絮凝控制技術(shù)在水處理行業(yè)的重要作用和應(yīng)用 恒信達(dá)環(huán)保
鞏義恒信達(dá)環(huán)保是一家專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)聚合氯化鋁PAM的廠(chǎng)家,包括工業(yè)級(jí)飲用級(jí)。
絮凝控制技術(shù)是凈化處理的重要環(huán)節(jié)。如果控制不好,既不能達(dá)到預(yù)定的水質(zhì)要求,又導(dǎo)致藥劑的浪費(fèi)。目前大部分凈水廠(chǎng)仍沿用化驗(yàn)室燒杯攪拌試驗(yàn)確定投加量與經(jīng)驗(yàn)投加相結(jié)合的方式,人工操作投加。該方法的缺點(diǎn)是不能滿(mǎn)足連續(xù)運(yùn)行的需要,也就不能隨水質(zhì)水量的變化而及時(shí)調(diào)整投加量。同時(shí)由于在化驗(yàn)室內(nèi)做燒杯攪拌試驗(yàn)與實(shí)際生產(chǎn)中的水力條件差距較大,因此提供的投加量?jī)H能作為實(shí)際投加的參考值,不僅不準(zhǔn)確,還帶來(lái)檢驗(yàn)投加效果的滯后。為了解決這些問(wèn)題,有部分水廠(chǎng)研究應(yīng)用模擬濾池法控制混凝藥劑的投加,結(jié)果表明可達(dá)到自動(dòng)控制投加和及時(shí)調(diào)整藥劑之目的,可以節(jié)約藥劑10%~20%。但由于模擬水力條件和生產(chǎn)實(shí)際的差距,必須及時(shí)修正相關(guān)關(guān)系,否則將影響投加的準(zhǔn)確性。
在藥劑自動(dòng)投加控制方面國(guó)內(nèi)還先后研究與應(yīng)用過(guò)建立前饋數(shù)學(xué)模型實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制投加。基本控制參數(shù)有原水濁度、水溫、pH值或堿度、氨氮、耗氧量、水量6項(xiàng),基本達(dá)到根據(jù)原水水量及水質(zhì)變化及時(shí)準(zhǔn)確改變投加量。在此基礎(chǔ)上又發(fā)展出建立前饋與后饋數(shù)學(xué)模型實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)優(yōu)化自動(dòng)控制系統(tǒng),該方法是在前饋數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,又根據(jù)沉淀池出水與濾池出水濁度建立后饋控制的數(shù)學(xué)模型,而建立數(shù)學(xué)模型法的關(guān)鍵是要建立實(shí)用可靠的數(shù)學(xué)模型和采用多種準(zhǔn)確可靠的連續(xù)傳感器與投加設(shè)備。由于國(guó)內(nèi)連續(xù)檢測(cè)儀表與投加設(shè)備質(zhì)量不過(guò)關(guān)以及在建立數(shù)學(xué)模型方面所需原始資料準(zhǔn)確程度的差異和內(nèi)容的短缺,使該項(xiàng)術(shù)實(shí)施比較困難,不能得到廣泛的應(yīng)用
目前投藥控制發(fā)展趨勢(shì)已由多參數(shù)控制向單因子控制方向發(fā)展。因?yàn)閱我蜃涌刂撇灰蠼⑤^復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型,連續(xù)檢測(cè)傳感器單一,管理維護(hù)方便,使得這一技術(shù)發(fā)展很快。
投藥單因子控制技術(shù)是以流動(dòng)電流投藥控制系統(tǒng)和絮凝控制在線(xiàn)檢測(cè)儀為代表的。
流電流(SCD)投藥控制系統(tǒng)是國(guó)際上20世紀(jì)80年代開(kāi)始應(yīng)用的一項(xiàng)新技術(shù),它是傳統(tǒng)技上的一個(gè)發(fā)展,是混凝投藥控制技術(shù)的重大突破。該技術(shù)是依據(jù)混凝理論而產(chǎn)生的。混凝論認(rèn)為向原水中投加絮凝劑,使水中膠體雜質(zhì)脫穩(wěn),調(diào)節(jié)混凝劑的投加量改變膠體的脫穩(wěn)度,使之利于后續(xù)沉淀。而描述膠體脫穩(wěn)程度的重要指標(biāo)是與電位,以5電位為因子控制凝劑則成為一種根本性的控制方法。而投藥后水體剩余絮凝顆粒的流動(dòng)電流與5電位呈線(xiàn)相關(guān),因此測(cè)其流動(dòng)電流能克服測(cè)5電位的困難,并能反映水體中膠體的脫穩(wěn)程度、據(jù)資料顯示,原水濁度在10~5000NTU變化、水量變化范圍10%~,應(yīng)用該技術(shù)收到良好的混凝效果,平均節(jié)約藥劑15%~30%,流動(dòng)電流(SCD)探測(cè)器的使用方法是按生產(chǎn)要求的沉淀水濁度確定**動(dòng)電流值,稱(chēng)為控制系統(tǒng)給定值,計(jì)算機(jī)控制中心將流動(dòng)電流的實(shí)測(cè)值與給定值比較,據(jù)此調(diào)整投藥裝置的運(yùn)行工況,從而改變混凝劑的投量,**終得到具有理想沉淀池后濁度的水。但該儀器在取樣系統(tǒng)的可靠性上存在一定問(wèn)題,主要是由于取樣管堵塞造成的;此外需要定期檢查與調(diào)整SCD控制給定值,使之始終處于**狀態(tài)。
流動(dòng)電流給定值抓住了影響混凝的主要因素,其他水質(zhì)、水量、藥劑、效能等因素的變化都可體現(xiàn)流動(dòng)電流單一因子的變化上,從而實(shí)現(xiàn)了混凝投藥的單因子自動(dòng)控制。
它不僅解決了水廠(chǎng)投藥自動(dòng)控制問(wèn)題,而且對(duì)提高水廠(chǎng)的社會(huì)效益起到主要作用。但流動(dòng)電流檢電器也存在一定的缺陷,適于原水水質(zhì)的范圍較小。
國(guó)外已有飲用水處理廠(chǎng)利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)技術(shù)來(lái)控制混凝劑的投配。混凝劑投配率與原水濁度、導(dǎo)電率、pH值、溫度等參數(shù)呈非線(xiàn)性關(guān)系。根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)健性的要求應(yīng)避免錯(cuò)誤的傳感器測(cè)量值或反常的水質(zhì)特性。建立的混合系統(tǒng)包括三個(gè)模塊:單參數(shù)數(shù)據(jù)驗(yàn)證、多參數(shù)數(shù)據(jù)驗(yàn)證和重建與混凝劑用量的模擬。該系統(tǒng)的一個(gè)重要特點(diǎn)就是能夠考慮各種不確定因素,比如非典型輸入數(shù)據(jù)、測(cè)量誤差和網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練集有限的信息量。但是由于該模型只建立在實(shí)驗(yàn)人員以前的工作情況和瓶式檢驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上,因此還需進(jìn)一步研究建立考慮系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)在內(nèi)的模型,并預(yù)測(cè)凈化處理過(guò)程輸出的凈化水參數(shù)(主要是濁度)。
絮凝控制在線(xiàn)檢測(cè)儀(FIOC mate探測(cè)器)是根據(jù)水動(dòng)懸浮膠體產(chǎn)生的獨(dú)度波動(dòng),極靈敏地顯示絮體形成狀態(tài),可在實(shí)驗(yàn)室或現(xiàn)場(chǎng)條件下確定**投藥量。該方法認(rèn)為絮凝劑投入水中后水解生成的氫氧化物沉速至**時(shí),投藥量為**,投藥后氫氧化物產(chǎn)生時(shí),初始濁度會(huì)升高,但隨著絮凝體的形成濁度又下降,初始濁度為**值時(shí)的投藥量可認(rèn)為是絮凝**投藥量,因此該儀器把光學(xué)方法和微訊息處理計(jì)結(jié)合使用,連續(xù)測(cè)定加藥后水中絮體的實(shí)際情況,同時(shí)直接調(diào)節(jié)混凝劑的投量和調(diào)整pH值,從而獲得**混凝效果。該儀器還特別適合于投藥閉路控制系統(tǒng),根據(jù)檢測(cè)器輸出的信號(hào),利用微機(jī)內(nèi)的公式,逐步調(diào)整混凝劑投加量,直到**值為止。正確選擇混凝劑投加量和pH值將大幅度節(jié)省藥劑用量提高出廠(chǎng)水水質(zhì),有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
絮凝控制技術(shù)有非常廣闊的發(fā)展前景,因?yàn)樗苯佑绊懙剿幚砉に?是一個(gè)重要的技術(shù)環(huán)節(jié)。對(duì)的絮凝控制技術(shù)進(jìn)行積極引進(jìn)消化,根據(jù)我國(guó)實(shí)際情況研究可靠的控制方發(fā),縮小我國(guó)在混凝控制方面與國(guó)外水平的差距,是一項(xiàng)重要任務(wù)。
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