水厂氯气投加自动控制系统的研究

High&NewTechnology水厂氯气投加自动控制系统的研究徐取明(杭州中大自动化系统工程有限公司。浙江杭州310030)【摘要】投加氯气消毒工序是水厂水处理问题中最为重要的一个环节，其结果是要控制出厂水中的余氯含量满足规定的要求。出厂水中的余氯含量是衡量自来水清洁程度的重要指标。余氯含量太低则不能对自来水进行彻底的消毒。含量过高又容易与水中物质发生化学作用生成致癌物质。因此对于水厂来说，采取一种有效的氯气投加控制方式则显得尤为重要。本文结合先进的控制方法，阐述了一套氯气投加自动控制方案。【关键词】控制系统；氯气投加；措施引言消毒是水处理过程中必不可少的一个工序，其结果直接决定了出厂水质量的优劣。传统处理方法通过人工添加液氯和漂白粉达到消毒和漂白的作用机理。如今水厂的加氯系统已有的PLC系统和底层自动化的硬件配套系统可以实现加氯功能，但是不能实现自动控制的功能，缺少安全可靠的性能，因此研究人员经过努力并结合PLC技术，完善出一套自动加氯控制系统的方案。1氯气投加自动控制系统1．1特点水厂氯气投加自动控制系统的作业机理是能够进行远程集中监控其生产情况，并且能够及时作出自动投加调整，保证水厂出水余氯的含量能够满足控制标准的要求，并且能够对生产异常情况以及机械设备问题作出预告，使得工作人员能够及时处理事故状况，保证生产的安全性因此其特点主要有安全稳定、易维护性、灵活性强、集成化较好、可扩展性等。1．2作用过程液氯作为水厂加氯系统的重要氯源，首先需要经过蒸发器将其加热使其成为气态，然后再需要经过真空调节器输送至加氯机，用加氯机来控制加氯量，同时还必须经由特殊的氯气管道输送至氯气投加点，利用水射器在投加点处将其投送到管道。1．3分类现如今，在自来水厂中，加氯工艺包含两个部分，即滤前水加氯环节(前加氯)和滤后水加氯环节(后加氯)。前加氯通常是在原水进入沉淀池之前进行，其主要目的是为了清除出原水中的藻类，避免其在沉淀池或滤池中进一步的滋生繁殖。通常在前加氯过程中投加的氯气量不大，同时氯在沉淀池和滤池的消耗量较大，因此使得滤后水中剩余氯的含量很少，即前加氯几乎不影响出厂水的余氯含量后加氯是在滤后水进入清水池前进行的，其主要目的是氯气与水在清水池中充分接触后发生化学作用，水解生成的强氧化剂次氯酸可以杀灭水中的各种病毒和细菌，除此之外，出水厂中的余氯含量还必须依靠滤后水加氯环节中剩余氯的多少来保证。目前对于一些水厂来说，前加氯环节不是必须的，同时其对出厂水剩余氯含量又几乎没有影响，因此本文所提及的加氯系统如无特殊说明，均是指滤后水加氯环节。2氯气投加过程的影响因素一般来说，氯气在投加过程中，氯气经由加氯机直接输送到水中，单位水中的氯的含量越高，氯的浓度也就越大。加氯量是该加氯环节中唯一可以调控的。除此之外，多种因素会影响到整个加氯环节，分析研究后系统的总结出以下几点因素：2．1清水池进水的流量清水池的进水流量也称为滤后水的流量，其变化量的大小对于投入水中的氯的浓度有直接影响滤后水的流量也会受到用水调度或者工艺上等方面的影响而发生较大变化。清水池进水流量是由人工控制的，因此其变化频繁且无规律。2．2水中氨氮含量14I华东科技水中的氨氮会与大部分的氯发生反应，是投加过程最主要的影响因素。水中的氨氮含量与水厂上游水质的变化情况密切相关。我国长江中上游地区污染源较多，因此水中氨氮含量较大，且随降雨量的多少欺负较大。2．3清水池出水量通常来说，清水池的出水量越小，意味着含氯的水在清水池中滞留的时间也就越长，所以混合、反应以及挥发的程度就越大，即对应的氯含量的减少的程度就大。清水池出水量由自来水公司统一调度的二泵房出水量决定，不经常变化，且水量稳定。2．4清水池水位高低不同的清水池的水位，对应的氯气的反应和混合过程也会发生改变。水位变化一般比较频繁，但一般在一定范围内，且不会突变。2．5温度、浊度、PH值等这些因素在一定程度上也会对出厂水中的余氯含量造成影响，但相比较而言，影响要小一些。3氯气投加自动控制系统3．1主控制系统既要满足消毒的要求，又不能过于的造成氯气的浪费，必须根据原水流量的变化及后续水质的变化及时调整加氯量的大小。目前水处理中加氯系统一般采用自动加氯系统，由前加氯和后加氯组成，下图是一个比较典型的自动加氯系统的控制流程图，图1自动加氯系统的控制流程图采用以上控制方式的依据是：(1)原水大多直接应用地面水，其内含有较多有机物，必须消耗大量氯来保证有机物全部被氧化。因此在前加氯阶段就要完成加氯，并且加氯量必须足够，这样才能保证滤后水有一定的剩余氯。另外，如果水中的有机物含量较少，同时游离氨和含氮化合物的含量也相对较低时，需氯量满足以后才会出现余氯。(2)原水流量保持不变时，则PID控制(余氯控制)能够容易满足要求，因此流量信号需要被引入后加