流動電流混凝投藥自動控制技術在低濁度水中應用范圍的研究
摘要：本文首次針對了流動電流混凝投藥自動控制技術在低濁度水中的 應用 進行了 研究 ，提出流動電流混凝投藥自動控制技術在低濁度應用水的適用范圍。對于流動電流混凝投藥自動控制技術在低濁度水情況下的應用有著非常重要的意義。
關鍵詞：流動電流 混凝 投藥 自動控制技術 低濁度
THE STUDY ABUOT THE RANGE OF USING COAGULANT DOSAGE AUTOMTIC CONTROLLING SYSTEM IN LOW TURBIDITY WATER
Abstract：This paper first time study the using quantitative stand of streaming current control method for coagulant dosage system in low turbidity, and point out the using range of it in low turbidity. This has the very important significance for the using of it in low turbidity.
Key words：Streaming Current, Coagulant, Dosage, Automatic Controlling Technique, Low Turbidity
以流動電流為因子進行混凝投藥控制，是投藥技術的上的一項重要進展[1]。流動電流混凝投藥自控技術作為 目前 國內先進的自動投藥控制技術，已在全國各地的自來水廠得到了廣泛的應用并取得良好的 經濟 效益和 社會 效益。隨著應用范圍的擴展，水質條件也日趨復雜，應用中所遇到的 問題 也越來越多，尤其是低濁度水方面表現特別明顯。
低濁度水情況下的混凝沉淀過程是整個低濁度水處理工藝的關鍵，能否準確控制混凝劑的投加量關系尤為重要。因為在低濁度水的情況下，所需的混凝劑較少，形成的礬花顆粒細、少、輕，難于沉淀，易于穿透濾池[2]。因此，在低濁度水中準確地控制投藥量既是十分困難的又是非常必要的。
流動電流控制系統在國內包括黑龍江、安徽、廣西、江蘇等省的低濁度水質的水廠已有了一些應用，但尚未有過細致的研究和探討，只是從實際應用中 總結 出較粗略的低濁度原水應用范圍。
1. 流動電流自動投藥控制技術在低濁度水中應用范圍的實驗研究
1.1 試驗裝置
本試驗采用儀器有哈爾濱建筑大學制造的流動電流遠程膠體電荷傳感器，北京精密單因子公司生產的SC-4000型流動電流投藥自動控制儀，美國Milton Roy公司生產的LMI型 電子 脈沖計量泵，美國HATCH公司制造的臺式濁度儀，并應用了由哈爾濱建筑大學水 工業 新技術研究室設計的水廠處理工藝流程模型。混凝藥劑采用河南生產的聚合氯化鋁。
1.2 試驗方案
1.2.1 靜態試驗
本試驗是利用高嶺土來配制所需原水濁度，將配好的濁度為10、9、8、7、6、5、4、3、2、1.5NTU的原水水樣分別裝入十個1000ml燒杯內。同時取1000mL自來水(濁度為1.5NTU)，作為基準進行對比。試驗裝置示意圖如下。
先將膠體電荷遠程傳感器與流動電流控制儀之間的信號線連接好，然后將傳感器放入盛有自來水的燒杯內，啟動傳感器與控制儀的電源，讓傳感器穩定運行30分鐘，紀錄控制儀顯示的流動電流檢測值。待檢測值穩定后，即向水中加入2mg/L的聚合氯化鋁藥劑，在100轉/分鐘的轉速下快速攪拌20秒鐘，測定流動電流的檢測值并記錄下來。從燒杯中取出傳感器，讓加藥后的原水靜沉25分鐘，測定其沉后濁度并記錄下來。
將傳感器放入10NTU的原水中直至檢測值穩定，記錄下控制儀所顯示的流動電流檢測值。向原水中同樣加入2mg/L的聚合氯化鋁藥劑，在100轉/分鐘的轉速下快速攪拌20秒鐘，測定流動電流的檢測值并記錄下來。同樣靜沉25分鐘后紀錄下沉后水濁度。
同樣地對其他上述8個燒杯中的原水水樣進行試驗，所得數據見下表。
表1
|
原水濁度(NTU) |
加藥量(mg/L) |
流動電流檢測值 |
沉后水濁度(NTU) |
|
10 |
2 |
53.4 |
4.0 |
|
9 |
2 |
55.5 |
3.5 |
|
8 |
2 |
57.7 |
3.0 |
|
7 |
2 |
60.1 |
2.6 |
|
6 |
2 |
61.9 |
2.3 |
|
5 |
2 |
63.4 |
2.0 |
|
4 |
2 |
64.3 |
1.6 |
|
3 |
2 |
64.6 |
1.4 |
|
2 |
2 |
65.0 |
1.2 |
|
1.5 |
2 |
65.3 |
1.0 |
從表1可以看出流動電流混凝投藥自動控制系統在濁度5NTU以上，對藥劑(2mg/L)有明顯的反應，流動電流檢測值可以隨著原水濁度的變化有顯著的變化，當濁度每變化1NTU，流動電流檢測值可變化1個單位以上，控制精度較好;但在4~1NTU的濁度范圍內，當濁度每變化1度時，流動電流檢測值只變化0.3個單位左右，控制精度稍差。
在1.5~10NTU的濁度范圍，改變混凝劑的投加量進行試驗。以下為投藥量分別為0.5mg/L，1mg/L，1.5mg/L，2mg/L，3mg/L，4mg/L，5mg/L情況下的流動電流檢測值變化情況，見表2、表3、表4、表5。取其中1.5、4、5、10NTU四種濁度水的紀錄加以說明。
表2
|
流動電流檢測值 |
原水濁度(NTU) |
加藥量(mg/L) |
沉后水濁度(NTU) |
|
45.2 |
10 |
0.5 |
6.2 |
|
48.5 |
10 |
1.0 |
5.1 |
|
51.7 |
10 |
1.5 |
4.5 |
|
53.3 |
10 |
2.0 |
3.9 |
|
54.7 |
10 |
3.0 |
3.4 |
|
55.4 |
10 |
4.0 |
2.8 |
|
56.1 |
10 |
5.0 |
2.5 |
表3
|
流動電流檢測值 |
原水濁度(NTU) |
加藥量(mg/L) |
沉后水濁度(NTU) |
|
55.1 |
5 |
0.5 |
3.2 |
|
59.2 |
5 |
1.0 |
2.7 |
|
62.4 |
5 |
1.5 |
2.4 |
|
65.3 |
5 |
2.0 |
2.1 |
|
67.5 |
5 |
3.0 |
1.8 |
|
69.4 |
5 |
4.0 |
1.6 |
|
70.3 |
5 |
5.0 |
1.5 |
表4
|
流動電流檢測值 |
原水濁度(NTU) |
加藥量(mg/L) |
沉后水濁度(NTU) |
|
65.0 |
4 |
0.5 |
2.5 |
|
65.6 |
4 |
1.0 |
2.1 |
|
66.0 |
4 |
1.5 |
1.8 |
|
66.4 |
4 |
2.0 |
1.6 |
|
66.7 |
4 |
3.0 |
1.3 |
|
66.9 |
4 |
4.0 |
1.1 |
|
67.1 |
4 |
5.0 |
0.9 |
表5
|
流動電流檢測值 |
原水濁度(NTU) |
加藥量(mg/L) |
沉后水濁度(NTU) |
|
64.6 |
1.5 |
0.5 |
1.3 |
|
65.0 |
1.5 |
1.0 |
1.2 |
|
65.2 |
1.5 |
1.5 |
1.0 |
|
65.4 |
1.5 |
2.0 |
1.0 |
|
65.6 |
1.5 |
3.0 |
1.0 |
|
66.1 |
1.5 |
4.0 |
0.9 |
|
66.2 |
1.5 |
5.0 |
1.0 |
由上述的靜態試驗紀錄可知，投藥量變化時，流動電流檢測值變化情況：即原水濁度大于5NTU，流動電流檢測值變化較大，控制精度較高，滿足控制要求;原水濁度小于5NTU時，流動電流檢測值變化較小，控制精度較差。
1.2.2 動態實驗 研究
在實驗室的動態試驗流程如圖1。本流程模擬了水處理的常規工藝過程，即從原水進廠經過的加藥、混合、反應、沉淀、過濾的全過程(不包括加氯)，這樣可以較全面地反映流動電流投藥控制系統對低濁度水的處理過程的 影響 。
當原水濁度在2~10NTU范圍變化時，流動電流控制系統在保證沉后水濁度約為2NTU條件下，投藥量、流動電流檢測值、沉后水濁度及濾后水濁度紀錄如表6。
表6
|
時間(h) |
原水濁度(NTU) |
加藥量(mg/L) |
流動電流檢測值 |
沉后水濁度(NTU) |
濾后水濁度(NTU) |
|
8:00 |
10 |
8.0 |
57.8 |
2.0 |
1.5 |
|
9:00 |
9 |
6.5 |
59.7 |
2.1 |
1.3 |
|
10:00 |
8 |
5.5 |
60.9 |
2.1 |
1.2 |
|
11:00 |
7 |
4.3 |
62.3 |
2.0 |
1.1 |
|
12:00 |
6 |
3.4 |
63.5 |
2.2 |
1.1 |
|
13:00 |
5 |
2.2 |
64.6 |
1.9 |
1.0 |
|
14:00 |
4 |
1.1 |
65.0 |
1.8 |
1.0 |
|
15:00 |
3 |
1.0 |
65.3 |
1.8 |
1.0 |
|
16:00 |
2 |
0.4 |
65.5 |
1.9 |
1.1 |
從上述的流動電流混凝投藥自動控制系統在實驗室的動態試驗運行情況可知，流動電流投藥自控系統對于濁度為5NTU以上的原水反應靈敏，當原水濁度變化1NTU時流動電流檢測值可以變化1個單位以上，控制精度很好。而對于濁度小于5NTU的原水，當原水濁度變化1NTU時流動電流的檢測值只能變化0.3個單位左右，反應不夠靈敏，控制精度較差。
1.3 流動電流混凝投藥控制系統在低濁度原水情況下實際生產 應用
1.3.1 水廠情況簡介
該水廠位于黑龍江省哈爾濱市。水廠的原水濁度在冬季枯水期時為10NTU以下，pH值為中性，有微量污染物存在，水質無其它特異情況。水廠的處理量為5萬噸/日，水廠的水處理工藝流程為常規工藝。
流動電流混凝投藥控制系統的取樣點設在網格反應池內的第四個格中，水樣為加藥后混合20秒左右的水，膠體電荷遠程傳感器安裝在反應池的池壁上，傳感器前設有不銹鋼水樣預處理器，可以有效的防止較大的雜質堵塞傳感器。流動電流投藥自動控制儀安裝在加藥間的值班室，變頻控制柜安裝在加藥間電控室內。
在春、夏、秋季該水廠原水濁度多為數十至數百NTU，流動電流自動控制系統運行情況良好，可以準確控制混凝劑的投加量，使沉淀池出水濁度保持在4~5NTU左右，符合水廠的要求。
1.3.2 流動電流在低濁度下的運行情況
在冬季枯水期，該水廠的原水濁度多為5~10NTU，觀察表明，當原水濁度大于5NTU時，流動電流自控系統工作穩定而靈敏，可以隨著原水濁度的變化準確地改變混凝劑的投加量，達到控制投藥量和保證水質的目的;當原水濁度小于5NTU時，流動電流自控系統工作有些不穩定，投藥量隨水質變化的調節速度較慢，這與試驗室試驗結果相似。
作者也了解到在江蘇和安徽兩省應用流動電流混凝投藥自動控制系統于低濁度原水的水廠的情況，結果與上述實驗室試驗和生產性試驗情況相似。
2. 結論
通過一系列的靜態試驗、動態試驗和生產性試驗，可以認為流動電流投藥自動控制系統應用的原水濁度分界點為5NTU，對5NTU以上濁度的原水，流動電流混凝投藥自動控制系統的控制精度較高，可取得比較滿意的控制效果;對于5NTU以下濁度的原水，流動電流投藥控制系統精度較差。
參考 文獻
[1]崔福義，陳衛，李虹。流動電流串級投藥控制系統的特性評價。 中國 給水排水。1995[2]。30~33。
[2]霍明昕，劉馨遠。低溫低濁水質特性的 分析 。中國給水排水。1998[6]。33~34。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”
