絮凝体沉速在线测量方法及其应用研究

第4卷第1期2010年2月供水技术WATERTECHNOLOGYVol-4No．1Feb．20lO絮凝体沉速在线测量方法及其应用研究宋启敏1，巴怡然1，潘晓2，张群2，董韧2，宋振亚1(1．上海大学机电工程与自动化学院，上海200072；2．上海浦东威立雅自来水有限公司临江水厂，上海201114)摘要：提出了在絮凝池在线测量絮凝体沉速的方法，通过连续采集絮凝体图像和计算机数据处理，跟踪絮凝体运动轨迹，从而计算每一个絮凝体的沉速，同时介绍了数据处理的过程和基本算法。将基于该方法的絮凝体沉速测量设备(FVD)应用于临江水厂，对试验结果进行的分析表明，絮凝体沉速既可作为评价絮凝效果的指标，又可作为控制混凝剂加注量的依据。关键词：絮凝效果；絮凝体沉速；在线测量；评价；FVD中图分类号：TU991．22文献标志码：A文章编号：1673—9353(2010)Ol一0005—03doi：10．3969／j．issn．1673—9353．2010．01．002MethodandapplicationofonlinemeasuringflocsettlingvelocitySongQiminl，BaYiranl，PanXia02，ZhangQun2，DongRen2，SongZhenya2(1．SchoolofMechatronicsEngineeringandAutomation，ShanghaiUniversity，Shanghai200072，China；2．LinjiangWaterworks，ShanghaiPudongVeoliaWaterCorporationLimited，Shanghai201114，China)Abstract：Anewmethodofonlinedetectiononthesettlingvelocityoffloeinflocculationtankwasputforward．Thevelocityofeachflocwascalculatedbyemployingrealseriateflocimagebytrackofflocmovementwithcomputer．meanwhileitsdataprocessingandbasicarithmeticwereintroduced．Afloesettlingvelocitydetector(FVD)hasbeenappliedinLinjiangWaterworksforseveralmonthswiththismethod．Theresultshowedthatfloesettlingvelocitycouldbeused鹊factorstoevaluatetheflocculationefficiencyandtocontroldosageofcoagulation．Keywords：efficiencyofflocculation；settlingvelocityoffloe；onlinemeasurement；evaluation；FVD净水过程中如何恰到好处地控制混凝剂的加注量，一直是水处理自动化中难以完善解决的问题。目前国内外使用的方法大致可分为两种类型：预测控制和反馈控制。预测控制(也称前馈控制)根据原水的各项参数来决定混凝剂的加注量，为了提高控制效果，近年来使用了许多现代化的控制算法¨J。反馈控制是检测制水过程中的某个参量，如流动电流(SCD)旧]、絮凝体透光脉动率∞]、絮凝体图形检测(FCD)H。1等，用于控制混凝剂加注量。该方法的关键是所使用的参量应与控制目标(例如·5·沉淀池出水浊度)关系明确，且受其他因素影响较小，滞后时间较短，同时可被准确、稳定地在线检测。笔者以絮凝池末端絮凝体的沉速为参量，研究其在线检测方法，并对试验数据进行了分析。1絮凝体沉速在线测量1．1基本思路沉淀池的浊度去除率或出水浊度，决定于絮凝体的颗粒大小、絮凝体的密度、水的密度以及沉淀池的沉淀条件。在一定的沉淀条件下，通过沉淀可去除一定沉速的絮凝体和部分小于该沉速的絮凝体。万方数据第4卷第1期供水技术2010年2月经若干次生产验证，测得各絮凝体的沉速就可较准确地预测沉淀池的出水浊度。直接用控制絮凝体沉速的方法可在线调整混凝剂加注率，避免水质和水量的变化对絮凝体大小的影响、混凝剂和原水浊度比例的变化对絮凝体密度的影响、以及水温变化对水密度的影响，能够更简便、更精确地进行混凝剂加注的自动控制。1．2沉速在线测量方法在絮凝池末端水中安装特殊设计的传感器，通过传感器内的平稳、缓流装置，使水流缓慢、水平(无垂直分量速度)地流经取样窗，使用工业摄像头连续摄取取样窗中的水流(絮凝体)图像，并用计算机进行图像处理。软件每0．5S采集、处理一幅絮凝体图像，首先把图像数字化，然后