0038]
远程云监控系统的流程见附图5 远程云监控的村镇超滤水厂装置实施例的远程云监控系统图。
[0039]
流程说明
[0040]
参见附图4，远程云监控的村镇超滤水厂装置实施例的超滤水厂工艺流程，河水经取水泵提升至100μm过滤精度的自清洗过滤器，滤除悬浮物与细砂后进入浸没式超滤膜池，利用孔径≤50nm的pvdf浸没式超滤膜进行深度过滤，截留大量的悬浮物与细菌，利用抽吸泵从浸没式超滤膜抽出清水至清水箱，通过投加二氧化氯进一步消毒，为保证消毒在管网的持续性，保证水中的消毒剂浓度，通过供水泵对外供水。同时通过每40分钟进行一次60秒的加药、反洗风机与反洗水泵进行气水联合反洗，保证超滤的稳定运行。超滤的反洗水与自清洗过滤器的反洗水自动排放。
[0041]
参见附图5，远程云监控的村镇超滤水厂装置实施例的远程云监控系统，vpn服务器通过互联网将远程云监控计算机与村镇超滤水厂的触摸屏连在一起，并利用防火墙（vpn网关）进行隔离，移动终端也可以通过互联网在vpn服务器的控制下与村镇超滤水厂的触摸屏连接，实时监控村镇超滤水厂的运行。
[0042]
超滤系统主要设计参数
[0043]
3.1土建工程：
[0044]
序号名称规格单位数量结构型式1浸没式超滤车间18.0mx8.0mx5.5m座1轻钢保温2值班室/化验室/维修间/库房合建15.4mx5.0mx4.0m座1钢混
[0045] 3.2主要设备：
[0046]
[0047]
[0048]