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加藥系統設備的控制

加藥系統設備的控制
加藥系統設備的控制分為兩大類:一是開環控制;二是閉環控制。影響藥液投加單耗的因素很多,情況較復雜;適合不同地區、不同水質的藥品也不同,因此,國內完全采用閉環控制方法加藥的凈水廠很少,大多數凈水廠還是采用開環控制、半自動控制或完全人工控制方法。無論是閉環控制、開環控制,半自動控制還是完全人工控制加藥,其最終目的都要達到以下幾點:
1) 加藥連續、及時、安全、可靠;
2) 加藥量準確,水處理效果好;
3) 藥液消耗適當、合理、節能、降耗;
4) 運行管理方便、操作簡單、改善勞動強度、提高生產效率。
藥劑注入的自動控制,真正實現藥劑的準確、及時的自動投加是國內外供水行業亟待解決的問題,目前,我國水處理控制加藥方式主要有:人工控制投加、人工設定投加率、流量比例控制、計算機按比例投加控制、前饋數學模型計算機自動控制、模擬自動控制單元控制、SCD游動電流自動控制、前饋和后饋數學模型計算機優化自動控制等。
2.3.1 人工控制投加
這種控制方式的主要做法是通過長期工作積累經驗或經小型模擬試驗總結原水水質、流量與加藥量之間的關系,按照人工控制設備的工作狀況來實現調節加藥量,是完全人工操作的控制方式,是比較原始、簡單的一種控制加藥方式,也是目前中、小凈水廠普遍采用的方法之一。
2.3.2 人工設定加藥單耗,流量比例或按比例投加
這種方式較完全人工操作控制先進了一步,計算機參與了控制,人工設定加藥單耗,由于加藥單耗的設定只考慮了源水水量、濁度與加藥量的線性關系,屬于半自動控制方式。這種方法是目前普遍采用的方法之一,特別是八十年代初期進行改造的老水廠采用的較多。流量比例控制作為一種經典、可靠簡單的控制方法將會長期存在。
2.3.3 前饋數學模型計算機自動控制方式
80年代末90年代初,隨著連續檢測儀器、儀表的出現,國內一些新建水廠開始采用這種方法進行加藥量的控制,該方法將源水的一些影響混凝效果的水質參數(如:水量、濁度、前加氯量、水溫、溶解氧、PH值、氨氮等),有選擇的作為前饋值,建立前饋數學模型;沉淀后水濁度或濾后水濁度作為后饋參數,由計算機自動調節、控制加藥量。其特點是能根據源水水質和水量的變化及時地改變加藥量,對提高水質的保證率和降低藥耗起到了一定的作用,但是這種方式沒有考慮到后續工藝的各種參數變化對混合、反映效果的影響,加藥存在滯后問題,在實際應用中要參考混合、反映效果情況和出廠水濁度進行人工調整加藥量。由于數學模型建立較復雜,其應用受到了制約。
2.3.4 模擬自動控制單元控制
這種方式是在“前饋數學模型計算機自動控制方式”的基礎上,借助實際工作經驗和小型試驗數據,做出幾種理想狀態的加藥模式,如利用季節、水溫、濁度等條件劃分,這種方式雖然解決了一些加藥滯后問題,但適應性不好,在季節變化或水溫、濁度變化比較大的情況下,水質合格率降低,需要借助其他檢測反饋系統進行調整,不是一個很理想的加藥控制方式。
2.3.5 SCD游動電流自動控制
這種控制方式是在取得類似于“前饋數學模型計算機自動控制方式”的基礎上,找出理想絮凝效果狀態下的游動電流大小與加藥量的規律,通過對游動電流情況進行檢測,反饋給計算機自動控制系統進行自動加藥。目前,國內有幾例凈水廠將該技術應用到了實際生產運行中,由于各地區的水質、溫度、工藝條件不同,各地區應用的效果也不同。
2.3.6 前饋和后饋數學模型計算機優化自動控制
這種控制方式是前幾種控制方式的綜合,利用檢測儀器、儀表設備對源水混合前的水量、濁度、PH值、水溫、溶解氧、氨氮、前加氯量等一些對混凝效果有影響的參數有選擇的作為前饋值,建立數學模型;將沉淀后水濁度或濾后水濁度、礬花形成效果等一些其他工藝參數作為后饋值,建立數學模型計算機自動控制系統,完成加藥的自動控制,可進行開環或閉環控制,是一種較理想的控制加藥方式。
這種控制方式的關鍵是相關參數的連續檢測。對混合、反應效果的連續檢測是當前亟待解決的問題。目前,國內外水處理技術及相應的儀器、儀表連續檢測手段,對源水的水量、水質、水溫等參數的連續檢測已經很成熟,而對混合反應效果及其他工藝因素參數的檢測和利用還不成熟,還有待于進一步的開發。混凝效果及其他工藝因素參數的檢測和利用,這一課題國內外采取了很多辦法,主要是從兩個方面考慮,一方面是利用電化學原理,檢測混合反應的游動電流及電位;另一方面是利用光學原理,檢測混合反應后礬花形成過程的光學效果,反饋到計算機,進行自動加藥。也有通過其他手段,如:通過檢測混合反應后礬花形成過程中礬花的單位面積數量,判定混合反應的效果。
由于一些相關水質和工藝參數因素參數對混凝效果的影響很大,建立多因素的數學模型來控制自動加藥,是自動控制加藥的新課題,有待于進一步開發研究出適應性更強、加藥更準確、加藥更及時的數學模型。
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