一种混凝剂投加控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种混凝剂投加控制系统，包括：设置于进水管路上的用于测量原水指标的进水参数测量单元、与进水参数测量单元连接的控制器单元、设置于混合进水管路上的混凝剂投加单元、与混凝剂投加单元连接的机械混凝池单元、设置于絮凝进水管路上用于检测混合程度的游动电位仪、与游动电位仪连接的机械絮凝池单元、设置于沉淀进水管路上用于检测絮凝效果的离散分析光度仪、与离散分析光度仪连接的沉淀池单元、与沉淀池单元连接用于检测出水指标的出水参数检测单元。还公开了一种混凝剂投加控制方法。能够实现混凝剂投加量自动控制，对沉淀流程在线实时监控，有利于提高出水水质，节约处理成本。

A coagulant dosing control system and method

【技术实现步骤摘要】
一种混凝剂投加控制系统及方法
本专利技术涉及给水处理
，尤其是一种混凝剂投加控制系统及方法。
技术介绍
混凝沉淀是指水中的胶体、微小悬浮物及颗粒物在混凝剂作用下发生脱稳、聚集并与水分离的过程。混凝沉淀的效果除了受原水水质、混凝剂性质等影响外，还与混凝沉淀工艺密切相关。混凝沉淀工艺过程分为投药、混合、絮凝、沉淀四个部分。投药包括干法投加和湿法投加。混合是使混凝剂与水快速混合的过程，混合时间一般控制在10-60s。絮凝是指脱稳的胶体或微小悬浮物聚结成大的絮凝体的过程。絮凝时间一般控制在15-30min。沉淀是水中悬浮颗粒依靠重力作用，从水中分离出来的过程，一般沉淀时间为40-120min。混凝沉淀工艺具有操作方便、设备简单、处理效果良好等优点。在饮用水处理中，混凝沉淀是最关键的处理单元，其运行效果决定了后续工艺流程的工况、出水水质等。混凝剂投加量与处理后水质密切相关，同时也与水厂制水经济成本紧密相连，一般需要使混凝剂投加量处于经济合理状态，即处于最佳投加量。混凝剂投加量较小，不能满足水厂的出水水质要求；混凝剂投加量过量，会增加制水成本，降低去除效果。我国大多数水厂一直是根据实验室的混凝试验来确定最佳投加量，然后在水厂实际生产中根据原水水质变化等因素进行人工调节。但是试验结果与生产运行结果往往不一致且存在滞后、误差大、水质波动大等缺点。随着对处理后水质要求的提高，混凝剂投加量自动控制技术逐渐得到发展应用。除控制混凝剂投加量外，控制絮凝过程及沉淀过程对提高混凝效果也至关重要。絮凝反应的目的就是要创造促使细小颗粒有效逐渐增长成大颗粒最终使颗粒能重力沉降，实现固液分离。要完成有效的同向絮凝，需要满足两个条件：(1)要使细小颗粒之间产生速度梯度。(2)要有足够的反应时间，使颗粒逐渐增长到可以重力沉降的颗粒尺寸。当采用机械搅拌时，速度梯度G：G＝(gh/νT)1/2式中：g——重力加速度，9.8m/s2；h——絮凝过程中的水头损失，m；ν——水的运动黏度，m2/s；T——水流在絮凝设施中的停留时间，s。长期以来，絮凝状况都是通过人工观测后由经验数据得出，结论过于主观，数据不精确，不利于提升处理水质和控制水厂成本。开发效果好、能耗低的絮凝效果、沉淀效果监测方法是十分必要的。故基于浊度、游动电位、iPDA数值等的变化建立一个混凝过程自动控制系统对于水厂提高出水水质、降低制水成本等具有十分重要的现实意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种混凝剂投加控制系统及方法，实现混凝剂投加量自动控制，对沉淀流程在线实时监控，有利于提高出水水质，节约处理成本。为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：本专利技术第一方面提供了一种混凝剂投加控制系统，包括：设置于进水管路上的用于测量原水指标的进水参数测量单元、与进水参数测量单元连接的控制器单元、设置于混合进水管路上的混凝剂投加单元、与混凝剂投加单元连接的机械混凝池单元、设置于絮凝进水管路上用于检测混合程度的游动电位仪、与游动电位仪连接的机械絮凝池单元、设置于沉淀进水管路上用于检测絮凝效果的离散分析光度仪、与离散分析光度仪连接的沉淀池单元、与沉淀池单元连接用于检测出水指标的出水参数检测单元；所述游动电位仪、离散分析光度仪、出水参数检测单元的输出端分别与控制器单元连接。结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，所述进水参数测量单元包括测量原水温度的水温计、测量原水PH数值的PH计、测量原水浊度的第一浊度计、测量原水流量的流量计；所述水温计、PH计、第一浊度计、流量计的输出端分别与控制器单元的输入端连接。结合第一方面，在第一方面第二种可能的实现方式中，所述混凝剂投加单元包括计量泵和混凝剂存储罐，所述计量泵的输入端与混凝剂存储罐连接，计量泵的控制端与控制器单元连接，计量泵的输出端与混合进水管路连接；所述混凝剂存储罐内部设置搅拌装置、罐底设有放空阀。结合第一方面，在第一方面第三种可能的实现方式中，所述机械混合池单元包括混合池和设置于混合池内、用于调节混合池内水体混合程度的混合池搅拌器，所述混合池搅拌器的控制端与控制器单元连接。结合第一方面，在第一方面第四种可能的实现方式中，所述机械絮凝池单元包括三格串联连接的絮凝池和分别设置于每一格絮凝池内部、用于调节絮凝池内部水体混合程度的絮凝池搅拌器，所述絮凝池搅拌器的控制端与控制器单元连接；絮凝池搅拌器沿进水方向搅拌强度逐格减小，速度梯度G值逐渐变小。本专利技术第二方面提供了一种混凝剂投加控制方法，包括以下步骤：分别设定混合阶段、絮凝阶段、沉淀阶段的参数预设值数值范围；控制器单元获取游动电位仪测量参数，根据参数数值范围调节混凝剂投加单元的混凝剂给予量；控制器单元获取离散分析光度仪测量参数，根据参数数值范围调节机械絮凝池单元的絮凝池搅拌器电机转速；控制器单元获取出水参数检测单元测量参数，根据参数数值范围调节沉淀池单元的排泥时间。结合第二方面，在第二方面第一种可能的实现方式中，所述分别设定混合阶段、絮凝阶段、沉淀阶段的参数预设值数值范围，具体包括：混合阶段：游动电位值取值范围：-1.0≤ψ≤1.0，GT值范围20000-30000；絮凝阶段：离散分析光度仪测定值：絮凝指数0.1≤R≤0.3，GT值范围45000-90000；沉淀阶段的沉淀池出水浊度≤2.0NTU。结合第二方面，在第二方面第二种可能的实现方式中，所述控制器单元获取游动电位仪测量参数，根据参数数值范围调节混凝剂投加单元的混凝剂给予量，具体包括：若ψ>1.0，混凝剂投加量过大，控制器单元控制混凝剂投加单元减小混凝剂给予量；若ψ<-1.0，混凝剂投加量过小，控制器单元控制混凝剂投加单元加大混凝剂给予量，实现GT值范围20000-30000。结合第二方面，在第二方面第三种可能的实现方式中，所述控制器单元获取离散分析光度仪测量参数，根据参数数值范围调节机械絮凝池单元的絮凝池搅拌器电机转速，具体包括：若R>0.3，絮凝池搅拌器电机转速过快，控制器单元减小絮凝池搅拌器电机转速，若R<0.3，絮凝池搅拌器电机转速过慢，控制器单元增加絮凝池搅拌器电机转速，实现GT值在45000-90000之间。结合第二方面，在第二方面第四种可能的实现方式中，所述控制器单元获取出水参数检测单元测量参数，根据参数数值范围调节沉淀池单元的排泥时间，具体包括：若沉淀池出水浊度≤2.0NTU，符合出水浊度要求，控制器单元维持此刻沉淀池单元的排泥时间；若沉淀池出水浊度>2.0NTU，不符合出水浊度要求，控制器单元增加沉淀池单元的排泥时间。
技术实现思路
中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是专利技术所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：本专利技术使混凝剂投加量更加准确，节约制水成本，可以比传统的混凝剂投加量减少20％-30％；本专利技术可以在较短的时间内调节好最优混凝剂投加量，且确定的混凝剂最优本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混凝剂投加控制系统，其特征是，包括：设置于进水管路上的用于测量原水指标的进水参数测量单元、与进水参数测量单元连接的控制器单元、设置于混合进水管路上的混凝剂投加单元、与混凝剂投加单元连接的机械混凝池单元、设置于絮凝进水管路上用于检测混合程度的游动电位仪、与游动电位仪连接的机械絮凝池单元、设置于沉淀进水管路上用于检测絮凝效果的离散分析光度仪、与离散分析光度仪连接的沉淀池单元、与沉淀池单元连接用于检测出水指标的出水参数检测单元；所述游动电位仪、离散分析光度仪、出水参数检测单元的输出端分别与控制器单元连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种混凝剂投加控制系统，其特征是，包括：设置于进水管路上的用于测量原水指标的进水参数测量单元、与进水参数测量单元连接的控制器单元、设置于混合进水管路上的混凝剂投加单元、与混凝剂投加单元连接的机械混凝池单元、设置于絮凝进水管路上用于检测混合程度的游动电位仪、与游动电位仪连接的机械絮凝池单元、设置于沉淀进水管路上用于检测絮凝效果的离散分析光度仪、与离散分析光度仪连接的沉淀池单元、与沉淀池单元连接用于检测出水指标的出水参数检测单元；所述游动电位仪、离散分析光度仪、出水参数检测单元的输出端分别与控制器单元连接。


2.如权利要求1所述的混凝剂投加控制系统，其特征是，所述进水参数测量单元包括测量原水温度的水温计、测量原水PH数值的PH计、测量原水浊度的第一浊度计、测量原水流量的流量计；所述水温计、PH计、第一浊度计、流量计的输出端分别与控制器单元的输入端连接。


3.如权利要求1所述的混凝剂投加控制系统，其特征是，所述混凝剂投加单元包括计量泵和混凝剂存储罐，所述计量泵的输入端与混凝剂存储罐连接，计量泵的控制端与控制器单元连接，计量泵的输出端与混合进水管路连接；所述混凝剂存储罐内部设置搅拌装置、罐底设有放空阀。


4.如权利要求1所述的混凝剂投加控制系统，其特征是，所述机械混合池单元包括混合池和设置于混合池内、用于调节混合池内水体混合程度的混合池搅拌器，所述混合池搅拌器的控制端与控制器单元连接。


5.如权利要求1所述的混凝剂投加控制系统，其特征是，所述机械絮凝池单元包括三格串联连接的絮凝池和分别设置于每一格絮凝池内部、用于调节絮凝池内部水体混合程度的絮凝池搅拌器，所述絮凝池搅拌器的控制端与控制器单元连接；絮凝池搅拌器沿进水方向搅拌强度逐格减小，速度梯度G值逐渐变小。


6.一种混凝剂投加控制方法，采用权利要求1至5任一项权利要求所述的混凝剂投加控制系统，其特征是，包括以下步骤：
分别设定混合阶段、絮凝阶段、沉淀阶段的参数预设值数值范围；
控制器单元获取游动...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾瑞宝，潘章斌，张英芹，张克峰，孙韶华，陈发明，侯立安，
申请(专利权)人：山东省城市供排水水质监测中心，
类型：发明
国别省市：山东;37