一种新型净水车的设计

2018-01-24 神汽专用车

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(艾媛媛 史永明  河南中光学神汽专用车有限公司)


1、前言


随着经济全球化进程的加快以及环境污染的加剧,提高饮用水安全保障水平已经成为国内外社会关注的焦点问题之一。


目前,水处理技术迅速发展。市场上的净水设备,按工艺不同,可分为普通净水器、蒸馏净水器、离子交换净水器和电渗析净水器。普通净水器是按照混凝、澄清(沉淀)、过滤、消毒的工艺流程设计的,用于净化处理自然污染的淡水。蒸馏净水器多用于海水、苦咸水脱盐和消除水中的放射性物质。离子交换净水器装有利用离子交换树脂去除水中呈离子状态的有害物质(盐或放射性物质)的装置。电渗析净水器装有膜脱盐装置,在外加直流电场作用下,水中的盐离子有选择地通过离子交换膜,从而使海水或苦威水得到淡化。


上述净水设备主要是针对自来水厂,城市小区的水净化设备与供水设备方面。而针对突发事件,面向应急状态下的供水装备研究的较少。当地震发生时,通讯、电力设施和自来水系统遭到严重破坏,供水中断。再生水源易受粪便、污水以及腐烂物体的严重污染。当发生洪水时,由于洪水中含泥沙量较大,浊度较高;较大的洪水也会使水源受粪便.污水以及腐烂物体的污染,导致水源污染,无法直接饮用。在西北千旱内陆地区,由于降水稀少,蒸发强烈,水资源自然匮乏,作为主要供水水源的地下水,普遍含盐、含氟量高(俗称苦咸水)。通常由于水质低劣,口感极差,甚至不能饮用。多年以来严重影响了当地人民群众的生活质量和身体健康水平。因此,针对城乡居民及部队保障的应急供水系统与装备的研究有着广泛的前景和实际应用价值。


2、主要研究内容

2.1 车辆改装

主要研究内容包括:底盘选型,满足净水需求的净水设备以及保温厢体等。


2.2 车载发电供电系统

研究满足净水需求的车载发电供电系统,主要包括车载发电供电机组、发电控制系统、净水作业控制系统、故障自诊断与报警

系统等内容。


2.3 暖风系统

研究满足适应低温下净水需求的供暖系统。主要是暖风机选用。


2.4 水处理净化系统和RO系统

研究适应江河水、湖水、地下水、含苦咸水及常规污染水处理的水净化工艺、净水设备的选型等。


2.5 水质检测系统

研究满足净水车需求的水质检测系统,可对产品水进行常规检测,确保饮用水安全。


3、关键技术

3.1 车辆整体设计布局

净水车由适应寒区的二类底盘加装保温厢体和净水设备改装而成。

净水车厢体内主要布置发电机组、取水系统、净水装置.R()系统、控制系统及配附件。其中发电机组布置在车厢前端中部、取水系统布置在车厢后端中部、配电系统在车厢前端左侧,车厢中部布置安装净水系统和RO膜组件,车厢尾部布置安装控制操作系统及附配件。净水车厢体布置见图1所示。


3.2 发电供电系统

净水车可以使用自发电源或使用市电工作,也可对外供电。发电控制系统具备过压、欠压、过载、缺相等保护功能。对外供电时,提供对外电源接口。发电供电系统由车载发电机组、配电控制系统及电缆卷盘等组成。配电控制系统主要由交流接触器、电机保护器、电场监控器、电源保护器、漏电保护器、空气开关、按钮指示灯等构成。


3.3 暧风系统

净水车在冬季使用时,发电机在厢体内散发的热量就能解决设备防冻问题。只有在贮存或驻车时,暖风机工作,控制厢内温度为0~5C,保证设备不会冻坏。暖风机及主要部件如图3所示。

 

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3.4 取水贮水系统

取水贮水系统用于从水源取水输送到净水车,并将处理好的水适量贮存。取水设备包括:取水潜水泵、输水软管及快速接头、取水电缆线卷盘及防水接头、浮筒及固定缆绳等。贮水设备包括:软体贮水罐、送水潜水泵及软管等。


3.5 水净化系统

水净化系统包括分离器1、分离器2、活性炭过滤器、紫外线消毒器等。水净化系统用于对原水进行净化、消毒处理。分离器1由两级循环螺旋旋流分离器、循环泵、控制阀门等组成。将原水与微滤膜组件的浓缩水混合,分离去水中的杂质。分离器2由微滤膜组件、气水冲洗罐、空压机、控制阀门等组成。原水通过微滤膜将其浊度降至2度以下。活性炭过滤器中装有粒状活性炭。活性炭具有良好的吸附性能,可降低水中的色度和异味,改善水质。


3.6 RO系统

RO系统包括:压力表、RO膜组件、紫外线消毒器、高压泵、快速接头及药液清洗罐等。R()膜组件、压力表、加压泵、药液桶及控制阀门组成。其作用是将经过净化的水处理成直接饮用水。


3.7 水质检测

选用便携式水质检测设备,能对产品水进行常规检测。可以对检测氨氮、余氯、磷酸盐、亚硝酸盐、硫化物、六价铬、氟、氰、汞、铅、钡、镉等指标进行检测。


3.8 自动控制系统

自动控制系统主要由电控箱、主控制箱、消毒控制器、传感器、外部电源输入电缆卷盘、潜水泵电源输出电缆卷盘、泵和电磁阀等组成。


4、工作原理

净水车工艺流程:原水由潜水泵提升经输水软管进入分离器1、分离器2、活性炭过滤器、分离器3、紫外线消毒器,去除原水中的杂质,杀灭致病微生物,使出水达到生活饮用水卫生标准。


4.1生活用水工艺流程

原水由潜水泵提升经输水软管进人分离器1,去除部分杂质。再流经分离器2去除水中悬浮物,再经过活性炭过滤器降低水的色度和异味,最后经过紫外线消毒器杀灭细菌、病毒后成为生活饮用水。工艺流程见图4.


4.2 直接饮用水工艺流程

净化水经分离器3,去除水中的细菌、病毒等杂质,再经过消毒成为安全卫生的饮用水。直接饮用水工艺流程见图5。


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4.3 制水控制

制水控制系统由外部电源输人电缆卷盘、潜水泵电源输出电缆卷盘、电控箱、主控制箱、消毒控制器、传感器、泵和电磁阀等构成。自动控制系统用于控制和保护发电、水净化、R()膜组件设备的正常运行。制水控制系统原理如图6所示。


4.4 自动控制系统工作原理

为确保系统工作正常,设置电源控制。发电输出直接接人主机箱,外部电源经电缆、防水插头接入主机箱。为避免外部电源和车载发电电源同时送人系统而引起设备损坏,控制系统设置了电源自动选择功能,最先进人系统的电源被选择并自动断开另一路电源。两路电源在送人电源选择单元前必须经过电源保护器,若电压查过设定上限或低于设定下线,则通过电压选择单元切断电源。为确保泵类设备旋转方向正确,经选择后的电源由电场监控器监测相序并控制相序调整单元自动调整相序,系统电源始终为正序。当系统用电超过32A或漏电电流超过30A时,过载/漏电保护单元将切断电源。


5、结束语

该净水车采用高效膜过滤技术,操作使用方便,机动性能好,自动化程度高,是一种高新技术供水装备。该项目的成功研发填补了国内空白,尤其是寨区的适应性处于国内先进水平。该净水车既适应部队后勤保障,又适应科学考察、地质勘探、石油开采、水质净化等民用部门使用,有着非常广阔的市场情景。