智慧供水,带你认识一下

杉木不是大叔 杉木不是大叔 2018-12-12 15:31

我们天天在用水,大家知道日常用水是怎么来的吗?近日,中国水务新技术设备博览会在山城举行,借此机会我见识了目前国内最先进的供水技术和设备,由于参展设备众多且比较专业,为避免阅读枯燥,我结合城市供水的流程做了梳理,下面带大家一起看看。

水源取水、水厂净水、管道输水、二次供水、用户取水,这是城市供水的基本流程。先从水源说起,水源就是我们用水的来源,它直接决定着水质的优劣。还记得哇哈哈、农夫山泉的宣传吗,它们所用之水都是取自长白山,可见水源的重要性,绝对要保护好。为应对突发事件,水源地周边会设置监测装置进行预警,传统的监测点位置固定,监测范围受限。车辆违章「随手拍」都听说过吧,高效应急指挥平台组织类似,就是将手机作为监测工具,工作人员可以随时把拍摄的画面传递给控制中心,并进行语音通讯,以此建立更加高效灵活的预警系统。

智慧用水_新浪众测

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应急指挥调度中心

像长白山那样的水源地十分稀有,多数水源水是不能直接用的,需要进入水厂作净化处理。处理工艺及设备还是复杂的,借助VR展示,普通人也能看懂,也是技能培训的有效手段。水处理的效果如何?水质检测是必不可少的,传统的人工检测效率低下,数据滞后,安装在线检测装置可以解决这个问题,获取并把运行参数实时传递给控制中心,让水处理系统运行在更合理的状态,尤其适合大型水厂。

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水厂VR展示

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在线检测装置

在乡村地区,往往采用小规模的处理站,简单的工艺设备并不需要精密的控制,为降低人力成本,甚至实现无人值守,远程监控是一个理想的维护方案。通过设置物联网关,将现场运行数据采集上传,借助云平台,即可实现。对于更小规模的场站,可以直接使用农污一体机,它集成了PLC功能,且支持2G、4G及WiFi,多路输入输出,直接搭配模块化监控组建,很适合偏远的地区。

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云平台远程监控

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农污一体机(集成PLC)

水处理干净了,接下来要进行输送了。水的输送得用管道,大家应该不陌生吧。传统的管道通常为铸铁管,用水量随城市人口的增加而不断提高,管道规格相应增大,当前最粗的铸铁管亮相博览会,其直径达到2.3m。与此同时,轻便、经济的塑料管越来越多的被使用。随着处理技术的发展,当前一些地区的供水已经达到直饮水标准,为了保证输送过程的卫生,不锈钢管是管道的最佳选择。

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大口径铸铁管

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塑料管轻便、经济

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不锈钢管保证水质卫生

辛辛苦苦把水处理干净了,最担心的就是输送途中发生渗漏。如何判断有没有渗漏呢?这需要用到一个叫流量计的东西,测定管道水流量是它的功能。发如果一根管道上没有用户用水,其上下游流量应该一样的,如果上游流量为100,下游流量成了90,这就有问题了,少了10去哪了?漏了呗。

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流量计

确定发生渗漏了,下一步要找到渗漏的具体位置进行修补,水资源宝贵啊。如何找到漏损位置呢?这里有检漏设备。它其实就是一个声呐系统,通过听音查找渗漏点,过去这个工作都是技术人员凭经验,完全靠人工听漏,有了这个检漏装置,效率明显提高。

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检漏设备

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检漏操作

为了防患于未然,做好管道日常检查更加重要,这是一项复杂的工作,由于管道中环境是很恶劣的,人工下井既危险又费时,借助潜望镜不下井就能观察,不过其观测视野比较有限,我们地下的管线错综复杂,想实现更加深入的检查怎么办?胃镜大家都知道吧,它可以进入我们体内进行无死角检查,管道巡察装置与之类似。它采用模块化设计,主要由爬行器、线缆车组成,它们之间采用有线连接,通过爬行器上的镜头,观察管道破损情况。也可使用手机作为控制端,遥控爬行器工作。通过专用接口导出数据,可以在gis系统中读写。

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潜望镜

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管道巡察装置

好了,漏损准确位置找到了,接下来怎么修补呢?下面轮到修复机器人出场了,它像爬行器一样可以遥控操作,在管道中移动到漏损点,通过热水或紫外光修复,这应该是很牛的技术,不详述了。

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修复机器人

上述检修方法固然先进,但其必须到现场工作,如今随着城市规模扩张,我们的地下管道系统日趋庞大,仅采用这样的方法,人力物力无疑是巨大的。scada系统可以解决这个问题,它通过在管道关键节点布设在线检测装置,可以对整个系统进行宏观监控,随时发现管道异常,再根据定位由人员但现场进行局部巡检,这样宏观与微观想结合,可以极大的提高工作效率和管理水平。

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scada监控管理系统

这里还有一个问题,正常状态下管道中是有水的,不能让检修人员和设备泡在水里吧。为了便于检修,需要把待修补的管段先断水,在停水通知中见过类似的描述吧。断水需要使用阀门,它就像一个开关,平时打开通水,出现故障时关闭,是管道中必不可少的装置。

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阀门

过去管道可以把水直接送到用户,现在不行了。为什么呢?大家知道,水往低处流,现在建筑越来越高,比如高度为10,实际水压只有3,水明显上不去。现在想把水送到楼上,需要在建筑端对水再次加压后供应,俗称二次供水。作为加压设备,水泵是二次供水最关键的,传统二次加压从零开始加,也就是提供10的压力给水,叠压供水是近几年新兴的一项技术,他能够利用水的已有压力(3),只需再补充7的压力,这样显然更加节能。

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智慧泵房

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叠压供水设备

相信大家听说过变频技术,其本质上就是变工况运行,节能降耗,现在水泵已经广泛应用。当前控制的方式主要采用一对多变频,如果改用一对一变频,即每台变频器只控制一台泵,能让水泵的控制更加精准,构建成为智慧泵房。现场用小球对水压做了模拟,小球看上去起伏更平稳,用户的直管感受是,打开水龙头不会有太大的冲击感。有时没有技术上的突破,产品细节做出优化也能提高用户体验。

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一对多变频泵房

最后看一下供水系统的末端,也就是大家最熟悉的家庭用水。目前生活用水已经朝着直饮水方向迈进,饮水机在很多地区已经普及,当前主要采用反渗透工艺进行净化,与之相比纳滤的净化效果更高,且能耗低,今后纳滤饮水机将在部分高端场所普及。现阶段饮水机仍是分散的供水模式,用户需要用容器去取水,多有不便,集中处理的方式则会改变这个现状,也就是把处理设备设置在前端,先处理再输送,用户打开水龙头就能用。

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纳滤净化

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直饮水集中处理装置

现在居家产品都讲究智能化,饮水系统也是如此,即智慧饮水系统。它可以根据不同的用户提供最适合的饮用水。这听上去似乎有点夸张,饮用水还能有多大的区别?其实还真有,除了最直观的水温,大家听说过中性水、弱碱性水吧,ph的差异也会对我们的健康产生影响,因此水质适合与否取决于用户的体质、年龄等,获取这些信息的秘密在于水杯,智慧饮水系统使用的是一个智能水杯,它可以通过连接用户的手环,获取用户身体的信息,再传递给制水设备,从而实现上述功能。水杯本身还可以显示水温,提醒用户定时饮水,帮助习惯养成,这样的产品目前已经有售。

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智慧饮水系统

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智能水杯

我们的用水是否如厂家所言,真的安全可靠呢?自己测一下最放心,来看一下水质检测仪器,作为一款消费级的产品,它更像是一个数码产品,外形精致时尚,而且用户不需要任何专业知识,把仪器放到水里马上出结果,同时可以在App中对检测数据记录分析,操作非常便捷,相信很快就会推向市场。

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家用水质监测仪器

好啦,健康安全的水终于送到用户了,大家也看到了,这整个过程下来供水企业花费的也不少啊,那就乖乖缴水费吧。缴费环节绝对是企业最为用户着想的,体验一定差不了。作为传统的缴费方式,营业厅人工收费逐渐被自助服务终端取代,一台设备就能完成查询、出单、缴费等多项功能,同时支持移动支付,大家对此已经习以为常了。

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缴费终端

对于供水企业,其关心的不只是缴费方式,更在乎水表数据的准确性,这作为缴费的直接依据,关系到企业的效益,最后来看看水表。传统的水表为机械结构,流量数据都是人工采集,准确性和时效性明显落后。近几年,远传水表开始推广,水表采集的数据能够实时传递到供水企业,既减少了数据的人为干扰,防止偷水,还降低了抄表的人力成本.。

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无线远传水表架构

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LoRa网管

远程水表的关键在于信息的传递,目前的解决方案主要是LoRa扩频和NB-lot两种。LoRa扩频是一种远距离、低功耗的局域网无线标准,只需一个LoRa网关,可以连接成千上万个节点(水表),非常适合用户数量庞大的环境。作为物联网分支,NB-lot是一项低功耗、数据安全可靠的通讯技术,尤其适用于远传水表,只需在水表中增加一个发讯模块,还支持对老式机械表直接改造,成本低廉。对用户而言,远传水表带来的最大变化就是缴费方式,足不出户轻松完成远程付费,今后“收水费的”就是骗子的代名词。

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NB-lot水表

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机械水表升级

说了这么多,各位对城市供水应该有所认识了吧。科技发展让生活更加智能,用水安全值得每个人关注。谢谢阅读。


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