紧凑型二次供水现场制备次氯酸钠装置的制作方法

本实用新型涉及一种紧凑型二次供水现场制备次氯酸钠装置，主要用于自来水二次供水消毒。

背景技术：

随着城市建设的发展，高层建筑越来越多，生活小区日趋密集，基本城市供水管网压力有限，已无法满足需求，二次加压供水模式应运而生。现阶段，二次供水设施质量优劣不齐、设计不合理、施工不规范、使用中没有定期进行维护清洁等都有可能造成水质污染，对居民生活用水造成极大安全隐患。因此，二次供水泵站需要设置消毒补氯设备来对自来水进行二次消毒。

电解盐水制备次氯酸钠用于自来水消毒具有安全和副产物少等优点，因而具有良好的市场应用前景。在此背景下，越来越多的水厂开始采用电解盐水制备次氯酸钠消毒技术。目前，新建水厂百分之九十以上采用该消毒技术，旧水厂也在进行使用次氯酸钠替代传统消毒方式的升级改造。因此，电解盐水制备次氯酸钠消毒技术已逐渐成熟。

二次供水泵站目前消毒补氯设备配套较少，配套的消毒设备大部分采用投加成品次氯酸钠的消毒方式，该消毒方式使用的原料为10%次氯酸钠，属于危化品，采购、运输和使用存在一定的安全隐患，且成本较高。鉴于此，二次供水泵站亟需一种高效低成本的消毒方式，而电解盐水制备次氯酸钠技术则是一种更为经济安全的消毒方式，但该技术尚未在二次供水领域应用，因此，将电解盐水次氯酸钠技术应用在二次供水领域，保障居民用水安全是亟需解决的问题。

另外，其他领域的消毒补氯设备，如液氯投加设备、二氧化氯发生器设备，其原料和产品均为危化品，存在安全隐患，且成本较高，且配置分散，占用空间大，维护不方便，不适用于二次供水领域。

技术实现要素：

本实用新型提供一种紧凑型二次供水现场制备次氯酸钠装置，以解决现有技术存在的占用空间大，维护不方便、具有一定的安全隐患和成本较高的问题。

本实用新型的技术方案是：一种紧凑型二次供水现场制备次氯酸钠装置，其特征在于，包括软化水单元、溶盐单元、盐水配比装置、电解单元、次氯酸钠存储单元、风机、加氯泵、开关电源和控制系统，软化水单元的入口为自来水接口，软化水单元的出口与溶盐单元和盐水配比装置的第一入口连接；溶盐单元的出口与该盐水配比装置的第二入口连接；该盐水配比装置的出口与电解单元的入口连接，电解单元的出口与次氯酸钠存储单元的入口连接，该次氯酸钠存储单元的上部出口与风机的入口连接，该次氯酸钠存储单元的下部出口通过加氯泵输出到加氯输出口，在该次氯酸钠存储单元的顶端设有氢气排放口；所述的电解单元与开关电源连接；整个装置配备有控制系统。

与现有技术相比，本实用新型的技术效果为：（1）该装置系统高度集成，模块化产品，占地面积小，移动灵活，适用于面积较小的泵站；（2）该装置长期可无人值守自动运行，与余氯分析仪联锁实现自动投加，控制余氯；（3）该系统可广泛适用于二次供水泵站和农村供水泵站等消毒场所。

附图说明

图1是本实用新型系统构成示意图；

图2是本实用新型整体组装结构的主视图；

图3是图2的左视图；

图4是图2的右视图；

图5是图2的后视图。

附图标记说明：1-软化水单元；2-溶盐单元；3-浓盐水泵；4-后部控制系统；5-电解单元；6-次氯酸钠存储单元；61-氢气排放口；7-风机；8-加氯泵；9-电动阀；10-开关电源；11-自来水接口；12-软化水单元控制系统；13-外部信号（上位控制信号）；14-加氯输出口；15-余氯分析仪；20-加盐口；21-框架；22-横隔板；23-竖隔板；24-接口板；25-地脚或脚轮；s-计量泵控制端；m-（风机的）电机；fs1-稀盐水流量开关；fs2-风量调节开关；ls-液位控制开关；lt-液位计；h2-氢气探测器；ft-流量计。

具体实施方式

参见图1，本实用新型一种紧凑型二次供水现场制备次氯酸钠装置，其特征在于，包括软化水单元1、溶盐单元2、盐水配比装置、电解单元5、次氯酸钠存储单元6、风机7、加氯泵8、开关电源10和控制系统，软化水单元1的入口为自来水接口11，软化水单元1的出口与溶盐单元2和盐水配比装置的第一入口连接；溶盐单元2的出口与该盐水配比装置的第二入口连接；该盐水配比装置的出口与电解单元5的入口连接，电解单元5的出口与次氯酸钠存储单元6的入口连接，该次氯酸钠存储单元6的上部出口与风机7的入口连接，该次氯酸钠存储单元6的下部出口通过加氯泵8输出到加氯输出口14；所述的电解单元5与开关电源10连接；整个装置配备有控制系统。次氯酸钠存储单元6采用储存罐，在次氯酸钠存储单元6装有液位计lt，在储存罐的顶端设有氢气排放口61。在该装置内的上部装有氢气检测报警器h2，用于检测装置内的氢气浓度，氢气浓度超标时向后部控制系统4发出报警信号，由控制系统自动进行（或人工）进行处理（详见下面的有关说明）。

所述的盐水配比装置由浓盐水泵3和电动阀9组成，电动阀9串联在该软化水单元1的出口与电解单元5的入口之间；该浓盐水泵3串联在该溶盐单元2的出口与电解单元5的入口之间。

所述的浓盐水泵3和加氯泵8均采用计量泵。

所述的控制系统包括软化水单元控制系统12和后部控制系统4，该软化水单元控制系统12用于控制软化水单元的运行；该后部控制系统4用于其余部分的工作，该后部控制系统4的多个输入端分别与安装在该次氯酸钠存储单元6上的液位计lt、安装在该装置内部的氢气探测器h2、安装在该加氯泵8输出端的流量计ft以及安装在二次供水泵房出口管路上余氯分析仪15的信号输出端连接；该后部控制系统4的多个输出端分别与浓盐水泵3的控制端、风机7的电机m、加氯泵8的控制端、电动阀9的控制端、安装在该电解单元5输出口的液位控制开关ls、安装在该电解单元5入口的稀盐水流量开关fs1以及安装在风机7出口的风量调节开关fs2连接。

根据液位计lt检测的液位控制进入次氯酸钠存储单元6内的液位控制开关ls检测的是电解单元的液位；液位计lt控制的不是稀盐水的流量，是控制储罐前端设备的启停和加药泵的启停，液位计lt可以实时显示存储单元的液位高度，即存储单元处于高液位（高、中、低液位为人为设定）时，液位计lt给出信号，软化水单元1、溶盐单元2、浓盐水泵3、电解单元5、电动阀9全部停止工作，电解单元5停止工作后，风机也可停止，计量泵继续工作；当液位处于中液位时，风机7、软化水单元1、溶盐单元2、电动阀9、浓盐水泵3和电解单元5依次启动，计量泵继续工作；当液位处于低液位时，风机7、软化水单元1、溶盐单元2、电动阀9、浓盐水泵3和电解单元5依次启动，计量泵停止工作。

液位控制开关ls的作用是：检测电解单元的液位，当液位过低时，液位控制开关ls发出报警信号，控制系统立即切断电解单元电源；液位控制开关ls的工作状态时判断电解单元是否工作的前提条件。

所述的软化水单元1用于置换自来水中的钙镁离子，降低自来水硬度，提供出水水质，减少电解单元沉淀析出；溶盐单元2用于溶解食盐产生饱和食盐水溶液；盐水配比装置用于稀释饱和食盐水，为电解单元5提供一定浓度的稀盐水溶液；电解单元5用于电解稀盐水溶液产生次氯酸钠消毒液；次氯酸钠存储单元6用于储存次氯酸钠溶液，供加氯单元使用；风机7用于将电解单元5产生的氢气进行稀释并强制排出，防止氢气聚集；加氯泵8用于将次氯酸钠存储单元6中的次氯酸钠溶液输送到投加点；开关电源10用于给电解单元5提供一定的电流电压，供电解单元工作；后部控制系统4用于控制整个系统的运行、报警和联锁控制。

所述的加氯泵8主要用于控制加氯的浓度，可以通过余氯分析仪15反馈或日常运行经验调节加氯泵8的流量，达到调节加氯浓度的目的；加氯泵8同时还要与次氯酸钠存储单元6的液位计lt进行连锁控制，当次氯酸钠存储单元6到达设定的低液位时，加氯泵8自动停止运行，使加氯泵8不至于空转；当次氯酸钠到达设定的中液位时，加氯泵8自动启动，对加氯点进行加氯。

所述的次氯酸钠存储单元6设有高、中、低三种液位报警信号，高液位信号用来控制电解单元5的启停，中液位信号用来控制电解单元5的启动，低液位信号用来控制加氯泵8的启停。

参见图2-图5，本实用新型的各个单元安装在一个框架21上，该框架21的中部设有横隔板22，在该横隔板22的前后之间的上面和下面均设有竖隔板23；在该横隔板22的前部上面装有控制柜，在该控制柜内装有所述的后部控制系统4和开关电源10；在该横隔板22的前部下面装有所述的浓盐水泵3、电解单元5和加氯泵8；在该横隔板22的后部上面装有该次氯酸钠存储单元6，该次氯酸钠存储单元6顶端的氢气排放口61向上伸出；在该横隔板22的后部下面装有该软化水单元1和溶盐单元2；在该框架21后面的底部装有接口板24，在该接口板24上装有所述的自来水接口11和加氯输出口14。

在所述的框架21的底部装有地脚或脚轮25。

本实用新型一种实施例的外形尺寸约为1130(w)×1125(d)×1600(h)，占地面积仅有1.27㎡，易于放置。前侧中间部分设置透明视窗，便于观察电解单元5和加氯泵8运行情况，及时发现问题；前侧上方作为控制系统（软化水单元控制系统12和后部控制系统4）和开关电源10放置区域，通过隔板与工艺设备进行分离，避免工艺设备管路对电气元器件造成影响。后侧下方作为溶盐单元2、软化水单元1放置区域，该区域为管路主要聚集区域，可操作阀门均放置在外侧，便于操作人员进行操作维护。后侧上方作为次氯酸钠存储单元6和排氢装置放置区域，并设置氢气排放口（管），便于氢气排出。中间的横隔板22做集液槽设计，液体渗漏时由集液槽通过管道排出装置外，避免对下方仪表设备造成影响。前侧上方电控柜设置对开门，便于电控柜内部接线检修操作，门体上方设置触摸屏，作为正常运行过程中操作面板。其他设置外侧均设置双开门便于内部维护和检修工作。

装置内部各设备按照系统流程图进行合理布置，管道走向简单、无冗余；需要操作的阀门仪表等设备均设置在易于操作维护的一侧；电缆均放置在线槽中，远离管路，防止管路漏水对电气电缆产生影响。装置整体占地空间小，操作方便，适用于二次供水泵房等小型厂房。

本实用新型在应用时（参见图1），由二次供水泵站为本实用新型提供自来水，自来水进入软化水单元1进行软化水产生软化水，软化水分两路，一路进入盐水配比装置的电动阀9的入口（即盐水配比装置的第一入口），另一路进入存有食盐的溶盐单元2内，用于溶解食盐产生饱和食盐水；随后饱和食盐水从溶盐单元2下部的出口进入盐水配比装置的第二入口（即浓盐水泵3的入口），饱和食盐水通过浓盐水泵3以设定的流量与电动阀9流出的软化水进行混合，形成了稀盐水溶液；然后，稀盐水溶液进入电解单元5，当电解单元5内的液位达到设定值后，液位控制开关ls给出安全信号，后部控制系统5开启开关电源10给电解单元5供电，电解单元5开始工作。电解单元5产生的次氯酸钠溶液和氢气进入次氯酸钠存储单元6，在存储罐内气液分离，氢气在罐顶聚集；此时，风机7已提前工作，为次氯酸钠存储单元6进行鼓风，将存储罐内部的氢气稀释到1%以下，并排至室外；次氯酸钠溶液在罐底聚集，由加氯泵8经过加氯输出口14投加到加氯点。

软化水单元1为常规技术，其运行过程可以分两个阶段，产水阶段和反洗再生阶段。产水阶段即是将自来水进行钙镁离子置换产水软化水，当软水设备运行一段时间或产水一定量的软化水后，软水设备自动进入反洗再生阶段，此时软化水单元不再产水软化水，软化水单元控制系统即控制电磁阀打开，继续为溶盐单元和电解单元提供水源，供系统正常工作。同时软化水单元控制系统12可以对软化水单元1控制进行干涉，使软化水单元进入下一工作阶段。

盐水配比装置主要包括电动阀9和浓盐水泵3，电动阀9主要是控制软化水的进入，浓盐水泵3用于提供一定量的饱和食盐水溶液，软化水和饱和食盐水在管道内进行混合。当后部控制系统4接收到次氯酸钠存储单元6的高液位信号时，电解单元5停止工作，此时电动阀9关闭，浓盐水泵3停止工作。当后部控制系统4接收到次氯酸钠存储单元6的中液位信号时，此时电解单元5需要进行工作，首先后部控制系统4控制电动阀9打开，浓盐水泵3开始工作。当电解单元5前后的稀盐水流量开关fs1和液位控制开关ls均在设定的正常状态时，后部控制系统4便控制开关电源10为电解单元5进行供电，电解单元5开始工作。若稀盐水流量开关fs1或液位控制开关ls报警时，切断开关电源10不再为电解单元5进行供电，直至报警关闭。液位控制开关ls低于设定值时，停止电解槽供电；稀盐水流量开关fs1流量低于设定值时，停止电解槽供电；液位计lt实时远传次氯酸钠存储单元6的液位，在显示屏中显示；氢气探测器h2监测厂房或设备内部氢气浓度，当浓度高于设定值时，探测器发出声光报警，设备停机，若与厂房风机联锁时，厂房风机进行强制通风。稀盐水流量开关fs1为流量计附带报警信号，即开关量信号；液位控制开关ls为液位开关，与液位计有所差别，液位开关只能输出开关量信号，液位计可以显示液位（就地或远传），可配开关量信号和模拟量信号。液位控制开关ls的原理是一个接触器，通过浮球的摆动控制接触器的闭合，传递信号进行判定，即当液位高时，浮球靠浮力上浮，接触器闭合发出信号，当液位低时，浮球靠重力下摆，接触器断开发出信号。

进入电解单元5的流量是通过控制浓盐水泵3和电动阀9的流量实现；也参与液位的控制，但液位也与电解单元产生的气体有关。

排氢装置的风机7的作用：当盐水配比装置电动阀9和浓盐水泵3运行之前，需要提前将风机7打开，进行鼓风工作，装置开始进入盐水配比阶段，当满足运行条件时（电动阀9打开、浓盐水泵3工作、稀盐水流量开关fs1和液位控制开关ls均处于正常状态），电解单元5开始正常工作；若风机7未正常工作，即使系统满足运行条件，开关电源10也无法为电解单元5进行供电。当系统需要停止工作时，当其他装置全部停止工作之后，风机7才能停止工作。

加氯泵8持续工作，不参与电解单元5的启停和控制工作，仅与次氯酸钠存储单元6的低液位和外部信号条件有关，当次氯酸钠存储单元6的低液位报警时，加氯泵8停止工作；当无流量信号（由流量计ft检测）时，加氯泵8停止工作；当外部余氯分析仪15（安装在二次供水的泵房出口管路上）发出余氯超范围报警时，根据检测的余氯值进行调整加氯泵8的工作状态，保证余氯值。加氯泵8后的流量计ft用来反馈加氯泵8的工作状态，并校验加氯泵8的计量精度。