流動電流混凝控制技術在杏林水廠的應用
摘要： 混凝是凈水工藝中最重要的環節，為適應原水的變化，許多研究人員試圖找出一種控制混凝劑投加量的最佳方法。本文將闡述流動電流混凝控制技術在杏林水廠的控制方法、功能特點和應用效果。
關鍵字： 混凝,加藥,自動控制系統,游動電流
1、引言
有效的水處理混凝投藥控制，可以在實際最佳投藥量的意義上，控制混凝劑投加，從而達到以最少的混凝劑消耗獲得最理想的出水水質效果。傳統上，最佳混凝劑投加量以燒杯試驗法確定，而實際應用中，原水水質會隨時間連續變化甚至突變，以瞬時水質為依據的燒杯試驗難以保證混凝劑投加量始終為最佳。因而引進計算機自動化控制技術，已成為當今水處理工程中一項具有重要技術、經濟意義的課題。
應用最為成功的當屬流動電流混凝投藥控制技術，其克服了以往方法的缺陷，選擇可以在最本質意義上表征混凝效果的電動特性參數SC值作為單一監控因子，實現了對混凝劑投加量的精神控制。它的檢測控制原理為：水中膠體粒子加藥后，其ξ電位會發生變化，從而引起流動電流的變化，膠體電荷遠程傳感器通過檢測流動電流的變化，可以準確地反映水中加藥量的多少，并傳送給檢測控制儀，控制儀根據傳感器傳來的信號（4～20mA），經過計算機處理，輸出控制信號給投藥泵，來調整投加量，使之達到最佳值。
2、智能復合環加藥自動控制系統
在連續生產過程中，單一的流動電流控制系統在實際應用中受到各種主客觀因素的影響，控制效果與理想值有一定的偏差。杏林水廠為了在最大程度上，解決這個問題，提出并已應用了一種新的控制方法。如圖（1）所示。
它的控制原理是把沉淀水出水濁度作為系統的主控參數，流動電流為副控參數，組成串級調節系統。通過這套串級調節系統，在沉淀水出水濁度穩定不變時，加注泵參數不變。而當沉淀水出水濁度或游動電流SC值，在外來干擾作用下，偏離給定值時，要求改變加注泵參數，調整投加量，從而保證沉淀水出水濁度在要求范圍內。
在水質水量等干擾發生變化時，為提高系統調節速度，確保沉淀水出水濁度的穩定，在串級控制系統中，引入水質、水量前饋控制以進一步提高系統的控制質量。如果影響游動電流的主要干擾如：水質（濁度、PH值）和水量有波動，則相應前饋調節器立即根據干擾大小對系統加藥量進行調節，來補償干擾因素對水中膠體脫穩程度影響，從而提高了水質水量變化后序混凝的影響，及時改變加注泵參數，調整投藥量，具有超前調節的作用，控制效果顯著提高。
3、數學模型的建立
數學模型法是混凝投藥控制技術上的一個重要進展，這種方法能迅速響應原水水質水量參數的變化，滯后小，控制精確，但是建立一個模型需要耗費相當長的時間才能得到。
杏林水廠混凝投藥自動控制系統，是以若干原水水質（如濁度、PH值）、水量、游動電流、出水濁度參數為變量，建立其與投藥量之間的相關函數——數學模型。通過計算機按此模型自動采集數據控制投藥。杏林水廠采用美國AB公司的SLC500可編程控制系統，選用帶有沖程、頻率雙調節的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，該控制系統具有較強的調節功能，即使在較大的水質波動下，仍能較好的工作，處理后水質基本穩定，有較高的工作可靠性，但也有一些不足需加以防范改進。
4.1 自動控制系統干擾問題主要是
①水中含有大量藻類，大量有機污染物，混凝藥劑為有機高分子藥劑或粘附性強的藥劑都會沾污，流動電流傳感器探頭，造成檢測信號失真，從而導致控制系統不能正常的進行工作。
②SCD傳感器信號和控制調節信號均為弱電信號，因此一旦有強電信號在流動電流控制系統的傳感器或控制線纜附近存在時，就會產生干擾，影響控制系統的正常工作；還有傳感器接地是否符合要求，電源是否受到污染，控制系統屏蔽發壞都會造成流動電流控制系統的干擾，影響流動電流混凝投藥自動控制系統的正常工作。
當控制系統遇到干擾，造成檢測值無規律的上下波動，檢測值定時定向的有規律變化，計量泵的投藥量不能及時隨檢測值變化而變化時，必須找到干擾源，并加以排除才能使其恢復正常工作。
4.2 注重水廠工藝流程的優化，相對穩定的原水進水量，降低控制系統的振帶幅度，確保出水濁度的穩定。工藝流程設計合理，水質水量變化相對穩定，使得人工干預的時間短，自動運行的時間長。
4.3 完善科學的水質實驗檢測體系，積累各種經驗數據，研究評估對實際控制影響的多種變量，逐步建立優化的數學模型關系。
5、結論：
經過一年多的運行實踐表明，杏林水廠混凝投藥自動控制系統具有如下特點：
①由于前饋控制對原水的水質、水量變化適應性強，串級控制系統明顯改善澄清池出水水質，出水濁度長期穩定在3～5NTU之間，符合后序工藝（V型濾池）的技術特性。
②降低了因水質突變，人工反應不及時所帶來的對澄清池出水濁度的波動，從而影響制水的穩定，減輕了工人的勞動強度。
③在編程時，還可以通過設定澄清池出水濁度的值，來達到我們所想要的水質效果。
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