摘要： 混(hun)凝(ning)(ning)(ning)是凈水工(gong)藝中最(zui)重要的(de)環節，為適應原水的(de)變化，許多研究人員試圖找出一種控(kong)(kong)制(zhi)混(hun)凝(ning)(ning)(ning)劑(ji)投加量的(de)最(zui)佳方(fang)法(fa)。本(ben)文(wen)將闡(chan)述流動電(dian)流混(hun)凝(ning)(ning)(ning)控(kong)(kong)制(zhi)技(ji)術在杏(xing)林水廠的(de)控(kong)(kong)制(zhi)方(fang)法(fa)、功能(neng)特點和(he)應用(yong)效果。

關鍵字： 混凝,加藥,自動控制系統,游動電流

1、引言

有效(xiao)的水(shui)(shui)(shui)處(chu)理混(hun)凝(ning)(ning)投藥控(kong)制(zhi)，可(ke)以(yi)在實際最(zui)佳投藥量(liang)的意(yi)義上，控(kong)制(zhi)混(hun)凝(ning)(ning)劑投加(jia)(jia)，從而達(da)到以(yi)最(zui)少的混(hun)凝(ning)(ning)劑消耗獲得最(zui)理想的出水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質效(xiao)果。傳統上，最(zui)佳混(hun)凝(ning)(ning)劑投加(jia)(jia)量(liang)以(yi)燒杯試驗法確定，而實際應用(yong)中(zhong)，原水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)質會隨時間(jian)連續變(bian)化(hua)甚至突變(bian)，以(yi)瞬(shun)時水(shui)(shui)(shui)質為依(yi)據的燒杯試驗難以(yi)保證混(hun)凝(ning)(ning)劑投加(jia)(jia)量(liang)始終(zhong)為最(zui)佳。因而引(yin)進計算機自動化(hua)控(kong)制(zhi)技術(shu)，已(yi)成(cheng)為當今(jin)水(shui)(shui)(shui)處(chu)理工程(cheng)中(zhong)一項具有重要技術(shu)、經(jing)濟意(yi)義的課題。

應用最(zui)為成功的(de)(de)(de)(de)當屬(shu)流(liu)動電流(liu)混凝(ning)投(tou)藥控(kong)制技(ji)術，其克服了以往方法的(de)(de)(de)(de)缺陷，選擇可以在最(zui)本質意義上表征混凝(ning)效果的(de)(de)(de)(de)電動特性參數SC值(zhi)作為單(dan)一監控(kong)因子(zi)，實現了對(dui)混凝(ning)劑投(tou)加量的(de)(de)(de)(de)精神控(kong)制。它的(de)(de)(de)(de)檢(jian)測控(kong)制原理為：水中膠體粒子(zi)加藥后，其ξ電位會發生變化(hua)，從而引(yin)起(qi)流(liu)動電流(liu)的(de)(de)(de)(de)變化(hua)，膠體電荷(he)遠(yuan)程(cheng)傳(chuan)感(gan)器通過檢(jian)測流(liu)動電流(liu)的(de)(de)(de)(de)變化(hua)，可以準確地反映(ying)水中加藥量的(de)(de)(de)(de)多少(shao)，并傳(chuan)送給檢(jian)測控(kong)制儀，控(kong)制儀根據傳(chuan)感(gan)器傳(chuan)來的(de)(de)(de)(de)信(xin)(xin)號（4～20mA），經(jing)過計(ji)算機處理，輸出控(kong)制信(xin)(xin)號給投(tou)藥泵，來調整投(tou)加量，使之(zhi)達到最(zui)佳值(zhi)。

2、智能復合環加藥自動控制系統

在連續生(sheng)產過程中(zhong)，單一(yi)的(de)(de)流動電流控制系統在實際應用中(zhong)受到各種主(zhu)客觀(guan)因素的(de)(de)影響，控制效(xiao)果與理想值(zhi)有一(yi)定的(de)(de)偏差。杏林水廠為了在最大(da)程度上(shang)，解決這個(ge)問(wen)題，提出(chu)并已應用了一(yi)種新的(de)(de)控制方(fang)法(fa)。如(ru)圖(tu)（1）所示。

它(ta)的(de)控制原理(li)是把沉淀水(shui)(shui)出(chu)水(shui)(shui)濁(zhuo)度作為(wei)系(xi)(xi)統(tong)的(de)主控參數，流(liu)動(dong)電流(liu)為(wei)副控參數，組成(cheng)串級(ji)調(diao)(diao)節系(xi)(xi)統(tong)。通過這套串級(ji)調(diao)(diao)節系(xi)(xi)統(tong)，在(zai)沉淀水(shui)(shui)出(chu)水(shui)(shui)濁(zhuo)度穩定不變(bian)時，加注泵參數不變(bian)。而當沉淀水(shui)(shui)出(chu)水(shui)(shui)濁(zhuo)度或(huo)游動(dong)電流(liu)SC值，在(zai)外(wai)來干擾(rao)作用下，偏離給定值時，要求改變(bian)加注泵參數，調(diao)(diao)整投(tou)加量，從(cong)而保證沉淀水(shui)(shui)出(chu)水(shui)(shui)濁(zhuo)度在(zai)要求范圍內(nei)。

在水(shui)(shui)質(zhi)(zhi)水(shui)(shui)量等干(gan)擾(rao)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)時(shi)，為提(ti)高(gao)(gao)系(xi)統調(diao)節(jie)速(su)度，確(que)保沉淀水(shui)(shui)出水(shui)(shui)濁度的(de)穩(wen)定，在串級(ji)控制系(xi)統中，引入(ru)水(shui)(shui)質(zhi)(zhi)、水(shui)(shui)量前饋控制以進一步提(ti)高(gao)(gao)系(xi)統的(de)控制質(zhi)(zhi)量。如果影響(xiang)游動電流的(de)主要干(gan)擾(rao)如：水(shui)(shui)質(zhi)(zhi)（濁度、PH值）和水(shui)(shui)量有波(bo)動，則相應前饋調(diao)節(jie)器立即根(gen)據干(gan)擾(rao)大小(xiao)對系(xi)統加(jia)藥量進行調(diao)節(jie)，來補(bu)償干(gan)擾(rao)因素(su)對水(shui)(shui)中膠體脫穩(wen)程度影響(xiang)，從(cong)而提(ti)高(gao)(gao)了水(shui)(shui)質(zhi)(zhi)水(shui)(shui)量變(bian)化(hua)后序混凝的(de)影響(xiang)，及(ji)時(shi)改變(bian)加(jia)注泵參數，調(diao)整投藥量，具有超前調(diao)節(jie)的(de)作用，控制效(xiao)果顯著提(ti)高(gao)(gao)。

3、數學模型的建立

數(shu)學(xue)模(mo)(mo)型(xing)法(fa)是混凝投藥控(kong)制(zhi)技術上的(de)(de)一個重要進展，這種(zhong)方法(fa)能迅速響應原水(shui)水(shui)質(zhi)水(shui)量參數(shu)的(de)(de)變(bian)化，滯后小，控(kong)制(zhi)精確，但是建立一個模(mo)(mo)型(xing)需要耗費相(xiang)當長(chang)的(de)(de)時間才能得到。

杏林水(shui)(shui)廠(chang)混(hun)凝投藥(yao)自動控制(zhi)系統(tong)，是以若干原水(shui)(shui)水(shui)(shui)質（如濁度(du)、PH值(zhi)）、水(shui)(shui)量(liang)、游動電流、出水(shui)(shui)濁度(du)參數為變量(liang)，建(jian)立(li)其與投藥(yao)量(liang)之間的(de)相關函數——數學模型(xing)(xing)。通過計算(suan)機按此模型(xing)(xing)自動采(cai)集數據控制(zhi)投藥(yao)。杏林水(shui)(shui)廠(chang)采(cai)用(yong)美(mei)國AB公司的(de)SLC500可(ke)編程(cheng)控制(zhi)系統(tong)，選用(yong)帶(dai)有沖(chong)程(cheng)、頻率雙調節的(de)promintent加注泵。

4、混凝控制技術改進的建議及對策

通過連續運行表明，該控(kong)制(zhi)系(xi)統具(ju)有(you)較(jiao)(jiao)強(qiang)的(de)調節功能，即使(shi)在較(jiao)(jiao)大的(de)水質波動下，仍能較(jiao)(jiao)好的(de)工作(zuo)，處(chu)理(li)后水質基本(ben)穩定，有(you)較(jiao)(jiao)高的(de)工作(zuo)可靠性(xing)，但(dan)也(ye)有(you)一些不足需(xu)加以防范改(gai)進。

4.1 自動(dong)控制(zhi)系統干擾(rao)問題主要是

①水中含有(you)大量(liang)藻類，大量(liang)有(you)機(ji)(ji)污染物，混凝藥(yao)(yao)劑(ji)為有(you)機(ji)(ji)高分(fen)子藥(yao)(yao)劑(ji)或粘(zhan)附性強的藥(yao)(yao)劑(ji)都(dou)會沾污，流動電流傳感器(qi)探頭，造成檢測信(xin)號(hao)失真，從而導(dao)致控制系統不(bu)能(neng)正常的進行(xing)工作。

②SCD傳(chuan)感器(qi)信號(hao)和控(kong)制(zhi)調節信號(hao)均為(wei)弱電(dian)(dian)信號(hao)，因此一(yi)旦有強(qiang)電(dian)(dian)信號(hao)在流(liu)動(dong)電(dian)(dian)流(liu)控(kong)制(zhi)系(xi)統的傳(chuan)感器(qi)或控(kong)制(zhi)線(xian)纜附近存在時，就會產生干(gan)擾(rao)，影響控(kong)制(zhi)系(xi)統的正(zheng)常工(gong)作；還有傳(chuan)感器(qi)接地是否符(fu)合要求，電(dian)(dian)源是否受到污染(ran)，控(kong)制(zhi)系(xi)統屏蔽發壞都會造(zao)成流(liu)動(dong)電(dian)(dian)流(liu)控(kong)制(zhi)系(xi)統的干(gan)擾(rao)，影響流(liu)動(dong)電(dian)(dian)流(liu)混凝投藥自動(dong)控(kong)制(zhi)系(xi)統的正(zheng)常工(gong)作。

當控制系統遇到(dao)(dao)干擾(rao)，造成(cheng)檢(jian)測值(zhi)無規律的(de)上下波動(dong)，檢(jian)測值(zhi)定(ding)時(shi)定(ding)向的(de)有(you)規律變(bian)化，計量(liang)(liang)泵的(de)投藥量(liang)(liang)不能(neng)及時(shi)隨檢(jian)測值(zhi)變(bian)化而變(bian)化時(shi)，必須找到(dao)(dao)干擾(rao)源(yuan)，并加以排除才能(neng)使其恢復正常工作。

4.2 注(zhu)重(zhong)水廠(chang)工藝流程的(de)優化，相對穩(wen)定的(de)原(yuan)水進水量(liang)，降低控制(zhi)系統的(de)振帶幅度，確保出(chu)水濁度的(de)穩(wen)定。工藝流程設計合理(li)，水質水量(liang)變化相對穩(wen)定，使得人工干預的(de)時(shi)間(jian)短(duan)，自動運行的(de)時(shi)間(jian)長。

4.3 完善(shan)科學的(de)水質實(shi)(shi)驗(yan)檢測體系，積累各種(zhong)經驗(yan)數據，研究評(ping)估對(dui)實(shi)(shi)際(ji)控制(zhi)影(ying)響的(de)多種(zhong)變量，逐步(bu)建立(li)優化的(de)數學模型關系。

5、結論：

經(jing)過一(yi)年多(duo)的運行實踐表明，杏(xing)林(lin)水廠混凝(ning)投藥自動控制系統具(ju)有如下特點：

①由于前饋控制對原水(shui)的(de)水(shui)質、水(shui)量變化適應性強，串級控制系統明顯改善澄清池出水(shui)水(shui)質，出水(shui)濁(zhuo)度長期穩定在3～5NTU之(zhi)間，符(fu)合后序(xu)工(gong)藝（V型(xing)濾池）的(de)技術(shu)特性。

②降低了因水(shui)質突變(bian)，人工反應不及時所帶來的(de)對澄清池出(chu)水(shui)濁度(du)的(de)波動，從而影響(xiang)制(zhi)水(shui)的(de)穩定，減輕了工人的(de)勞動強度(du)。

③在編程時，還(huan)可(ke)以通(tong)過設定澄清池出(chu)水(shui)濁度的(de)值，來達到我(wo)們所想要的(de)水(shui)質效(xiao)果。

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