紫外线消毒设备技术方案每天4万吨.docx
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紫外线消毒设备技术方案每天4万吨
紫外线消毒设备技术方案
1.1项目概况
本项目为******污水处理厂一期工程设备采购项目，该项目处理规模为4.0万吨/天，总变化系数1.35，出水标准一级A，本工程污水处理采用预处理+AAO生物池+二沉池+高效沉淀池+滤布滤池。
污泥处理采用重力浓缩调理+高压板框压滤机，含水率降到50%以下后外运集中处置，尾水采用紫外线消毒方式。
1.2设计参数
依据招标文件要求，紫外线消毒系统的设计符合我国《城市给排水紫外线消毒设备》（GB/T19837-2005）标准，具体设计依据如下参数：
1、紫外消毒系统进水水质
设计水量：
40000m3/d
峰值流量：
54000m3/d
悬浮物：
10mg/L（最大值）
水温变化范围：
10～25℃
平均固体颗粒尺寸：
30微米
紫外透光率@253.7nm：
65%（最小值）
消毒指标：
粪大肠杆菌群<1000个/升（日均值）
渠道尺寸：
见附图，完全符合招标要求
电机防护/绝缘等级：
IP65/F
噪声（dB（A））：
≤70
2、出水水质
在峰值流量下，紫外透光率≥65%时，系统在灯管寿命终点所能实现的有效紫外剂量不小于20mJ/cm2，此剂量计算结果经独立公证实验室以生物计量法核实正确。
设备正常运行时，经过紫外系统消毒后的污水，粪大肠菌群数不超过1000个/L，粪大肠菌群指标能够满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级A排放标准。
3、系统配置
******公司设计的紫外线消毒系统采用模块式结构，置于污水处理厂尾段开放式渠道内,用于污水处理厂的尾水消毒。
******公司提供完整配套的紫外消毒系统，包括：
紫外灯模块组（紫外灯管、石英套管、模块机架等）、模块支架、紫外线强度监测系统、低水位传感器、中控柜（与镇流器柜一体）、镇流器柜、导流板、自动清洗系统、清洗驱动系统、水位控制系统等。
可以完成所有正常消毒运行、监测及控制等功能。
针对本项目，******公司配置了96支320W低压高强紫外灯，共12个模块，安装于2条明渠中，并配套相应的清洗、驱动和控制系统。
4、设备材质
******公司提供的紫外线消毒系统的材质：
模块机架水下部分的金属
316L不锈钢
模块机架水上部分的金属
304不锈钢
镇流器柜外壳
室外304不锈钢/室内碳钢喷塑
系统控制中心外壳
室外304不锈钢/室内碳钢喷塑
水位控制系统金属
304不锈钢
所有连接附件、地脚螺栓
304不锈钢/碳钢
1.3完整详细的系统描述
1.3.1系统特征及优势
（1）★******公司提供的紫外消毒系统中，镇流器置于渠道上方的镇流器柜中，无需构筑独立空调间。
（2）★为了确保紫外线消毒系统效果达标，我司配置紫外线系统紫外灯总功率不得为30.72kW。
（3）本项目采用公司单排灯模块，每个模块可以单独控制，因而紫外消毒系统在更换某个模块的灯管、石英套管或镇流器时，系统其它部分仍可继续消毒。
（4）******公司自动清洗系统采用在线机械清洗。
清洗驱动系统为气压驱动，防止液压漏油而产生污染，也避免在线化学清洗可能对水体产生二次污染等问题。
（5）******公司所提供的紫外线消毒设备中所有暴露在紫外光中的电缆其表面都涂有防紫外线的Teflon保护层；所有连接紫外灯管与电子镇流器的电缆密封在模块组件中的不锈钢套管内，不会暴露在污水中。
（6）紫外线消毒系统，水渠配置一个低水位传感器，保证水位在低于设定最小水位时自动发出警报，并将相关灯管熄灭。
（7）******公司提供的紫外消毒系统采用低压超高强紫外灯管和功率可调电子镇流器，系统可以根据污水厂流水质水量的变化，配合污水厂提供的进入消毒渠的流量信号，在50％－100％范围内调节输出功率，既保障紫外光的有效输出又具备节电功能。
1.3.2灯管排列结构
（1）紫外线灯管与水流方向一致（灯管顺水流方式）且均匀排列，平行放置于明渠中，且灯管间排列间距均等。
（2）模块中所有灯管和灯管电极完全浸泡在污水中，灯管由污水自然冷却。
1.3.3紫外灯模块组件
（1）每个紫外模块由紫外灯管、石英套管、自动清洗系统、紫外强度监测系统、模块顶板等组成。
（2）每根紫外灯管置于一根石英套管内，套管的一端为闭口端，另一端由灯管密封结构密封。
（3）石英套管的闭口端通过O型圈密封垫固定在框架上，使其石英套管不与框架上任何钢体相接触；自动清洗时石英套管不会脱落。
（4）每个紫外灯管模块组件的密封等级为IP68。
（5）模块机架上方有一个顶板，能防止发生意外时紫外线辐射到明渠外。
（6）设计上充分考虑了工厂操作人员方便，在更换灯管或石英套管时，每个模块均能单独提起。
1.3.4紫外灯管
（1）灯管额定功率为320W。
单根紫外灯管254nm紫外线输出能量≥128W，灯管光电转换效率不低于40％。
（2）紫外灯管为低压高强度紫外汞灯，紫外灯管灯丝采用夹式设计，其独特的卷曲式设计可以防震，灯管经过预热处理后，延长了其使用寿命。
（3）紫外灯管的质保寿命为12000小时。
灯管老化系数为0.8，即12000小时时的紫外输出剂量不低于新灯管的80％。
（4）灯管由可变功输出电子镇流器操作控制，灯管紫外能输出在50%-100%间可调。
（5）紫外灯管为产生零臭氧类灯管。
（6）电路连接部分只在灯管一端，更换方便。
（7）每个灯管连接处都有四个插点。
（8）更换灯管时紫外模块中的石英管不被移出模块，以便操作维护人员能现场更换。
1.3.5石英套管
（1）灯管套管为纯净石英圆管型。
（2）管套一端为封闭式，另一端自然闭口端。
（3）★套管壁厚度为1.5mm，透光率不低于90%。
1.3.6模块组件横梁
（1）整个模块横梁为304不锈钢，该横梁安装在水渠壁上的固定架上，横梁不需要拴紧而固定所有紫外模块。
（2）模块组件设有模块顶板，模块安装后，在对模块供电且浸没于废水中时，紫外线光线不会辐射出渠道。
（3）更换灯管时，每个模块可以单独从渠道中取出，方便清洗及维修。
1.3.7灯管端部密封和灯座
（1）石英套管开口端由316L不锈钢套管螺帽、钢套和紧压式O型圈密封垫组成密封，防止石英套管和钢结构相接触。
（2）石英套管螺帽应具有滚花面以供紧固时手握，拆卸灯管及套管时不需辅助工具，且模块无需提出水面。
（3）灯管由一个注塑灯座固定，并具备双层密封，灯座的双层密封与石英套管的O型圈密封垫，构成多级密封屏障。
（4）灯座里面的第二级密封将灯与紫外模块和模块上的其它灯封闭隔离开来。
（5）在石英套管发生意外破裂时，灯座上的双层密封可以阻止水气进入灯管模块框架和侵袭与其它灯管的线路联接。
（6）灯座由具备防紫外光和耐热的灯座，避免石英套管与钢套相接触。
1.3.8紫外探测系统
浸在明渠水体中的紫外线传感器可以实时监测每个模块组的紫外线强度变化，传感器只检测紫外灯杀菌波段部分，该系统在出厂前由我方已经校正（紫外线强度监测系统由UVC传感器、UVC强度计、输入/输出等组成）。
1.3.9在线自动机械清洗系统
（1）该系统采用在线自动机械清洗方式，完全自动操作且可控制清洗的周期；在整个清洗的过程中保证系统正常运行。
（2）清洗频率可在现场由操作人员自定，该频率由紫外监测系统控制器控制；石英套管被清洗的长度为整个紫外灯管的长度，远程手动或自动清洗控制可以通过操作界面及远程控制来实现。
（3）采用压缩空气为驱动的清洗方式，在自动清洗的过程中，系统正常运行，消毒效果不受任何影响。
（4）★******公司公司提供的紫外消毒系统具备在线机械自动清洗系统，以清洗石英套管壁附着的物质，清洗时不影响消毒系统的正常工作，清洗频率可在现场由操作人员自定，在1次－500次/小时可调；采用气压驱动方式，洁净环保，避免采用液压驱动漏油产生二次污染的情况发生。
（5）清洗环为耐紫外光的氟橡胶，清洗系统的金属部件水下部分采用不锈钢316L制作。
（6）供货时带有清洗液供设备调试和起动时所用。
1.3.10气动驱动系统
提供供给自动清洗系统所需动力的气动系统的所有部件。
该系统包括压缩机、气罐、配气系统、气缸、电磁阀以及其它气动传动组件对石英套管进行清洗。
1.3.11导流板
在每条水渠的进水端放置一块导流板，可起到平稳调节水流的、阻隔漂浮物的作用。
1.3.12低水位传感器
系统包括低水位传感器，在紫外系统手动、自动或远程控制操作时，此低水位传感器确保当水渠中的水位低于正常的水位时，自动把灯管熄灭。
1.3.13水位控制
系统采用无动力堰门来控制水位，全自动无动力水位控制堰门根据杠杆平衡原理，自动调整堰门的开度，可以根据水流量的大小及波动情况进行无级调节。
该堰门优点是：
✧不需要任何外部能源和动力；
✧不需要任何手动操作；
✧简单、准确、快速、可靠；
✧当出现特大流量时，其能自动全部打开堰门，
以保证水不会溢流出水渠；
✧适用于连续流水渠的水位控制。
1.3.14电路部分
A.电子镇流器
（1）每个电子镇流器控制并显示一只低压高强灯管的运行状况，最高工作温度：
50℃。
（2）镇流器功率因数不小于0.98。
（3）电子镇流器若遇到任何一支紫外光灯初次启动失败，会自行再启动两次。
（4）★******公司提供的电子镇流器由微处理器控制，每个电子镇流器独立控制1支紫外光灯管，提供每支紫外光灯的工作状况并且把信息输送到控制系统的数据采集电路板。
B.配电中心
（1）★紫外消毒设备的总装机功率为34.5KW，紫外灯管的装机总功率为30.72KW，中控柜（与镇流器柜一体）2.0KW，清洗驱动系统（气动）1.5KW.
（2）单根灯管在新灯管运行100小时磨合期后254nm紫外C能量输出功率不低于128W。
（2）******公司提供配电中心供电参数为380V，3相5线，机械清洗驱动系统供电参数为380V、3相4线。
我公司提供连接灯管和镇流器之间的连接电缆和导管，出厂前会对每个模块进行出厂前测试。
（3）每个模块为一配电系统，该部分包括配电单元、电子监控系统以及防水接头。
由监控系统把各种状态信号输送至控制中心，采用可快速接驳的供电接头。
（4）保险和接地探测线路板安装在配电中心内，采用的配电元器件为国内外知名品牌。
（5）所有内部的元件都与外部环境隔离密封。
室外所有配电中心带有304不锈钢遮光片及不锈钢支架以降低配电中心所受日光辐射热量。
（6）每组紫外模块组配备单独的配电中心或单水渠控制箱以保证灯组间电路独立性以及保障操作人员的操作安全。
1.3.15系统控制中心和仪器部分
我公司紫外消毒采用PLC控制系统，该系统集成了紫外消毒系统的各项控制功能、故障报警和远程通讯等功能，使用过程中免维护，可在线升级，完全满足紫外消毒系统控制要求。
操作界面为菜单操作并在报警时自动显示错误信息窗口。
具体功能描述如下：
（1）系统的操作接口为完全兼容的商业常用合法软件并配屏幕。
该系统菜单式操作，能提供完整的操作界面，报警时自动显示错误信息窗口。
（2）具备模块启停、系统工作时间累计显示、紫外光强显示、监控、报警及系统历史记录等功能。
（3）每个模块组使用的时间可记录并能在显示屏上显示，控制柜防护等级不低于IP65。
（4）所有用于紫外消毒系统控制或监测的仪表，都具备独立保险丝或断路保护功能以减少因部件损坏而对系统产生的影响。
（5）系统控制中心预留信号端口，以便接入或输出其他信号。
（6）控制系统支持ModbusRTU、TCP/IP通讯协议，可扩展支持PROFIBUS－DP、以太网等接口。
能将系统工作状态信号上传至厂中央控制室实现远程监控。
（7）控制系统监测每个独立的紫外光灭菌灯管的具体情况，且能提供下列信号至计算机系统中：
1、模块启动信号
2、模块运行信号
3、灯故障信号
4、低水位信号
5、UV强度信号
6、远程/本地信号
（8）紫外消毒控制系统可提供以下警报：
1.紫外灯管故障报警；
2.低水位报警，当水渠中的水位低于正常的水位时，自动报警并把灯管熄灭。
3.最近发生的报警信号存档在报警历史记录中，并且方便操作人员随时调阅。
1.4测试
1）******公司保证：
安装的系统最后能达到设计要求的消毒标准（粪大肠菌群<1000个/L）。
2）******公司设计的紫外线消毒系统保证：
在设计流量和紫外透光率为65%时，系统在灯管寿命终点所能实现的有效紫外剂量不低于20000μWs/cm2。
1.5明渠的设计、尺寸和安装要求
1.明渠的结构布局尺寸详见设备安装工艺图。
2.每条水渠进出水口可以用管道，也可以用水渠式，由甲方确定。
进出水口管径的大小根据水量及其它要求由甲方确定。
3.水渠施工要求：
水渠底要平整，并保持水平，不允许倾斜，水渠两侧壁与池底保持垂直，水平度与垂直度误差应控制在每米5mm范围内。
4.考虑水厂运行过程中，前段工艺可能滋生藻类等物质，建议导流板前加一道滤网，过滤水藻和其它杂质等，滤网规格需根据水厂水质情况设置。
5.厂区电源进线及控制线引至中控柜，中控镇流器一体柜与空压机柜之间预埋电缆管或通过线槽连接，中控柜附件加装弱电专用接地极，接地电阻小于1欧。
6.渠顶盖板设置要求：
模块顶部及堰门等上部盖板应方便移动，且不影响各个设备的调节及维护工作。
1.6主要设备的外形及防腐措施
1.紫外消毒模块：
浸没在污水中的焊接金属材质为AISI316L，不与污水接触的焊接金属为AISI304；
2.导流板金属材质为AISI304，不锈钢材质，无需防腐；
3.室外系统控制中心外壳金属材质为为AISI304，不锈钢材质，无需防腐；
（现场照片）
4.室外气动驱动系统外壳金属材质为为AISI304，不锈钢材质，无需防腐；
（现场照片）
1.7紫外消毒系统的紫外剂量计算书
一、投标设备灯管数量
供货设备灯管总数N=96支
二、平均每根灯管处理流量q
总处理流量=54000m3/d（按峰值流量计）=37500（Lpm，即升/分）
q/N=390.6（Lpm/根）
三、计算有效紫外剂量
国内独立第三方用投标人所报同类紫外消毒设备在污水中所做有效紫外剂量曲线验定实验（即微生物验定）时的水体紫外透光率UVT（%）：
65%（注：
必须在55%-65%范围，如果有不同紫外透光率下所测曲线则必须选用65%透光率或最接近值下所得曲线计算）。
在该紫外透光率下测得的有效剂量曲线经验公式为：
y=525.97X-0.449，或该曲线在投标人提供的独立第三方所做消毒器微生物实验验定报告中的页码数：
p6。
（注：
该曲线横坐标为单根灯管处理量，纵坐标位为剂量；经验公式中单根灯管处理量为自变量，剂量为因变量）。
根据q由该曲线计算所得有效紫外剂量为Dose=36.08（mWs/cm2）
四、有效剂量修正
修正后剂量Dose老化=Dose×C老化/P×C结垢=36.08×0.8/1×0.8=23.09（mWs/cm2）
上式中：
C老化为灯管老化系数。
供货商如果不能提供本招标文件要求的有关规范制定或执行官方机构
P为独立第三方所做同类紫外消毒器微生物验定剂量曲线时灯管的运行功率水平（注：
单位为%，满功率水平为100%）。
五、有效剂量水体紫外透光率修正
如果该独立第三方测得有效剂量曲线不是在65%紫外透光率下得到，则在65%透光率下修正后紫外有效剂量为：
Dose65%UVT=Dose老化×（65%/UVT）2=23.09（mWs/cm2）
其中UVT为计算所用消毒器独立第三方有效剂量曲线实验验定测量时的水体紫外透光率。
此处UVT值不得超过55%-65%范围。
1.8紫外线消毒设备技术性能规格表
编号
设备名称
材质
性能
1
紫外线消毒模块
紫外灯管
灯管外壁为石英，内装固态汞合金
单支灯管的功率为320W，紫外灯起到杀菌消毒作用，可有效杀灭水中的细菌病毒等微生物，灯管的光电转化效率大于40%,紫外灯管的使用寿命大于12000小时。
石英套管
石英
透光率不小于90%，一端开口，另一端闭口。
模块机架
316L不锈钢
品牌ONYX，用来支撑且固定石英套管、紫外灯管、电子镇流器及防止紫外线的泄漏。
系统能手动，自动和远程控制。
2
电子镇流器
/
每只电子镇流器驱动1根灯管，功率因数不低于0.98。
3
紫外线强度监控系统
紫外传感器连续不断地监测每一个模块组的紫外线强度。
4
镇流器柜（室外）
外壳为304不锈钢
电源50Hz/380V/3相5线，电子镇流器统一安放在渠道上方的镇流器柜中。
5
系统控制中心（与镇流器中控一体柜）（室外）
外壳为304不锈钢
紫外消毒采用PLC控制系统，该系统集成了紫外消毒系统的各项控制功能、故障报警和远程通讯等功能，使用过程中免维护，完全满足紫外消毒系统控制要求。
操作界面为菜单操作并在报警时自动显示错误信息窗口。
密封等级为IP55。
6
模块安装维护支架
碳钢防腐
用于支撑模块，将消毒模块固定在设计的位置，防止移位。
7
气动驱动系统（室外）
箱体外壳304不锈钢
驱动频率在（1—500次）/小时间调节，压力=4-8Kg，在电机作用下产生驱动清洗设备所需要的气体压力。
8
水控制器
304不锈钢
采用无动力溢流堰，维持一个最低水位及最高水位变化，在此变化范围内保持灯管全部被淹没，并避免水位过高出现消毒盲区。
9
水位传感器
/
水位在低于设定最小水位时自动发出警报，并将相关灯管熄灭
10
自动机械清洗装置
框架为316L不锈钢
在气动系统驱动下，用来清洗石英套管及紫外探头表面的结垢和污物。
11
导流板
304不锈钢
拦截大的漂浮物，防止漂浮物进入消毒渠道缠绕灯管和保证流态均匀稳定，保护灯管不受冲击破坏,调整水体流态，增强杀菌效果。
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