新型精密高压自动清洗过滤装置及取水监控系统在河道取水净化回用中的应用分析

新型精密高压自动清洗过滤装置及取水监控系统在河道取水净化回用中的应用分析

李毅

晖崟新能源科技（上海）有限公司  201709

摘要：市政、园林绿化、环境卫生和生态景观用水等应当使用地表水或再生水，禁止使用自来水，鼓励采用节水技术和污水再生利用技术。新型精密高压自动清洗过滤装置具有实时在线监测、数据统计与查询、取水计划管理与控制等功能。河道取用水监控系统技术是针对目前水资源取水过程存在的各种计量准确性问题，将采用智能水表、电磁流量计、超声波流量计等各种智能计量仪表，并结合了计算机、网络通信和传感器 三项技术，而开发的集成技术，达到对取水用户实施水量自动监控的目的。

关键词：生态景观；用水；节水技术；污水再生；利用技术；水量自动监控

一、引言

为致力于环卫园林智慧取水，研发了新型精密高压自动清洗过滤装置，并应用于千灯环卫所河道取水净化回用项目中。与之配套的河道水位监测系统适用于远程监测自然河流、人工运河、景观河道等的实时水位状况， 采用 GPRS/CDMA 通信时，支持远程拍照；采用光纤/ADSL 通信时，支持实时视频监控。河道水位监测系统在及时掌握主要流域、重点断面、城市内河的水源变化情况并及时预警洪涝事故、避免人员和经济损失等方面有着重要意义。

二、技术分析及案例介绍

为了贯彻住建部《城市节约用水管理规定》、《江苏省水资源条例》及《苏州市节约用水管理办法》文件精神，落实节水具体措施，文件明确指出各级人民政府应当规划和建设取用再生水、雨水或者河水的相关配套设施。市政、园林绿化、环境卫生和生态景观用水等应当使用地表水或再生水，禁止使用自来水，鼓励采用节水技术和污水再生利用技术。河水将作为重点的水源用于环卫及园林生产作业，就河水作为生产补充用水，其用水水质要求高，水量大，在现有条件下，应选用占地面积尽量小，效益高的河道净水装置。千灯环卫所河道取水净化回用项目方案从平面布置，工艺设计等诸多因素进行了综合性的周全考虑，并参考以往在工业给水站、水厂的工程建设中的宝贵经验，结合实际现场采取水样分析结果，推荐采用智能河道取水设备，从而为落实最严格的水资源管理制度提供技术支撑，促进水资源可持续利用和节约用水。

该项目取水口设置在其他工业用水排水口的上游,保证自动清洗过滤装置运转平稳可靠。一般取水点附近含有一定的藻类或其他微生物,在取水点周边种植水浮植物,并增设其他曝气装置,外围设置双层或多层滤网。取水点多在公共区域内,为便于取水人员操作,避免无关人员误操作,采用无接触式刷卡方式对设备进行开启,同时对设备有过时保护功能,在设备加水完毕后会在设定时间段内自动关闭,防止不必要的水资源浪费。采用自主知识产权程序设定过滤器定时开启自动清洗排污功能,有效避免滤网堵塞造成水压下降等多种不利因素。该装置配备自动补水系统,防止误操作引水管缺水而造成电机空转损坏,及时便捷补水。

（1）设备基础参数

主要构筑物及设备：

（1）提升泵

数    量：           2台

型    号：           100-160/32

品    牌：　　　　　 南方/凯泉/阳光

流    量：           100m3/h

扬    程：           32m

功    率：           11KW

材    质：           铸铁/SUS304

设备配置：           ◎电器控制系统1套   QMA/ABB

◎管道/阀门等

（2）自动清洗式过滤器

数    量：           2台

品    牌：　　　　　 晖崟科技

处理水量:            180.0m3/h

材    质：           SUS304/碳钢

过滤压力：　　　　 　1MPA

平面尺寸：          φ5001800mm

滤袋材质：          SUS304

设备配置：          ◎进出口压力表

◎管道阀门等

（2）设备工艺流程

研发的河水净化回用装置采用新型精密高压自动清洗过滤装置，管道示意图（图1），通过水中多层过滤网有效过滤水中的杂质，如：藻类悬浮物等，经过引水灌再次沉淀同时保护水泵空转，再由水泵加压后进入精密高压自动清洗过滤器，采用流量计实时监控设备取水流量，并选用专用变频技术保证水流水压的稳定性，防止水锤效应产生，同时确保该设备能够在8-15分钟内加满一辆10-12吨的洒水车，有效保证环卫园林日常取水作业。

图1：管道示意图

取水安装点位效果图（图2）和提升泵控制系统图（图3）

图2：取水安装点位效果图

图3：提升泵控制系统图

图4：泵站施工图

三、河道取水建立监控系统

（1）适用范围

河道取用水监控系统适用于从江河、湖泊和地下水取水的各类取水户水资源取用水计量监控。 

（2）系统特点

◆通过国家水利部水资源监测数据传输规约（SZY206-2012）、水资源监控设备基本技术条件（SL426-200

8）、“特殊区域水文、水资源数据安全采集系统RTU追加测试”等权威检测。

◆获得“全国工业产品生产许可证”。

◆获得“水资源实时监控管理系统”软件著作权证书。 

◆支持山西、浙江、陕西、河南等地方水利厅制定的传输规约。 

◆兼容不同厂家生产的脉冲水表、流量计。 

  支持的典型仪表及厂家：大连海峰、大连道盛、上海肯特、上海光华、沈阳兰申、 开封青天伟业、 唐山美仑、唐山汇中、山东潍微、宁波水表、连云港浪花水表、 连云港连利水表等。

（3）系统组成

◆监控中心：      

   主要硬件：服务器、计算机、交换机、打印机等。         

   主要软件：操作系统软件、数据库软件、水资源取用水监测系统软件。 

◆通信网络：中国移动公司 GPRS 无线网络、Internet 公网。

◆终端设备：水资源取用水监测终端 DATA-9201。 

     根据现场供电条件选择：市电供电型监测终端 DATA-9201                                                   

电池供电型监测终端 DATA-6216

◆计量设备：智能水表、电磁流量计、超声波流量计、明渠流量计等。 

河道取用水监控系统拓扑图如图5所示

图5：河道取用水监控系统拓扑图

（4）河道取用水监控系统功能

◆实时监测取水量、设备状态、供电状态等信息。 

◆支持 IC 卡售水和远程充值管理。 支持远程控制禁止/允许用水户取水。支持自动控制禁止/允许用水户取水。 

◆支持省、市、区县多级管理模式。 

◆支持监测数据、报警数据、操作数据的记录、统计、分析、对比、输出、打印。 

◆支持生成历史数据曲线。 

◆支持 GIS 地理信息系统。

◆预留与其它系统的数据接口，可并入水资源信息化管理系统。 

◆采用 GPRS 无线通信方式，支持其它通信方式。 

四、检查结果

在项目实施前进行原始河水水质

(1)原始河水水质

根据此次取水水样分析检测，排放浓度及水量如下（表1）：

设计水量:100m3/h，日运行时间：间歇运行。

 表1原始取水水样分析检测

(2)出水水质：

河水经处理后，水样检测表（表2），

河水经处理后水样检测表

表2表明出水达到《城市污水再生利用 城市杂用水水质》（GB/T18920-2020）中道路清扫国家标准，完全符合业主的要求。

单辆8T车取水作业时间10-12分钟，河道取水价包含电费及折旧，折旧年限按5年计提，理论寿命10年，后续年维护费用仅需设备费用15-20%。用水费用计算表如表3所示

表3. 用水费用计算表

注：如上表3计算可展现本设备优质、高效、经济节能的技术优势，每年总共能节省费用56万，无需安排专人值守，车辆司机刷卡即可操作加水，便捷快速防盗取水，在资源利用上更是每年节省是余万吨自来水，节约资源绿色循环更加环保，助力双碳推进。

五、结语

习近平总书记说过，绿色青山就是金山银山。千灯环卫所河道取水净化回用项目实施取得了圆满成功，获得了业主和附近广大村民的好评。千灯环卫所河道取用水监控系统技术是针对水资源取水过程存在的各种计量准确性做了很好的解答。两项技术结合使社会效益和环境效益都获得了丰收，很好地响应了总书记绿水青山的号召。这充分证明新型精密高压自动清洗过滤装置是符合道取水净化回用的高价值合格产品，该项技术也获得的国家专利。到目前为止，千灯环卫所河道取水净化回用项目设备运行良好。有理由相信，河道取水净化回用新技术的应用必将成为未来发展的趋势。

参考文献：

[1]王利海， 全自动清洗过滤器. 天津市，天津市长城过滤设备有限公司，2014-07-05.

[2]冉晓东.全自动自清洗管道过滤器在运行中存在的问题及对策[J].中国给水排水,2008,24(18):92-93+96.

[3]甘润伟,王长栋.全自动清洗过滤器的推广应用[J].农村科技,2008(05):86-87.

[4]文棋. 全自动自清洗过滤器过滤机理分析及控制系统研究[D].浙江大学,2004.

作者简介：李毅，男 ，1984年8月生，武汉理工硕士。晖崟新能源科技（上海）有限公司总经理   2006年7月参加工作，工作期间被公司聘为工程师及总工，2018年3月取得LEED AP。主要从事建设工程施工管理工作，在工地上曾担任过技术员、安全员、质量员、项目副经理等岗位。