流动电流单因子凝聚投药自动控制生产

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1、实用标准文案流动电流单因子凝聚投药自动控制生产性试验研究崔福义(教授)洪觉民(教授)李圭白（院士）陈宝华(教授)（哈尔滨工业大学市政环境工程学院）摘要：本文简要介绍了将流动电流单因子凝聚投药自动控制技术应用于生产性试验研究的情况。文中对其控制原理和主要设备进行了介绍，并对系统的调节作用及其对水质的保证率等进行了分析和评价。试验结果表明，采用该技术不仅滤前水质合格率高于人工方法，而且达到降低药耗20.7%~24%的效果。流动电流法是国际上八十年代出现的凝聚投药自动控制新技术。利用凝聚的微观特性——胶体电荷的变化，仅控制流动电流一个因子，就可实现投药的连续控

2、制，是凝聚投药技术领域的一项重要突破。由哈尔滨建筑工程学院与杭州自来水公司合作在我国首次以流动电流技术进行凝聚投药控制的生产性试验，历时一年半，已经取得了成功，现将研究概况介绍如下。1.流动电流单因子投药自动控制原理根据胶体化学理论，在固液相界面上由于固体物质的离解或对溶液中离子的吸附，会导致固体表面某种电荷的过剩，并使附近液相中形成负电荷离子的不均匀分布，从而构成固液界面的双电层结构。流动电位（流）即指在外力作用下，液体相对于静止的固体表面流动而产生电场的现象。流动电流和ξ电位是对固液双电层特性的不同描述，理论与实践证明二者呈线性关系。流动电流的测定是

3、利用流动电流检测器（SCD）完成的。SCD有一个传感器和一个信号处理器。传感器又可称为测头，是SCD的心脏。其内部构造如图1所示。电机活塞导套↑↓水样入口→←水样出口检测室活塞交流电源图1传感器构造示意图精彩文档实用标准文案被测水样以一定流速进入检测室。在圆形检测室内有一活塞，作垂直往复运动。活塞和检测室内壁之间的狭小缝隙构成一个环形毛细管空间。当活塞在电机带动下作往复运动时，促使水样在毛细管内作相应的往复运动。水样中的微粒会附着于活塞与检测室内壁的表面，形成一个微粒“膜”。环形毛细管中的水流带动微粒“膜”的扩散层中反离子运动，从而产生流动电流，经检测室

4、两端的环形电极收集送给后续信号处理装置。该仪器为实现凝聚投药的连续控制提供了关键性的技术手段。水中浑浊物质主要由带电的胶体物质组成。在一定的工艺条件下，凝聚过程中胶体的电荷变化即脱稳程度与凝聚效果一一对应。以流动电流为控制因子的凝聚投药自动控制系统基本流程如图2所示。记录仪计算机控制中心SCD后续处理工艺混合原水→出水↑↓凝聚剂投药泵下水道图2SCD系统流程图上述系统中，认为在一定范围内，加入凝聚剂后水的流动电流值同滤前水浊度一一对应。即存在一个特定的流动电流值，只要调整凝聚剂投量，使加药后水的流动电流维持在该值上，就可恰好获得要求的滤前水质。该特定流动

5、电流值可称为控制系统的给定值。由于给定值抓住了影响凝聚的主要因素，各种水质、水量及药剂浓度等因素的变化都可体现在流动电流单一因子的变化上。流动电流发生变化偏离给定值说明当前凝聚状况不佳，要通过调整凝聚剂投量去补偿，从而实现了凝聚剂投量的单因子自动调节。2.试验系统的设计与调试2.1试验水厂及原水水质概况试验在杭州南星水厂进行。该厂分为新、老两套净化系统。试验控制范围是新工艺系统，设计净水能力为3.0万吨/日，高峰供水时实际达到5.0~6.0万吨/日。新系统流程示于图3。投药管道混合絮凝池沉淀池二泵房清水池双阀滤池原水↓加C12用户←↓精彩文档实用标准文案

6、图3试验系统工艺流程图凝聚剂（液体聚合铝）投于φ800的原水管道中，经过约60米长的管道混合，在絮凝池入口处，分成两根φ600的管道，分别进入两组絮凝沉淀池。两组沉淀池的出水汇集于一个公共渠道中，分配给后续的滤池。南星水厂以钱塘江水为水源。原水浊度变化较大。据近十年统计，最高浊度达5000度，最低为3.2度；水温最高达38度，最低为2.0度。该厂位于钱塘江下游，受海潮影响较严重。潮水到来时，原水浊度可在数分钟内由几十度猛增到上千度。浊度的急剧变化，使人工投药很难控制，对试验系统是一个严峻的考验。该厂具有严格的经济责任制，工人投药操作十分认真，人工投药的准

7、确程度较好，节约挖潜的余地较小，对试验成果来说就更有意义。2.2试验系统的流程及主要设备试验系统保留原有净化工艺不变，新设若干投药及控制设施。流动电流检测器（SCD）检测混合后水的胶体电荷，以4~20毫安的信号送给控制中心，运算后输出一个控制信号给执行机构——投药泵，控制投药工况。原有投药系统作为备用装置，与试验系统并联设置，可随时切换。主要设备：——流动电流检测器（SCD），引进美国产品，检测水样流量1~3升/分，输出信号4~20毫安。——控制中心，选用国产长城286EX微型计算机及配套设备构成。——双笔式记录仪，选用上海大华仪表厂产品。其中，1*笔记

8、录流动电流信号，2*笔记录执行机构信号。以此记录仪可直接观察控制状况和投药量的变