【文章內(nèi)容簡介】 又稱“ eyeball”，在我國相當多的水廠，尤其是中小水廠仍廣泛采用。操作者通過觀察原水濁度的變化、反應后礬花生成情況、沉淀后水的濁度高低來憑經(jīng)驗調節(jié)投藥量。操作人員的責任心與經(jīng)驗是制約混凝效果的重要因素。 燒杯試驗法 燒杯試驗法利用一臺可變速的 4— 6 聯(lián)攪拌機，同時向 4— 6個燒杯中的檢測水樣加不同量的混凝劑，并進行攪并，模擬生產(chǎn)中的混合與反應過程，然后靜止沉淀以 模擬實際，我國的許多水廠也把燒杯試驗結果作為確 定投藥量的重要參考依據(jù)，應用廣泛。 流動電流法 該法以反映膠體荷電特性的另一參數(shù) 流動電流為因子，控制投藥。這種方法以膠體電荷為參數(shù)，抓住了影響混凝的本質特性；同時，該方法是一種在線連續(xù)檢測法，易于實現(xiàn)投藥量的連續(xù)自動控制，因而成為各種膠體電荷控制法，以至現(xiàn)行各種投藥控制方法中很有發(fā)展前途的方法。 流動電流與混凝工藝的相關性 1）流動電流與動電位的相關性。 流動電流與動電位良好相關性，以流動電流代替動電位來描述膠體的脫穩(wěn)程度是完全可能的在 2）流動電流與混凝劑投量的相關性。 向水中加入不同量的硫酸鋁，測定水的流動電流。在硫酸鋁投量較少時，流動電流賂有上升，變化不大；隨著投藥量進一步增大，流動電流值迅速上升；隨后流動電流的增大趨勢逐漸變緩。 3）流動電流與混凝效果的相關性。 流動電流與濁度的這種相關性是普遍存在的，用范圍廣泛的、包括國內(nèi)國外、南方北方、江河水庫等多種原水及處理工藝進行試驗，都可以觀察到上述現(xiàn)象，說明流動電流是對混凝起決定性影響的主要因素。 流動電流混凝控制工藝系統(tǒng)的組成與特點 在流動電流與混凝工藝相關性的基礎上，可以建立 流動電流很凝投藥控制系統(tǒng)工藝流程，該系統(tǒng)主要由檢測、控制、執(zhí)行三大部分組成，流動電流檢測器對加藥后水中膠體電荷進行檢測，并經(jīng)信號處理后將該流動電流信號送至控制器； 控制器對該檢測值與事先設定的設定值進行比較，并按一定控制策略對投藥量輸出進行調整，該藥量的調整通過變頻調運設備對投藥泵的轉速調節(jié)來實現(xiàn)。 1) 單因子控制：除流動電流參數(shù)外，不再要求測定任何其它參數(shù)。 2) 小滯后系統(tǒng)：可以適應水質及水量等的突然變化。 3) 中間參數(shù)控制：設定值是通過相關關系間接反映了濁度要求。 4 透光脈動聚凝檢測技術的應用 透光脈動值能一 定程度地反映加藥混凝后水中顆粒雜質的絮凝情況．，可以作為控制參數(shù)構成反饋控制系統(tǒng)。對于一般濁度水，由于絮凝體形成的反應過程進行緩慢，滯后時間長，反饋控制混凝劑投加量效果不太理想。高濁度水的絮凝過程進行迅速，一般只需數(shù)秒或數(shù)十秒時間即可完成，因此可檢測其絮凝情況并根據(jù)絮凝過程控制投藥量，從而成為新的高濁度水絮凝控制方法， 高濁度水絮凝過程與透光脈動值的相關性 1）絮凝劑投加量和遠光脈動值的關系 2）渾液面沉速與透光脈動值的關系 3）出水余濁和透光脈動值的關系 4）高濁度水透光脈動投藥控制系統(tǒng) 高濁度水透光脈動投藥控制系統(tǒng) 絮凝檢測儀的檢測值可以反映高濁度水渾液面沉速的大小，通過對檢測值的控制即可實現(xiàn)混液面沉速的控制，這樣就有一個方便的確定投藥量的方法，不需要檢測原水含砂量、粒徑組成、流量及原水的其它性質，只要檢測加藥絮凝反應后的透光脈動值一個參數(shù)，即可控制投藥，保證高濁度水處理運行經(jīng)濟可靠。 由于高濁度水的絮凝過程非常短，因此采用以檢測值為控制對象的反饋控制系統(tǒng)，對擾動的響應速度快，滯后很短，接近于同步控制。 工作過程如下：反饋控制系統(tǒng)通過絮凝檢測儀在線連續(xù)檢測已進行絮凝反應的高濁度水的值，并 將信號傳到控制中心；控制器接收信號，并與給定的設定值進行比較、判斷，若檢測值 R符合系統(tǒng)要求，其偏差在允許的范圍內(nèi)，說明投藥量正常；反之．若檢測值 A 不在允許的范圍內(nèi)，控制器通過一定的算法指揮變頻器改變投藥泵電機的電源頻率、進而改變投藥泵轉速，實現(xiàn)投藥量調整，修正偏差，直到檢測值 R 符合要求。 第二節(jié)、濾池控制技術 濾池控制的基本內(nèi)容與基本方式 濾他的自動控制基本上包括過濾、反沖洗兩個方面，其中以反沖洗為主。由于各種濾池的構造、原理不同，控制內(nèi)容與方法也有差別。在采用的技術方面，主要有水力控制與機 電控制兩類。在本節(jié)中主要通過 —— 些實例介紹機電控制技術，特別是微電腦智能化控制技術的應用情況。 濾池的反沖洗控制可以有不同的方式?？刂品桨敢鉀Q如何判斷反沖洗開始和反沖洗結束。 反沖洗開始有下列方式判斷： (1)濾后水濁度監(jiān)控。連續(xù)檢測濾池出水的濁度，當濾后水濁度達到設定值時開始反沖洗； (2)濾池水頭損失監(jiān)控。連續(xù)檢測濾池的水頭損失，當水頭損失達到設定值時開始反沖洗； (3)定時控制。根據(jù)經(jīng)驗設定濾池工作周期，當達到周期規(guī)定的時間后開始反沖洗。 反沖洗結束有下列方式 判斷； (1)反沖洗水濁度監(jiān)控。連續(xù)檢測濾池反沖洗水的濁度，當該濁度降到設定值時結束反沖洗，使濾池投入過濾工況； (2)定時控制。按經(jīng)驗設定濾池反沖洗歷時，當達到規(guī)定的反沖洗時間后結束反沖洗使濾池投入過濾工況。 上述濾池反沖洗的開始與結束的控制方式可以交叉組合應用，也可以將幾種方式共同應用，當其中的條件之一達到時，即應當開始或結束反沖洗。另外，控制系統(tǒng)還應具有隨時人工指令強制反沖洗的功能。 反沖洗進行的方式有采用各濾池連續(xù)順序進行的，也有采用各濾池分別按各自的條件控制、獨立進 行反沖洗的。 一般在生產(chǎn)上不允許多座濾池同時反沖洗，在控制系統(tǒng)上應當采取相應的措施。 虹吸濾池的運行控制實例 以可編程序控制器為核心、以 U型氣水切換閥為執(zhí)行元件，進行虹吸濾池運行的自動控制。 根據(jù)不同的工藝條件，可以按下列 3 種方式控制虹吸濾池的運行。 1)自動控制方式：根據(jù)各格濾池水位 (濾池水頭損失 )上升到達反沖洗水位 的先后順序進行操作，依次控制濾池的反沖洗。 2)定時控制方式：以每格濾池的過濾時間為依據(jù)進行反沖洗控制，每當濾池 工作達 1624h(可調 )時進行一次反沖洗； 3)手動控制方式：由值班人員根據(jù)具體生產(chǎn)情況，手動選定某格或某幾格濾 池反沖洗，反沖洗過程由控制裝置指令自動完成。 下面著重介紹自動控制運行方式 。 在每格濾池都裝有浮球液位檢測裝置以檢測濾池運行工況，過濾周期后期。當濾池水位上升到反沖洗水位時，液位檢測裝置發(fā)出反沖洗信號，控制裝置控制執(zhí)行機構完成此格濾池反沖洗過程。 即： 1)破壞小虹吸； 2)形成大虹吸； 3)反沖洗計時， 4)破壞大虹吸， 5)形成小虹吸； 6)反沖洗完畢 (濾池恢復正常過濾 )，當有兩格或兩格以 上濾池到達反沖洗水位時，控制裝置根據(jù)各池水位到達的先后次序按先到先沖的原則，依次對此部分濾池進行反沖洗。為保證沖洗強度，反沖洗時間從大虹吸形成后開始計時，保證每次只沖洗一格。 自 動控制流程見圖 第三節(jié)、氯氣自動投加與控制技術 氯氣投加系統(tǒng)與設備 氯氣的投加方式主要可分為兩種形式：即正壓投加和真空投加。傳統(tǒng)的加氯方式多采用正壓投加。采用正壓投加時，由于所有的投加管線都處于正壓狀態(tài)，一旦發(fā)生故障或者管線破裂，容易出現(xiàn)氯氣泄漏事故，安全可 靠性低、設備維護量大。同時，氯 氣投加主要依靠經(jīng)驗，精度不高，難以保證水質標準和余氯合格率。而真空投加，由于所有的投加管線都處于真空狀態(tài)。即使管道出現(xiàn)破裂，也不會出現(xiàn)泄氯現(xiàn)象．具有很好的安全可靠性。 根據(jù)真空投加的原理．真空加氯機加氯系統(tǒng)由氣液分離器、真空調節(jié)器、加氯機、取樣泵、余氯分析儀、水射器、漏氯檢測儀等組成。 氯氣投加的自動控制 對于氯氣的自動投加控制，按控制系統(tǒng)的形式劃分，可以有以下 幾 種： 1)流量比例前饋控制：即控制投加量與水流量成一定比例； 2)余氯反饋控制：按照投加以后水中的余氯進行反饋控制 ； 3)復合環(huán)控制：即按照水流量和余氯進行的復合控制，或雙重余氯串級控制等， (4)其它控制方式：加以 pH 值和氧化還原電勢為參數(shù)進行控制等。 根據(jù)具體情況，對于前加氯和后加氯，宜采用不同的控制方式。 前加氯系統(tǒng)主要目的是殺死水中的微生物或氧化有機物，對投加量準確性要求不高，以采用原水流量進行比例投加為好。 投加量控下式確定： 式中： Y前加氯的投加量； K單位原水投氯量； Q與投加點對應的原水進水量； 后加氯系統(tǒng)主要目的是對水進行消毒，并使管網(wǎng)水中保持一定的余氯量。這是保證出廠水滿足衛(wèi)生學指標要求的把關環(huán)節(jié)，必須嚴格控制。由于要求水中的余氯量位比較恒定，而濾后水的需氯量是個變值。采用流量比例控制很難達到要 求。因此，可采用投氯后水余氯簡單反饋控制、復合環(huán)控制等方式。 前饋反饋復合環(huán)控制就是按前饋流量比例和余氯反饋進行復合調節(jié)。前饋比例調節(jié)可以迅速地調整由于處理水量變化產(chǎn)生的氯需求變化；反饋調節(jié)可以對余氯偏差進行更精確的修正，調節(jié)特性較簡單反饋控制有所改善 (見上圖 )。但是這種調節(jié)方式仍不能解決水質迅 速變化所產(chǎn)生的問題。 應用中的一些問題 ?？梢愿鶕?jù)工藝要求選擇確定氯氣投加點，而選擇取樣點時必須保證氯溶液與待處理水能充分混合，又不產(chǎn)生過長的滯后時間，以便控制器能及時地對加氯工藝進行控制。為保證充分混合，可以采用機械攪拌、彎頭混合、噴撒擴散器等方式。一般說來，對于飲用水系統(tǒng)，取樣點與加氯注入點之間的距離應十倍于管道的直徑。 余氯檢測是實現(xiàn)控制調節(jié)的重要環(huán)節(jié)，為了加氯及控制系統(tǒng)的正常工作．必須保證余氯檢測的精確可靠性，這就需要采用質量良好的余氯檢測 設備，并配備有一定專業(yè)技能的專門人才，定期監(jiān)測和維護加氯與控制設備。 由于氯氣危害性很大，因此設計加氯及控制系統(tǒng)時，對整個系統(tǒng)的安全性能必須引起足夠的重視： 實際使用經(jīng)驗表明。采用自動加氯，能隨時根據(jù)水量和水質的變化對加氯量進行調節(jié)，出廠水余氯合格率可達到 ％以上，比傳統(tǒng)方式有明顯提高，并且使液氯的耗量有所降低。 第四節(jié)、供水企業(yè) SCADA 系統(tǒng) 水廠自動監(jiān)控系統(tǒng)的組成與形式 隨著計算機及控制技術的發(fā)展，出現(xiàn)了集中式控制形式．出中心控制 室的一臺計算機系統(tǒng)對各個環(huán)節(jié)的參數(shù)進行巡回檢測、數(shù)據(jù)處理、控制運算，然后發(fā)出控制信號，直接控制被控對象。 一臺計算機體往往同時控制多個回路、即多個水處理工藝環(huán)節(jié)。在這種控制系統(tǒng)中，集中檢測、控制運算工作量大，要求計算機功能強大，有很高的可靠性。 進入 70 年代以來，以微處理器為核心的各種控制設備發(fā)展迅速，使得控制系統(tǒng)的形式也發(fā)生了相應的變化、結構組成種類很多。當前水廠采用的自動控制系統(tǒng)的結構形式，從自控的角度可以劃分為 SCADA 系統(tǒng)、 DCS 系統(tǒng)、 IPC+PLC 系統(tǒng)、總線式工業(yè)控