水处理絮凝剂投量粒度分布在线优化方法技术

水处理絮凝剂投量粒度分布在线优化方法，它涉及一种水处理方法。本发明专利技术的目的是为解决现有技术仅靠定量监测沉后或滤后出水颗粒物总量的方法来指导絮凝剂投量，存在着滞后时间长、控制效果差的问题。本发明专利技术的步骤是：在反应池入口处安装在线颗粒计数仪，取反应池入口的水样进行连续检测，在颗粒计数仪上设置在线检测的八个粒径通道，取各通道的检测值Ｎ，取各通道的粒径范围变化值△Ｄ，取各通道的粒径范围下限值Ｄ，取任意时刻的粒度分布指数值Ｆ减去Ｆ↓［０］得到粒度分布指数偏差值△Ｆ。本发明专利技术缩短了滞后时间，可增强控制系统的动态特性。可大幅提高水质保证率，延长滤池反冲洗周期，延长滤料寿命，减少污泥量，提高产水率，可节省絮凝剂投量２０％以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种水处理方法。
技术介绍
絮凝是净水系统中最重要的处理工艺，也是制水成本的主要组成部分，絮凝剂投量是否准确直接影响到水处理的全过程。絮凝过程是一个复杂的物理、化学过程，目前还很难通过对其化学反应机理的研究，准确地建立过程的数学模型。已经开发和广泛应用的流动电流混凝投药检测技术仅适用于电解质类常规混凝剂，尚不能直接用于投加非电解质类高分子絮凝剂的絮凝过程检测。在二十世纪八十年代末出现的透光率脉动检测技术，虽可以在线检测水中颗粒物质的粒径变化，但其技术不成熟，存在原水浊度变化对系统设定值影响较大、系统不稳定及造价较高等缺点。颗粒计数仪已应用于油田废水处理、半导体、过滤设备生产、航天和军工，以及医药、化工等行业。如美国哈希公司(HACH)制造的2200PCX型在线颗粒计数仪，可定量监测水中颗粒物的大小，计数粒径范围2～750微米，能够计数32个不同粒径范围。将颗粒计数仪采集的数据应用在水处理絮凝剂投量优化方面目前还没有一个具体有效的方法，部分水厂仅靠定量监测沉后或滤后出水颗粒物总量的方法来指导絮凝剂投量，存在着滞后时间长、控制效果差的缺点，不适用于水处理投药工艺的快速在线监测和控制的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是为解决现有技术仅靠定量监测沉后或滤后出水颗粒物总量的方法来指导絮凝剂投量，存在着滞后时间长、控制效果差，不适用于水处理投药工艺的快速在线监测和控制的问题，提供一种，本专利技术具有滞后时间短，工艺相关性好，精度及可靠性高的特点，将其应用在水处理过程中，可确保出水水质合格及药剂准确经济地投加。本专利技术的方法是通过以下步骤实现的1、在反应池入口处安装在线颗粒计数仪；2、取反应池入口的水样进行连续检测；3、在颗粒计数仪上设置在线检测的八个粒径通道，各通道的粒径范围数值是通道0＝2～5μm、通道一＝5～10μm、通道二＝10～20μm、通道三＝20～50μm、通道四＝50～100μm、通道五＝100～200μm、通道六＝200～300μm、通道七＝300～400μm；4、取各通道的检测值N(粒子数/毫升)分别为N0、N1、N2、N3、N4、N5、N6、N7；5、取各通道的粒径范围变化值ΔD(μm)ΔD0＝3、ΔD1＝5、ΔD2＝10、ΔD3＝30、ΔD4＝50、ΔD5＝100、ΔD6＝100、ΔD7＝100；6、取各通道的粒径范围下限值D(μm)D0＝2、D1＝5、D2＝10、D3＝20、D4＝50、D5＝100、D6＝200、D7＝300；7、将各通道的检测值N分别除以各通道的粒径变化范围值ΔD，得出各通道粒度变化率K＝N/ΔD，分别为K0＝N0/ΔD0、K1＝N1/ΔD1、K2＝N2/ΔD2、K3＝N3/ΔD3、K4＝N4/ΔD4、K5＝N5/ΔD5、K6＝N6/ΔD6、K7＝N7/ΔD7；8、取各通道粒度变化率K的自然对数值lnK，分别为lnK0、lnK1、lnK2、lnK3、lnK4、lnK5、lnK6、lnK7；9、取各通道粒径范围下限值D的自然对数值lnD，分别为lnD0、lnD1、lnD2、lnD3、lnD4、lnD5、lnD6、lnD7；10、根据lnK和lnD进行运算得到粒度分布指数值F，公式为F＝(lnK0-lnK1)/(lnD1-lnD0)+(lnK1-lnK2)/(lnD2-lnD1)+(lnK2-lnK3)/(lnD3-lnD2)+(lnK3-lnK4)/(lnD4-lnD3)+(lnK4-lnK5)/(lnD5-lnD4)+(lnK5-lnK6)/(lnD6-lnD5)+(lnK6-lnK7)/(lnD7-lnD6)；11、取对应最佳沉淀池出水水质的粒度分布指数值F0作为絮凝投药控制系统的优化目标值；12、取任意时刻的粒度分布指数值F减去F0得到粒度分布指数偏差值ΔF，当粒度分布指数偏差值ΔF＞0时，絮凝投药控制系统逐渐增大投药量，当粒度分布指数偏差值ΔF＜0时，系统逐渐减小投药量，直到粒度分布指数偏差值ΔF＝0，此时的絮凝剂投量即为最优值。实验证明，水处理工艺投药混合后，在反应池入口水中不同粒径微絮凝颗粒的存在与分布是有规律性的。即微絮凝颗粒粒径在某范围附近变化时引起的颗粒数量的变化率(粒度变化率K)与该粒径范围下限值D呈幂函数关系，而该幂函数的指数即粒度分布指数值F与絮凝剂投量及沉淀池出水浊度(代表了最终絮凝效果)都存在良好的相关性。因此本专利技术将粒度分布指数值F作为指导絮凝剂投量大小的有效指标，抓住了影响絮凝效果的本质因素，突破常规投药优化方法必须检测众多外在影响因素(表观参数)及药剂适用范围窄的局限，极大地缩短了滞后时间，可增强控制系统的动态特性。应用该种投药在线优化方法，可大幅提高水质保证率，延长滤池反冲洗周期，延长滤料寿命，减少污泥量，提高产水率，且可节省絮凝剂投量20％以上。具体实施例方式具体实施方式一本实施方式的步骤为1、在反应池入口处安装在线颗粒计数仪；2、取反应池入口的水样进行连续检测；3、在颗粒计数仪上设置在线检测的八个粒径通道，各通道的粒径范围数值是通道0＝2～5μm、通道一＝5～10μm、通道二＝10～20μm、通道三＝20～50μm、通道四＝50～100μm、通道五＝100～200μm、通道六＝200～300μm、通道七＝300～400μm；4、取各通道的检测值N(粒子数/毫升)分别为N0、N1、N2、N3、N4、N5、N6、N7；5、取各通道的粒径范围变化值ΔD(μm)ΔD0＝3、ΔD1＝5、ΔD2＝10、ΔD3＝30、ΔD4＝50、ΔD5＝100、ΔD6＝100、ΔD7＝100；6、取各通道的粒径范围下限值D(μm)D0＝2、D1＝5、D2＝10、D3＝20、D4＝50、D5＝100、D6＝200、D7＝300；7、将各通道的检测值N分别除以各通道的粒径变化范围值ΔD，得出各通道粒度变化率K＝N/ΔD，分别为K0＝N0/ΔD0、K1＝N1/ΔD1、K2＝N2/ΔD2、K3＝N3/ΔD3、K4＝N4/ΔD4、K5＝N5/ΔD5、K6＝N6/ΔD6、K7＝N7/ΔD7；8、取各通道粒度变化率K的自然对数值lnK，分别为lnK0、lnK1、lnK2、lnK3、lnK4、lnK5、lnK6、lnK7；9、取各通道粒径范围下限值D的自然对数值lnD，分别为lnD0、lnD1、lnD2、lnD3、lnD4、lnD5、lnD6、lnD7；10、根据lnK和lnD进行运算得到粒度分布指数值F，公式为F＝(lnK0-lnK1)/(lnD1-lnD0)+(lnK1-lnK2)/(lnD2-lnD1)+(lnK2-lnK3)/(lnD3-lnD2)+(lnK3-lnK4)/(lnD4-lnD3)+(lnK4-lnK5)/(lnD5-lnD4)+(lnK5-lnK6)/(lnD6-lnD5)+(lnK6-lnK7)/(lnD7-lnD6)；11、取对应最佳沉淀池出水水质的粒度分布指数值F0作为絮凝投药控制系统的优化目标值；12、取任意时刻的粒度分布指数值F减去F0得到粒度分布指数偏差值ΔF，当粒度分布指数偏差值ΔF＞0时，絮凝投药控制系统逐渐增大投药量，当粒度分布指数偏差值ΔF＜0时，系统逐渐减小投药量，直到粒度分布指数偏差值ΔF＝0，此时的絮凝剂投本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水处理絮凝剂投量粒度分布在线优化方法，其特征在于它是通过以下步骤实现的：（１）在反应池入口处安装在线颗粒计数仪；（２）取反应池入口的水样进行连续检测；（３）在颗粒计数仪上设置在线检测的八个粒径通道，各通道的粒径范围数值是：通道０＝２～５μｍ、通道一＝５～１０μｍ、通道二＝１０～２０μｍ、通道三＝２０～５０μｍ、通道四＝５０～１００μｍ、通道五＝１００～２００μｍ、通道六＝２００～３００μｍ、通道七＝３００～４００μｍ；（４）取各通道的检测值Ｎ（粒子数／毫升）：分别为Ｎ↓［０］、Ｎ↓［１］、Ｎ↓［２］、Ｎ↓［３］、Ｎ↓［４］、Ｎ↓［５］、Ｎ↓［６］、Ｎ↓［７］；（５）取各通道的粒径范围变化值△Ｄ（μｍ）：△Ｄ↓［０］＝３、△Ｄ↓［１］＝５、△Ｄ↓［２］＝１０、△Ｄ↓［３］＝３０、△Ｄ↓［４］＝５０、△Ｄ↓［５］＝１００、△Ｄ↓［６］＝１００、△Ｄ↓［７］＝１００；（６）取各通道的粒径范围下限值Ｄ（μｍ）：Ｄ↓［０］＝２、Ｄ↓［１］＝５、Ｄ↓［２］＝１０、Ｄ↓［３］＝２０、Ｄ↓［４］＝５０、Ｄ↓［５］＝１００、Ｄ↓［６］＝２００、Ｄ↓［７］＝３００；（７）将各通道的检测值Ｎ分别除以各通道的粒径变化范围值△Ｄ，得出各通道粒度变化率Ｋ＝Ｎ／△Ｄ，分别为：Ｋ↓［０］＝Ｎ↓［０］／△Ｄ↓［０］、Ｋ↓［１］＝Ｎ↓［１］／△Ｄ↓［１］、Ｋ↓［２］＝Ｎ↓［２］／△Ｄ↓［２］、Ｋ↓［３］＝Ｎ↓［３］／△Ｄ↓［３］、Ｋ↓［４］＝Ｎ↓［４］／△Ｄ↓［４］、Ｋ↓［５］＝Ｎ↓［５］／△Ｄ↓［５］、Ｋ↓［６］＝Ｎ↓［６］／△Ｄ↓［６］、Ｋ↓［７］＝Ｎ↓［７］／△Ｄ↓［７］；（８）取各通道粒度变化率Ｋ的自然对数值ｌｎＫ，分别为：ｌｎＫ↓［０］、ｌｎＫ↓［１］、ｌｎＫ↓［２］、ｌｎＫ↓［３］、ｌｎＫ↓［４］、ｌｎＫ↓［５］、ｌｎＫ↓［６］、ｌｎＫ↓［７］；（９）取各通道粒径范围下限值Ｄ的自然对数值ｌｎＤ，分别为：ｌｎＤ↓［０］、ｌｎＤ↓［１］、ｌｎＤ↓［２］、ｌｎＤ↓［３］、ｌｎＤ↓［４］、ｌｎＤ↓［５］、ｌｎＤ↓［６］、ｌｎＤ↓［７］；（１０）根据ｌｎＫ和ｌｎＤ进行运算得到粒度分布指数值Ｆ，公式为：Ｆ＝（ｌｎＫ↓［０］－ｌｎＫ↓［１］）／（ｌｎＤ↓［１］－ｌｎＤ↓［０］）＋（ｌｎＫ↓［１］－ｌｎＫ↓［２］）／（ｌｎＤ↓［２］－ｌｎＤ↓［１］）＋（ｌｎＫ↓［２］－ｌｎＫ↓［３］）／（ｌｎＤ↓［３］－ｌｎＤ↓［２］）＋（ｌｎＫ↓［３］－ｌｎＫ...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：南军，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]