水厂系统的制作方法

1.本技术涉及水厂技术领域，特别涉及一种水厂系统。


背景技术：

2.随着水质标准的提升、以及水处理技术的发展，水厂的运行和管理要求越来越高，为满足安全生产、提高工艺水质、提升管理水平、优化成本等要求，在水处理过程中，需要实时采集和监测大量设施、设备、仪表、管阀、能源、物料、药剂、水质和水量等数据，以便达到实时分析、反馈和决策的目的。而目前，通常通过人工以实现对水厂的相关监控以及数据采集，需要较多的劳动力，而且通过人工实现对水厂的监控以及数据采集，容易疏忽，且无法达到精细化控制和管理的要求。


技术实现要素：

3.本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术提出一种水厂系统，能够实现对水厂的高度自动化控制、精细化监控和管理。
4.本技术提供了一种工艺系统，包括：
5.工艺系统，所述工艺系统用于对水进行工艺处理，所述工艺系统包括进水子系统、出水子系统、投药子系统；
6.信息系统，所述信息系统包括水量水质监控子系统，所述水量水质监控子系统用于监测所述进水子系统的进水水质数据及进水流量数据，以及监测所述出水子系统的出水水质数据及出水流量数据，并发送所述进水水质数据、所述进水流量数据、所述出水水质数据和所述出水流量数据；
7.所述进水子系统分别与所述水量水质监控子系统、投药子系统连接，所述进水子系统用于接收所述进水流量数据，并根据所述进水流量数据调节进水流量；所述进水子系统还用于接收进水水质数据，并根据所述进水流量数据和所述进水水质数据控制所述投药子系统进行投药；
8.所述出水子系统分别与所述水量水质监控子系统、投药子系统连接，所述出水子系统用于接收所述出水流量数据，并根据所述出水流量数据调节出水流量；所述出水子系统还用于接收所述出水水质数据，并根据所述出水流量数据和所述出水水质数据控制所述投药子系统进行投药。
9.根据本技术实施例的水厂系统，至少具有如下有益效果：本技术实施例的水厂系统包括工艺系统和信息系统，工艺系统包括进水子系统、出水子系统、投药子系统；信息系统包括水量水质监控子系统，水量水质监控子系统用于监测进水子系统的进水水质数据及进水流量数据，以及监测出水子系统的出水水质数据及出水流量数据，并发送进水水质数据、进水流量数据、出水水质数据和出水流量数据；进水子系统分别与水量水质监控子系统、投药子系统连接，进水子系统用于接收进水流量数据，并根据进水流量数据调节进水流量；进水子系统还用于接收进水水质数据，并根据进水流量数据和进水水质数据控制投药
子系统进行投药；出水子系统分别与水量水质监控子系统、投药子系统连接，出水子系统用于接收出水流量数据，并根据出水流量数据调节出水流量；出水子系统还用于接收出水水质数据，并根据出水流量数据和出水水质数据控制投药子系统进行投药。通过工艺系统对水进行工艺处理，通过信息系统监控工艺系统运行时的相关数据，以及管理所述工艺系统，以实现对水厂的高度自动化控制、精细化监控和管理。
10.根据本技术的一些实施例，所述工艺系统还包括前处理工艺子系统、预处理工艺子系统、深度处理工艺子系统和泥水处理工艺子系统，
11.所述前处理工艺子系统用于对来自进水子系统处理后的水进行前处理；
12.所述预处理工艺子系统用于对经过所述前处理工艺子系统处理后的水进行预处理；
13.所述深度处理工艺子系统用于对经过所述预处理工艺子系统处理后的水进行深度处理；
14.所述泥水处理工艺子系统用于对由所述前处理工艺子系统、预处理工艺子系统、深度处理工艺子系统排放的污泥、浮渣和废水进行泥水处理。
15.根据本技术的一些实施例，所述工艺系统还包括暖通除臭子系统，所述暖通除臭子系统用于对水厂进行暖通除臭。
16.根据本技术的一些实施例，所述信息系统还包括生产指挥调度子系统，所述生产指挥调度子系统用于接收调度指令，并根据所述调度指令控制所述工艺系统的运行。
17.根据本技术的一些实施例，所述信息系统还包括能源和物料管理子系统，所述能源和物料管理子系统用于监控所述工艺系统运行时的能源数据和物料数据。
18.根据本技术的一些实施例，所述信息系统还包括实验室管理子系统，所述实验室管理子系统用于管理实验室检测任务、仪器和药品。
19.根据本技术的一些实施例，所述信息系统还包括故障报警处理子系统，所述故障报警处理子系统用于采集所述工艺系统中的设备、仪表和管阀的故障数据，以及工艺运行异常数据。
20.根据本技术的一些实施例，所述信息系统还包括设备管理子系统，所述设备管理子系统包括设备信息库，所述设备信息库用于存储所述水厂系统中的设备、仪表和阀门的出厂信息、位置信息和巡检历史记录。
21.根据本技术的一些实施例，所述信息系统还包括派工单子系统，派工单子系统用于根据所述实验室检测计划响应输出检测任务工单；还用于响应所述生产指挥调度子系统输出生产任务工单；还用于响应所述能源和物料管理子系统输出能源和物料订购任务工单；还用于响应所述故障报警处理子系统输出故障处理任务工单；还用于响应所述设备管理子系统输出设备巡检、维修和更新任务工单。
22.根据本技术的一些实施例，还包括移动端，所述移动端用于接收任务工单和查询生产信息。
23.根据本技术的一些实施例，所述信息系统还包括信息中心，所述信息中心分别与所述工艺系统各子系统、信息系统各子系统连接和显示相关数据，并可以控制各子系统的运行、调整参数和阈值。
24.本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变
得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
25.本技术的附加方面和优点结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
26.图1为本技术一些实施例的水厂系统的结构示意图；
27.图2为本技术一些实施例的水厂系统的工艺系统的结构示意图；
28.图3为本技术一些实施例的水厂系统的信息系统的结构示意图；
29.图4为本技术一些实施例的水厂系统的部分子系统的连接示意图。
具体实施方式
30.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
31.在本技术的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
32.在本技术的描述中，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
33.本技术的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本技术中的具体含义。
34.参照图1，本技术实施例提供了一种水厂系统，水厂系统包括工艺系统和信息系统，工艺系统用于对水进行工艺处理；信息系统用于监控所述工艺系统运行时的相关数据，以及管理所述工艺系统；工艺系统包括进水子系统、出水子系统、投药子系统；信息系统包括水量水质监控子系统，水量水质监控子系统能够监控工艺系统中各个环节的水质以及水流量，例如，水量水质监控子系统能够监测进水子系统的进水水质数据及进水流量数据，以及监测出水子系统的出水水质数据及出水流量数据，并发送进水水质数据、进水流量数据、出水水质数据和出水流量数据；进水子系统分别与水量水质监控子系统、投药子系统连接，进水子系统用于接收进水流量数据，并根据进水流量数据调节进水流量；进水子系统还用于接收进水水质数据，并根据进水水质数据控制投药子系统投药；出水子系统分别与水量水质监控子系统、投药子系统连接，出水子系统用于接收出水流量数据，并根据出水流量数据调节出水流量；出水子系统还用于接收出水水质数据，并根据出水水质数据控制投药子系统进行投药。通过工艺系统对水进行工艺处理，通过信息系统监控工艺系统运行时的相关数据，以及管理所述工艺系统，以实现对水厂的高度自动化控制、精细化监控和管理。
35.可以理解的是，水量水质监控子系统包括水量监控模块和水质监控模块，水量监控模块设置有多个流量计，通过多个流量计，水量监控模块能够监控工艺系统运行时各工
艺环节的水的流量数据，例如，能够监控进水子系统的进水流量数据，能够监控出水子系统的出水流量数据。水质监控模块设有多个水质传感器，通过多个水质传感器，水质监控模块能够监控工艺系统运行时各工艺环节的水的水质，例如，能够监控进水子系统的进水水质，能够监控出水子系统的出水水质。
36.可以理解的是，进水子系统包括进水水量调节模块、进水水质调节模块和进水应急处理模块。进水水量调节模块设置有进水调节泵或阀，进水子系统与水量水质监控子系统连接，水量水质监控子系统包括有进水流量计，通过进水流量计检测进水子系统的进水流量数据，并将进水流量数据发送至进水子系统，进水子系统接收进水流量数据和生产调度指挥子系统发送的指令，并通过进水水量调节模块控制进水调节泵或阀，以控制进水流量，以达到调节进水水量的目的。进水子系统可以分别与多个进水源连接，进水水质调节模块可以通过调配不同源水量的比例，以调整进水水质；投药子系统包括储药模块、溶药模块和投药模块，储药模块用于存储药物，储药模块存储有多种药物，溶药模块用于溶解或稀释药剂，投药模块用于投放溶药模块中已溶解或稀释的药物，进水水质调节模块接收水量水质监控子系统发送的进水水质数据，并根据进水水质数据设定相应的投药种类与投药量，投药子系统根据进水水质调节模块的设定，对进水子系统中的水进行投药，投药子系统与进水水质调节模块配合调整进水水质，以使进水水质达到预设要求。
37.当进水流量数据或进水水质数据出现异常时，进水应急处理模块启动以应对异常情况，例如，应急处理模块包括应急药剂投加设备，当水量水质监控子系统检测到进水水质数据异常，例如进水水源藻类爆发严重，则启动应急药剂投加设备，在源水取水口投加应急药剂。
38.可以理解的是，出水子系统包括出水水量调节模块、出水水质调节模块和出水应急处理模块。出水水量调节模块设置有出水调节泵或阀，出水子系统与水量水质监控子系统连接，水量水质监控子系统包括有出水流量计，通过出水流量计检测出水子系统的出水流量数据，并将出水流量数据发送至出水子系统，出水子系统接收出水流量数据和生产调度指挥子系统发送的指令，并通过出水水量调节模块控制出水调节泵或阀、调节前端各工艺段处理水量，以控制出水流量，以达到调节出水水量的目的。出水水质调节模块接收水量水质监控子系统发送的出水水质数据，并根据出水水质数据设定投药种类、投药量，投药子系统根据出水水质调节模块的设定对出水子系统中的水进行投药，自动调整投药种类、投药量，出水水质调节模块与投药子系统配合调整出水水质，以使出水水质达到预设要求。当出水水质数据异常时，出水应急处理模块能够控制应急药剂投加设备进行应急药剂投加。
39.可以理解的是，参照图2至图4，工艺系统还包括前处理工艺子系统、预处理工艺子系统、深度处理工艺子系统和泥水处理工艺子系统。
40.前处理工艺子系统用于对来自进水子系统处理后的水进行前处理；
41.可以理解的是，本技术实施例的水厂系统可以应用于给水厂，也可以应用于污水厂。可以理解的是，本技术实施例的水厂系统应用于给水厂时，前处理工艺子系统可以包括格栅工艺模块、沉砂工艺模块、生物接触氧化工艺模块、化学预氧化工艺模块和物理吸附工艺模块。对经过进水子系统处理后的水进行前处理，前处理包括：通过格栅模块滤除水中的体积较大的固体污染物和漂浮物；通过沉砂工艺模块去除水中的沙粒；通过生物接触氧化工艺模块去除水中的有机物、氨氮以及亚硝酸盐等；通过化学预氧化工艺模块使水中的部
分有机污染物氧化分解、强化絮凝工艺处理效果、强化过滤工艺处理效果等；通过物理吸附工艺模块去除水中的部分有机物、胶体、部分重金属离子以及水中的显色物质。
42.本技术实施例的水厂系统应用于污水厂时，前处理工艺子系统可以包括格栅工艺模块、沉砂工艺模块、初沉工艺模块。对经过进水子系统处理后的水进行前处理，前处理包括：通过格栅模块滤除水中的体积较大的固体污染物；通过沉砂工艺模块去除水中的沙粒；通过初沉工艺模块去除水中的悬浮物。
43.预处理工艺子系统用于对经过前处理工艺子系统处理后的水进行预处理。
44.可以理解的是，当本技术实施例的水厂系统应用于给水厂时，预处理工艺子系统可以包括混凝工艺模块、沉淀工艺模块、澄清工艺模块、气浮工艺模块和过滤工艺模块。对经过前处理后的水进行预处理，则预处理可以包括：通过混凝工艺模块联动投药子系统，在水中投药并通过混凝反应，将水中胶体粒子、悬浮物、藻类等聚集形成絮凝体；通过沉淀工艺模块将絮凝体与清水分离；通过澄清工艺模块将絮凝体与清水分离；通过气浮工艺模块将絮凝体与清水分离；通过过滤工艺模块进一步去除水中的悬浮物。
45.当本技术实施例的水厂系统应用于污水厂时，预处理工艺子系统可以包括活性污泥工艺模块和生物膜法工艺模块，对经过前处理后的水进行预处理，则预处理包括：通过活性污泥工艺模块去除水中的溶解性的和胶体状态的可生化有机物以及能被活性污泥吸附的悬浮固体，以及去除水中的部分磷和氮；通过生物膜法工艺模块进一步去除水中溶解性的和胶体状态的有机污染物。
46.深度处理工艺子系统用于对经过预处理工艺子系统处理后的水进行深度处理。
47.可以理解的是，当本技术实施例的水厂系统应用于给水厂时，深度处理工艺子系统可以包括高级氧化工艺模块、生物膜法工艺模块和高分子膜滤工艺模块。对经过预处理后的水进行深度处理，则深度处理包括：通过高级氧化工艺模块以臭氧为主要氧化剂，实现对水中有机污染物的降解；通过生物膜法工艺模块去除水中溶解性的和胶体状态的有机污染物；通过高分子膜滤工艺模块进一步分离水中的悬浮物、细菌及颗粒性杂质。
48.当本技术实施例的水厂系统应用于污水厂时，深度处理工艺子系统可以包括混凝工艺模块、沉淀工艺模块、澄清工艺模块、气浮工艺模块和过滤工艺模块，对经过预处理后的水进行深度处理，则深度处理包括：通过混凝工艺模块联动投药模块，在水中投药并通过混凝反应，将水中胶体粒子、悬浮物等聚集形成絮凝体；通过沉淀工艺模块将絮凝体与清水分离；通过澄清工艺将絮凝体与清水分离；通过气浮工艺将絮凝体与清水分离；通过过滤工艺模块进一步去除水中的悬浮物。
49.泥水处理工艺子系统用于对由前处理工艺子系统、预处理工艺子系统、深度处理工艺子系统排放的污泥、浮渣和废水进行泥水处理。
50.可以理解的是，当本技术实施例的水厂系统应用于给水厂时，泥水处理工艺子系统可以包括回用水处理工艺模块和污泥浓缩脱水工艺模块。对由前处理工艺子系统、预处理工艺子系统、深度处理工艺子系统排放的污泥、浮渣和废水进行泥水处理，则泥水处理包括：通过回用水处理工艺对工艺系统产生的废水进行处理和回用；然后通过污泥浓缩脱水工艺模块对工艺系统产生的污泥和浮渣进行脱水。
51.可以理解的是，当本技术实施例的水厂系统应用于污水厂时，泥水处理工艺子系统可以包括回用水处理工艺模块、污泥浓缩脱水工艺模块、污泥消化工艺模块和沼气处理
工艺模块，对由前处理工艺子系统、预处理工艺子系统、深度处理工艺子系统排放的污泥、浮渣和废水进行泥水处理，则泥水处理包括：通过回用水处理工艺模块对工艺系统产生的废水进行处理和回用；通过污泥浓缩脱水工艺模块对工艺系统产生的污泥进行脱水；通过污泥消化工艺模块将进行脱水后的污泥中的有机物在厌氧条件下，由细菌降解为以甲烷为主的沼气和稳定的污泥；通过沼气处理工艺模块对沼气进行处理，去气体中的杂质、存储并循环利用。
52.可以理解的是，投药子系统分别与前处理工艺子系统、预处理工艺子系统、深度处理工艺子系统、泥水处理工艺子系统连接，水量水质监控子系统分别与前处理工艺子系统、预处理工艺子系统、深度处理工艺子系统、泥水处理工艺子系统连接，水量水质监控子系统能够监测前处理工艺子系统、预处理工艺子系统、深度处理工艺子系统、泥水处理工艺子系统在运行时对应的水流量数据和水质数据。
53.在前处理工艺子系统对来自进水子系统处理后的水进行前处理时，前处理工艺子系统接收由水量水质监控子系统发送的对应的水流量数据和水质数据，调整前处理工艺子系统内设施、设备和阀门等的运行状态和参数；投药子系统接收由水量水质监控子系统发送的对应的水流量数据和水质数据，调整前处理工艺子系统投药种类以及投药量。
54.在预处理工艺子系统对经过前处理工艺子系统处理后的水进行预处理时，预处理工艺子系统接收由水量水质监控子系统发送的对应的水流量数据和水质数据，调整预处理工艺子系统内设施、设备和阀门等的运行状态和参数；投药子系统接收由水量水质监控子系统发送的对应的水流量数据和水质数据，调整预处理工艺子系统投药种类以及投药量。
55.在深度处理工艺子系统对经过预处理工艺子系统处理后的水进行深度处理时，深度处理工艺子系统接收由水量水质监控子系统发送的对应的水流量数据和水质数据，调整深度处理工艺子系统内设施、设备和阀门等的运行状态和参数；投药子系统接收由水量水质监控子系统发送的对应的水流量数据和水质数据，调整深度处理工艺子系统投药种类以及投药量。
56.在泥水处理工艺子系统对由前处理工艺子系统、预处理工艺子系统、深度处理工艺子系统排放的污泥、浮渣和废水进行泥水处理时，泥水处理工艺子系统接收由水量水质监控子系统发送的对应的水流量数据和水质数据，调整泥水处理工艺子系统内设施、设备和阀门等的运行状态和参数；投药子系统接收由水量水质监控子系统发送的对应的水流量数据和水质数据，调整泥水处理工艺子系统投药种类以及投药量。
57.可以理解的是，工艺系统还包括暖通除臭子系统，暖通除臭子系统用于对水厂进行暖通除臭。暖通除臭子系统包括暖通工艺模块和除臭工艺模块；暖通工艺模块用于对水厂系统的各设备或空间进行定期(或长期)通风和温度调节；除臭工艺模块能够检测水厂系统中的空气质量，对水厂系统的各设备及空间进行气体收集，并通过除臭设施或设备进行处理。
58.可以理解的是，参照图2至图4，信息系统还包括生产指挥调度子系统，生产指挥调度子系统用于接收调度指令，并根据调度指令控制工艺系统的运行。通常，由多个水厂共同给某个地区供水，而且在不同的片区和时间段，需水量要求不相同，因此，每个水厂的供水调度计划是不相同的，导致制水计划亦有差别；供水指挥中心制定完成水厂的供水调度计划后，向水厂发送对应的调度指令；生产指挥调度子系统用于接收调度指令，并根据调度指
令控制工艺系统的运行，以满足调度计划。例如，调度指令要求，3小时后某水厂加大供水量，水厂确认指令后，由生产指挥调度子系统控制进水子系统，加大进水子系统的进水量，相应的，调整前处理工艺子系统、预处理工艺子系统、深度处理工艺子系统、泥水处理工艺子系统/、投药子系统相关运行参数，以使出水子系统的出水量满足调度指令的要求，水量满足内控要求。
59.可以理解的是，信息系统还包括能源和物料管理子系统，能源和物料管理子系统用于监控工艺系统运行时的能源数据和物料数据。能源和物料管理子系统分别与工艺系统各子系统 (进水子系统、出水子系统、前处理工艺子系统、预处理工艺子系统、深度处理工艺子系统、泥水处理工艺子系统、投药子系统、暖通除臭子系统)连接，能源和物料管理子系统能够监工艺系统各子系统的能源数据和物料数据，例如，能监控投药子系统中储药模块的储药量，自动统计药耗量，当储药量低于阈值时，系统提示缺药，信息中心发出缺药提醒，同时由派工单子系统通过移动端提醒相关工作人员进行确认。
60.可以理解的是，信息系统还包括实验室管理子系统，实验室管理子系统用于管理实验室检测任务、仪器和药品。例如，制定原水和出厂水的取样计划和检测计划；实验室管理员还可以通过实验室管理子系统对水厂的仪器、药品进行登记管理。信息系统还包括派工单子系统，派工单子系统用于根据实验室检测计划响应输出检测任务工单；还用于响应生产指挥调度子系统输出生产任务工单；还用于响应能源和物料管理子系统输出能源和物料订购任务工单；还用于响应故障报警处理子系统输出故障处理任务工单；还用于响应设备管理子系统输出设备巡检、维修和更新任务工单，并监控工单完成情况。
61.可以理解的是，信息系统还包括故障报警处理子系统，故障报警处理子系统用于采集工艺系统中的设备、仪表和管阀的故障数据，以及工艺运行异常数据。故障报警处理子系统分别与工艺系统各子系统(进水子系统、出水子系统、前处理工艺子系统、预处理工艺子系统、深度处理工艺子系统、泥水处理工艺子系统、投药子系统、暖通除臭子系统)连接，并实时监控工艺系统各子系统中的设备、仪表和管阀状态、工艺运行状态，并判断是否发生故障和异常。例如，深度处理工艺子系统包括了高级氧化工艺模块，高级氧化工艺模块设置有臭氧发生间，当通风除臭子系统的空气质量检测仪表检测到臭氧发生间发生臭氧泄露事故，则自动启动强制通风设备，故障报警处理子系统在信息中心发布报警提示，同时由派工单子系统通过移动端推送信息，提醒相关工作人员前往进行处理；若臭氧发生间自动通风5min后臭氧浓度仍然超过阈值，则深度处理工艺子系统自动关停臭氧发生器，直至工作人员现场排除故障，再度回复正常生产运行，并消除报警信息。
62.可以理解的是，信息系统还包括设备管理子系统，设备管理子系统内建立有设备信息库，通过设备信息库存储水厂系统中各设备(或仪表、阀门)的设备出厂信息、设备位置信息和巡检历史记录。例如，水厂中的各设备均设置编码标识，可以通过移动端设备扫描编码标识，获得设备信息，设备信息存储在设备信息库中。设备信息包括但不限于：设备出厂信息、设备位置信息、设备巡检历史记录，检修注意事项，待检修项，操作细则；并且，在工作人员对设备进行巡检后，可以通过根据移动端设备更新设备巡检历史记录。
63.信息系统还包括信息中心，信息中心分别与工艺系统各子系统、信息系统各子系统连接，信息中心用于接收并显示工艺系统各子系统、信息系统各子系统的相关数据。例如，信息中心可以是水厂的中控电脑，通过中控电脑可以查看深度处理工艺子系统出水的
水量水质数据，例如，可以控制暖通除臭子系统的运行、调整参数和阈值。
64.信息系统还包括移动端，移动端用于接收任务和查询生产信息，移动端与信息中心连接，当派工单子系统通过信息中心发送任务工单时，工作人员可以通过移动端接收任务工单，管理人员可通过移动端查询信息中心的相关信息，例如，查询当前进水量和水质、药剂投加量、工艺池体水位、水泵运行状态、设备间通风情况和空气质量等
65.本技术实施例的水厂系统，通过信息系统和工艺系统，在保障水量和水质稳定的基础上实现高度自动化控制，减少水厂生产过程中的人为干预，实现了无人或少人值守，实现对水厂的高度自动化控制、精细化监控和管理，解放生产力，提升生产效率。
66.上面结合附图对本技术实施例作了详细说明，但是本技术不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本技术宗旨的前提下，作出各种变化。