上海臨江水廠紫外線消毒器設(shè)計(jì)概述

1 上海臨江水廠工程概況
上海臨江水廠位于上海浦東新區(qū)南部，原水取自黃浦江上游，氨氮、錳、有機(jī)物含量高，溶解氧值低，水質(zhì)波動(dòng)大。臨江水廠設(shè)計(jì)總規(guī)模60萬m³/d，分兩期建設(shè)。一期于1997年8月建成投產(chǎn)，處理能力40萬m³/d，采用常規(guī)處理工藝。二期于2004年開始實(shí)施，包括擴(kuò)建20萬m³/d常規(guī)處理工藝和新建60萬m³/d深度處理工程。為進(jìn)一步改善水質(zhì)，于2005年啟動(dòng)凈水深度處理工程：在凈水系統(tǒng)中增設(shè)了預(yù)臭氧、中間提升、后臭氧、活性炭吸附和紫外線消毒器消毒等工藝措施。消毒工藝采用多屏障組合式消毒，出水水質(zhì)滿足生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB5748-2006），有效解決了隱孢子蟲和賈地鞭毛蟲的去除問題。
2 上海臨江水廠紫外線消毒器消毒系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述
臨江水廠紫外線消毒系統(tǒng)具體設(shè)計(jì)參數(shù)如下：
4套K系列水廠紫外線消毒器消毒反應(yīng)器，采用全不銹鋼S30403材質(zhì)，具有能耗低，效率高，水頭損失小等特點(diǎn)。4套紫外線消毒反應(yīng)器采用并聯(lián)方式。紫外線消毒反應(yīng)器設(shè)計(jì)zui大水量6627m³/h，zui小水量3313m³/h；設(shè)計(jì)透光率96%；工作壓力1.5*10^5Pa。紫外線消毒間尺寸約為13m*15m。設(shè)計(jì)流量20萬m³/d（3用1備）。根據(jù)US EPA UVDGM，總大腸桿菌0CFU/100ml，兩蟲去除均為2.5log-3log；初期紫外線生物驗(yàn)證劑量27MJ/c㎡（即270J/㎡，5排燈管運(yùn)行時(shí)）；遠(yuǎn)期紫外生物驗(yàn)證劑量40mJ/c㎡（即400J/㎡，7排燈管運(yùn)行時(shí)）。
3 紫外線劑量控制
該套水廠紫外線消毒器紫外線消毒系統(tǒng)可與對(duì)紫外燈管的工作及其功率進(jìn)行控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)紫外線劑量的控制。PLC根據(jù)流速和測(cè)定的紫外線強(qiáng)度確定紫外線消毒系統(tǒng)工作燈組的數(shù)量和燈管的功率，以獲得所需要的紫外線劑量，這樣功能大大節(jié)省了紫外線消毒器運(yùn)行耗電。
當(dāng)水廠紫外線消毒器系統(tǒng)初次啟動(dòng)時(shí)，所以燈管按照輸出功率啟動(dòng)，運(yùn)行10min后（10min的延遲自動(dòng)控制可避免啟動(dòng)時(shí)劑量過低的風(fēng)險(xiǎn)）PLC根據(jù)實(shí)際劑量與目標(biāo)劑量進(jìn)行對(duì)比，然后系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。首先優(yōu)先調(diào)整的是紫外線燈管的輸出功率，當(dāng)紫外線劑量超過目標(biāo)劑量時(shí)，功率下降直至達(dá)到目標(biāo)劑量，反之亦然。例如，當(dāng)水質(zhì)變好，紫外線透光率增大時(shí)，劑量就會(huì)升高，此時(shí)可以降低紫外線燈管的功率；而當(dāng)石英套管結(jié)垢增多或燈管老化時(shí)，劑量下降，此時(shí)需升高紫外線燈管的功率。第二步，如果實(shí)際劑量仍與目標(biāo)劑量相差較大，則控制燈管數(shù)量進(jìn)一步調(diào)整劑量。先是通過功率，當(dāng)功率調(diào)節(jié)達(dá)95%以上并持續(xù)1min時(shí)，運(yùn)行時(shí)間zui短的一排燈管點(diǎn)亮，PLC自動(dòng)控制率下降達(dá)目的劑量；當(dāng)功率達(dá)55%時(shí)，PLC自動(dòng)控制率上升至，準(zhǔn)備關(guān)閉一排燈管，2min后關(guān)閉運(yùn)行時(shí)間zui長的一排燈管，PLC自動(dòng)控制率上升達(dá)到目標(biāo)劑量。
控制劑量有兩個(gè)方面優(yōu)點(diǎn)：首先就是節(jié)省能耗和運(yùn)行費(fèi)用。*，一般水廠夜間產(chǎn)水量很低，正常情況下為全部燈管運(yùn)行，夜間可以關(guān)閉60%的燈管，只需開啟40%的燈管，這樣可以大大節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用。其次，燈管點(diǎn)亮?xí)r間縮短可延長燈管的更換周期。同時(shí)，燈管質(zhì)保壽命是根據(jù)其實(shí)際點(diǎn)亮?xí)r間計(jì)算的，這大大節(jié)省了燈管維護(hù)和更換費(fèi)用。