水工艺设备

混凝投药工艺的控制策略及其实现混凝投药工艺的控制策略及其实现摘要：本文系统地回顾了我国混凝投药控制技术的发展，详细介绍了各种投药技术并进行分析，通过本文可以了解到，在2005年新的水质标准实行后，出厂水的浊度由原来的1NTU降为0.5NTU，因此在我国实现混凝投药工艺的自动化控制，提升水质指标，降低水厂成本是当务之急。关键词：凝投药控制流动电流法透光率脉动法在水处理单元环节的自动控制方面，混凝投药是最困难的环节，因为它涉及的是一个复杂的物理化学过程，但由于混凝在水处理工艺中的重要地位，混凝投药也是最为人们关注的环节。几十年来，我国的混凝投药控制技术十分落后，在相当长的一段时期内基本上采用原始的人工控制方式。近二十年来，随着改革开放的深入，国外先进的自动控制理念逐步深入到净水厂这个传统行业。1．投药控制技术投药及控制方式按药剂投加形态分为干投与湿投。干投是用干投机将固体药剂直接投入水中或投入溶解容器内，再投入水中，其计量与控制都是比较困难的，调节性能较差。湿投又可以分为高位溶液池重力投加、泵前投加、水射器投加、水泵投加等多种形式[1]。1.1重力式投药（图一所示）药液自高架溶液池中流出，经过恒液位水箱依靠重力作用投入水中。较早的一种投药控制调节方式是苗嘴调节。根据对投药量的要求，更换恒液位水箱出口苗嘴的规格，由水力学可知流出流量会发生改变。这是一种不能太频繁的间歇式调节方式，在90年代初期仍有个别水厂应用。另一种常见的调节方式是对投药管路上的阀门进行调节，观察转子流量计的指示，改变投药量。javascript:window.open(this.src);style=cursor:pointer;图一高位溶液池重力投药1—溶解池；2—水泵；3—溶液池；4—投药箱；5—漏斗；6—压水管1.2泵前投加（图二所示）图二泵前加药1—吸水管；2—出水管；3—水泵；4—水封箱；5—浮球阀；6—溶液池；7—漏斗药液投加在水泵吸水管或吸水管头部。这种投加方式安全可靠，一般适用于取水泵房距水厂较近者。图中水封箱是为防止空气进入而设的。1.3水射器投加（图三所示）利用高压水通过喷嘴和喉管之间真空抽吸作用将药液吸入，同时随水的余压注入原水管中。水射器效率较低，易磨损，但设备简单，使用方便，溶液池高度不受太大的限制。图三水射器投加1—溶液池；2—阀门；3—投药箱；4—阀门；5—漏斗；6—高压水管；7—水射器；8—原水管1.4水泵投加传统上最常见的方式是采用离心式投药泵，将药液送入水中。调节方法是对投药管路的阀门调节、转子流量计指示。后来在80年代后期，开始出现了计量泵投药的应用。2.混凝剂投加控制技术无论上述何种投加与调节方式，都涉及一个重要的问题：如何决定当前最佳投药量应该是多少。混凝剂最佳投加量是指达到既定水质目标的最小的混凝剂投加量[2]。混凝剂投加量得确定主要有以下几种方式：2.1经验目测法操作人员根据工作经验、或者观察絮凝池矾花生成情况，决定投药量。有的水厂根据试验或生产统计经验，制成浊度-矾耗对照表，作为决定投药量的依据。事实上，这是以原水浊度为控制参数的一种控制方法。2.2烧杯试验法在70～80年代以后，越来越多的水厂采用烧杯试验作为确定投药量的参考方法。烧杯试验每天或每周进行1次。由于间隔时间长，而且许多水厂烧杯试验结果与水厂实际有一定的出入，因此多数水厂只是将烧杯试验结果作为参考。这里存在的一个问题是，烧杯试验条件不应是千篇一律的，每个水厂应该研究与该厂水处理工艺有相似性的特定烧杯试验条件。上述各种方法都属于人工控制方法，都难以追随水质水量等因素的变化，对投药量进行及时准确的调节。投药的准确性不仅取决于操作人员的技术与经验，而且和操作人员的责任心有很大关系，工人的劳动强度也较大。由于投药控制技术落后，严重影响了水处理的质量，也造成药剂的较大浪费。2.3模拟滤池法[3]60年代初，模拟滤池法在西方国家开始应用，我国无锡中桥水厂于1981年安装了一套模拟滤池系统控制投药。该方法可对混凝剂量进行在线连续控制。上作过程是：将在生产净化系统中加药混合后的原水，引出一部分进入小模型滤池，根据该滤池出水浊度的情况来评价混凝剂投量是否适宜，由控制系统对投药量自动调节。这属于一种中间参数反馈控制系统。该方法的模拟性能也是取决于原型(生产系统)与模型(模拟滤池)的相似性。模拟滤池法关于相似性的解释不仅未涉及几何相似的问题，而且忽略了实际生产系统中反应池、沉淀他的作用，仅仅考虑滤池同药耗的关系，对此还需要更深入的探讨。另外，原水加药后直至经过模拟滤池而得到结果，一般需要10～15min，在原水水质变化较快的情况下该滞后时间也对控制的有效性提出疑问。尽管如此，这种方法将一个复杂的混凝效果评价问题以简单的模拟滤池出水浊度作为指标判断，据此来调整混凝剂投量．系统设