加藥系統(tǒng)設(shè)備的控制
加藥系統(tǒng)設(shè)備的控制分為兩大類：一是開環(huán)控制；二是閉環(huán)控制。影響藥液投加單耗的因素很多，情況較復(fù)雜；適合不同地區(qū)、不同水質(zhì)的藥品也不同，因此，國內(nèi)完全采用閉環(huán)控制方法加藥的凈水廠很少，大多數(shù)凈水廠還是采用開環(huán)控制、半自動(dòng)控制或完全人工控制方法。無論是閉環(huán)控制、開環(huán)控制，半自動(dòng)控制還是完全人工控制加藥，其最終目的都要達(dá)到以下幾點(diǎn)：
1) 加藥連續(xù)、及時(shí)、安全、可靠；
2) 加藥量準(zhǔn)確，水處理效果好；
3) 藥液消耗適當(dāng)、合理、節(jié)能、降耗；
4) 運(yùn)行管理方便、操作簡單、改善勞動(dòng)強(qiáng)度、提高生產(chǎn)效率。
藥劑注入的自動(dòng)控制，真正實(shí)現(xiàn)藥劑的準(zhǔn)確、及時(shí)的自動(dòng)投加是國內(nèi)外供水行業(yè)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(shè)定投加率、流量比例控制、計(jì)算機(jī)按比例投加控制、前饋數(shù)學(xué)模型計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制、模擬自動(dòng)控制單元控制、SCD游動(dòng)電流自動(dòng)控制、前饋和后饋數(shù)學(xué)模型計(jì)算機(jī)優(yōu)化自動(dòng)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(jīng)驗(yàn)或經(jīng)小型模擬試驗(yàn)總結(jié)原水水質(zhì)、流量與加藥量之間的關(guān)系，按照人工控制設(shè)備的工作狀況來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)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(shè)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(jìn)了一步，計(jì)算機(jī)參與了控制，人工設(shè)定加藥單耗，由于加藥單耗的設(shè)定只考慮了源水水量、濁度與加藥量的線性關(guān)系，屬于半自動(dòng)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(jìn)行改造的老水廠采用的較多。流量比例控制作為一種經(jīng)典、可靠簡單的控制方法將會(huì)長期存在。
2.3.3 前饋數(shù)學(xué)模型計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制方式
80年代末90年代初，隨著連續(xù)檢測儀器、儀表的出現(xiàn)，國內(nèi)一些新建水廠開始采用這種方法進(jìn)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(zhì)參數(shù)（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(shù)學(xué)模型；沉淀后水濁度或?yàn)V后水濁度作為后饋參數(shù)，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)、控制加藥量。其特點(diǎn)是能根據(jù)源水水質(zhì)和水量的變化及時(shí)地改變加藥量，對提高水質(zhì)的保證率和降低藥耗起到了一定的作用，但是這種方式?jīng)]有考慮到后續(xù)工藝的各種參數(shù)變化對混合、反映效果的影響，加藥存在滯后問題，在實(shí)際應(yīng)用中要參考混合、反映效果情況和出廠水濁度進(jìn)行人工調(diào)整加藥量。由于數(shù)學(xué)模型建立較復(fù)雜，其應(yīng)用受到了制約。
2.3.4 模擬自動(dòng)控制單元控制
這種方式是在“前饋數(shù)學(xué)模型計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制方式”的基礎(chǔ)上，借助實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)和小型試驗(yàn)數(shù)據(jù)，做出幾種理想狀態(tài)的加藥模式，如利用季節(jié)、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(yīng)性不好，在季節(jié)變化或水溫、濁度變化比較大的情況下，水質(zhì)合格率降低，需要借助其他檢測反饋系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，不是一個(gè)很理想的加藥控制方式。
2.3.5 SCD游動(dòng)電流自動(dòng)控制
這種控制方式是在取得類似于“前饋數(shù)學(xué)模型計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制方式”的基礎(chǔ)上，找出理想絮凝效果狀態(tài)下的游動(dòng)電流大小與加藥量的規(guī)律，通過對游動(dòng)電流情況進(jìn)行檢測，反饋給計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)加藥。目前，國內(nèi)有幾例凈水廠將該技術(shù)應(yīng)用到了實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中，由于各地區(qū)的水質(zhì)、溫度、工藝條件不同，各地區(qū)應(yīng)用的效果也不同。
2.3.6 前饋和后饋數(shù)學(xué)模型計(jì)算機(jī)優(yōu)化自動(dòng)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(shè)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(shù)有選擇的作為前饋值，建立數(shù)學(xué)模型；將沉淀后水濁度或?yàn)V后水濁度、礬花形成效果等一些其他工藝參數(shù)作為后饋值，建立數(shù)學(xué)模型計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)，完成加藥的自動(dòng)控制，可進(jìn)行開環(huán)或閉環(huán)控制，是一種較理想的控制加藥方式。
這種控制方式的關(guān)鍵是相關(guān)參數(shù)的連續(xù)檢測。對混合、反應(yīng)效果的連續(xù)檢測是當(dāng)前亟待解決的問題。目前，國內(nèi)外水處理技術(shù)及相應(yīng)的儀器、儀表連續(xù)檢測手段，對源水的水量、水質(zhì)、水溫等參數(shù)的連續(xù)檢測已經(jīng)很成熟，而對混合反應(yīng)效果及其他工藝因素參數(shù)的檢測和利用還不成熟，還有待于進(jìn)一步的開發(fā)�；炷Ч捌渌に囈蛩貐�(shù)的檢測和利用，這一課題國內(nèi)外采取了很多辦法，主要是從兩個(gè)方面考慮，一方面是利用電化學(xué)原理，檢測混合反應(yīng)的游動(dòng)電流及電位；另一方面是利用光學(xué)原理，檢測混合反應(yīng)后礬花形成過程的光學(xué)效果，反饋到計(jì)算機(jī)，進(jìn)行自動(dòng)加藥。也有通過其他手段，如：通過檢測混合反應(yīng)后礬花形成過程中礬花的單位面積數(shù)量，判定混合反應(yīng)的效果。
由于一些相關(guān)水質(zhì)和工藝參數(shù)因素參數(shù)對混凝效果的影響很大，建立多因素的數(shù)學(xué)模型來控制自動(dòng)加藥，是自動(dòng)控制加藥的新課題，有待于進(jìn)一步開發(fā)研究出適應(yīng)性更強(qiáng)、加藥更準(zhǔn)確、加藥更及時(shí)的數(shù)學(xué)模型。 |
