[发明专利]一种基于智能算法自动控制的二次供水臭氧消毒系统

说明书

本发明涉及城市供水管网系统消毒领域，本发明提出的一种基于智能算法自动控制的二次供水臭氧消毒系统，包括有流量计、水量检测设备、余氯分析仪、臭氧发生器、智能控制器和外部强制控制器；由于解决了高效而经济地使用臭氧发生器的难题，从而做到仅仅在真正需要的时候才开启臭氧发生器，这样在保证用户用水安全的情况下不仅大幅度节约了能源而且大幅度降低了运行费用。

技术领域

本发明涉及城市供水管网系统消毒领域，具体涉及一种基于智能算法自动控制的二次供水臭氧消毒系统。

背景技术

目前我国城市生活饮用水(俗称自来水)的消毒绝大多数都是采用氯消毒法。氯消毒法的突出优点是余氯具有持续的消毒作用，余氯系指用氯消毒时，加氯接触一定时间后，水中所剩余的氯量。在自来水管网系统中保持足够的余氯浓度就能保证自来水中的微生物被控制在合格范围内，因此余氯是生活饮用水水质的关键性指标之一，在国家标准GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》中明确规定在管网末梢水中余氯浓度必须大于等于0.05mg/L。

余氯浓度随时间的推移会逐步衰减，其在供水管网系统中的衰减规律得到了较为深入的研究，目前最常用的供水管网系统余氯浓度衰减模型是一级反应模型，具体公式是：C_t＝C₀·e^-k·t，式中C₀为供水管网系统中自来水期初的余氯浓度，t为自来水在供水管网系统中的停留时间，C_t为自来水在经过停留时间t衰减后的余氯浓度，e为自然常数，k为衰减系数，对于同一段供水管网系统k为常数，可以通过在给定条件下检测得到的有关数据计算得到。根据该模型，当已知供水管网系统中自来水期初余氯浓度及其确切的停留时间后，就能计算出经过停留时间衰减后自来水的余氯浓度。

二次供水是指当民用与工业建筑生活饮用水对水压、水量的要求超过城镇公共供水或自建设施供水管网能力时，通过储存、加压等设施经管道供给用户或自用的供水方式。二次供水设施主要包括储水设备、加压设备和管线三部分。自来水在二次供水储水设备(以下简称储水设备)中会停留一段时间，如果停留时间过长则储水设备出口的余氯浓度可能衰减到很低的水平，起不到有效杀灭水中微生物的作用，造成流出储水设备的自来水的微生物指标超标。因此在二次供水设施中安装消毒设备有着重大的意义，在中华人民共和国国家标准GB17051《二次供水设施卫生规范》第5.3条规定：“设施须有安装消毒器的位置，有条件的单位设施应设有消毒器”；中华人民共和国行业标准CJJ140-2018《二次供水工程技术规程》第6.5节也要求，“二次供水设施的水池(箱)应设置消毒设备”,“消毒设备可选择臭氧发生器、紫外线消毒器、紫外光催化氧化设备和水箱自洁消毒器等”。

将臭氧发生器安装在二次供水设施中可以对氯消毒法起到很好的补充消毒作用，能解决上面所述的因自来水在储水设备中停留过久而导致的自来水微生物指标超标的问题，然而在实际应用中却会碰到如何才能高效而经济地使用臭氧发生器的难题。首先，由于在大多数时候自来水中余氯浓度足够有效将自来水中的微生物杀灭到合格范围以内，如果持续让臭氧发生器处于开启状态，会造成极大的浪费，过高的维护费用和运行成本将会大大限制臭氧发生器的使用。其次，由于采用臭氧发生器消毒需要一定的时间，如果将臭氧发生器安装在储水设备的出口处，在检测到储水设备出口余氯浓度低到不足以保证将自来水中的微生物杀灭到合格范围以内时才启动臭氧发生器，则要么会影响用户用水的要求，要么会由于处理时间不够而影响消毒效果，结果是不能在满足用户用水要求的情况下有效地起到臭氧发生器的消毒作用。

发明内容

本发明的目的是：通过提出一种智能算法对储水设备出口余氯浓度进行准确预测，以此判断自来水的余氯浓度是否足以将其中的微生物杀灭到合格范围以内，从而确定何时开启及关闭臭氧发生器，进而解决如何高效而经济地使用臭氧发生器的难题。

本发明一种基于智能算法自动控制的二次供水臭氧消毒系统，包括有流量计、水量检测设备、余氯分析仪、臭氧发生器、智能控制器和外部强制控制器；