投藥系統(tǒng)實現(xiàn)自動化運行課題的研究

李浩然，田惠君

(哈爾濱供排水集團制水三廠，哈爾濱150080)

1 前言

在常規(guī)水處理工藝中，投加化學藥劑進行混凝是最關鍵的環(huán)節(jié)?；炷侵冈谠屑尤胍欢康乃巹?jīng)充分反應后，使水中的懸浮物和膠體雜質形成易于沉淀的大顆粒絮凝體，在后繼處理過程中分離去除的過程;是水處理過程中的一個重要環(huán)節(jié)。對后繼沉淀、過濾和消毒工藝的效果有很大的影響，是凈水技術中的關鍵環(huán)節(jié)。而混凝劑的投加量又是很難準確掌握的工藝運行參數(shù)，它是由復雜的水質情況及運行條件決定的。

2 課題的提出

哈爾濱供排水集團制水三廠日供水65萬t，其中五二系統(tǒng)日處理地表水12.5萬t，原水投藥至今采用人工經(jīng)驗控制投藥量，難以適應不斷變化的原水水質和水量，所以藥耗高，而且出水水質不穩(wěn)定。

鑒于我廠生產(chǎn)工藝及構筑物、設備等都已定型的情況下，加藥量是否最佳是影響混凝效果和整套系統(tǒng)處理效果的關鍵因素，為了使我廠投藥工藝科學合理，我廠QC小組成員于2005年3月開始了舊系統(tǒng)在原有條件的前提下實現(xiàn)自動投藥的實驗研究.為保證水廠處理水水質的穩(wěn)定性降低藥耗，提高經(jīng)濟效益，充分發(fā)揮現(xiàn)有設備的作用，我廠選擇的攻關課題是“原水自動投加凈水劑”，課題研究歷時1 a，取得了一定的成績。

3 課題研究方案的制訂

關于采取何種方式實現(xiàn)自動加藥的我廠QC小組查閱了相關資料，初步擬訂以下兩個方案:

3.1 方案一

借鑒我廠93系統(tǒng)的自動投藥方式。根據(jù)52系統(tǒng)的處理能力，計劃加藥控制系統(tǒng)引進德國產(chǎn)兩套變頻調速柜;兩臺RF415型單投計量泵(Q=0.4～4.0 m3/h，H=30 m，N=2.2 kW)采用以流量信號作為前饋，游動電流信號作為負反饋控制加藥泵的流量。主要硬件組成有:入廠水流量計、加藥流量計、游動電流分析儀、可調加藥泵、可編程控制器及其它設備?？刂扑枷肜萌霃S水流量開環(huán)控制加藥量，減小入廠水流量對系統(tǒng)的影響;用SCD監(jiān)測加藥后混凝效果，以其作為負反饋，形成閉環(huán)控制，控制加藥泵流量，使加藥混凝達到理想效果。

3.2 方案二

采用流動電流檢測法.該方法是國外在20世紀80年代開始應用的混凝劑投加自動控制新技術。該系統(tǒng)利用檢測凝聚過程的微觀特性，即膠體粒子表面流動電荷的變化，在水處理投藥工藝過程中，控制流動電流單個因子實現(xiàn)整個混凝劑投加的在線自動控制。計劃引進哈爾濱工業(yè)電子有限公司的1臺SCPAPM流動電荷自動投藥屏;哈爾濱現(xiàn)代水技術發(fā)展公司的SC－30S型膠體電荷傳感器。

經(jīng)過QC小組PDCA循環(huán)，發(fā)現(xiàn)方案一存在問題:我廠52工藝處理系統(tǒng)，設備陳舊，水處能力低。而方案一雖然在我廠有實際的運行經(jīng)驗，并且運行效果比較好，但投資大，不適合52系統(tǒng)現(xiàn)有狀況。于是，QC小組決定采用流動電流檢測法在線控制實現(xiàn)自動投藥。為此，我廠引進了1套原水自動加藥控制系統(tǒng)。儀器經(jīng)過調試安裝后，QC小組技術人員就開始了原水的自動投藥實驗。

由于該實驗為生產(chǎn)性實驗，因此實驗必須在保證系統(tǒng)的出水質的前提下進Q行。為此，QC小組每次起用自動投藥系統(tǒng)前，先參考當日的混凝實驗記錄以及我廠當天其它系統(tǒng)的投藥情況，再現(xiàn)場檢測自動投藥系統(tǒng)的實際投藥量。混凝實驗記錄見表1～2。

表1 混凝實驗記錄一

表2 混凝實驗記錄二

4 投藥效果對比

經(jīng)過QC小組PDCA循環(huán)發(fā)現(xiàn)整個系統(tǒng)的運行達到了預期效果。我們從水質情況、運行情況、制水成本、投藥單耗4方面將活動前后的各項生產(chǎn)指標及運行效果進行對比檢查。

4.1 水質情況分析

我們列出了活動前后的水質情況的對比表，并繪制了相應的折線圖。

通過圖1和表3我們不難看出:在原水濁度、原水量等工藝參數(shù)相近的情況下，活動后的出水水質比活動前的更穩(wěn)定，而凈水劑單耗卻降低了。

圖1 活動前后水質情況對比折線圖

表3 活動前后水質情況對比表

4.2 運行情況分析

整個自動投藥系統(tǒng)的運行情況達到了預期效果。該系統(tǒng)通過對膠體粒子流動電流檢測法實現(xiàn)了混凝劑投加的在線自動控制。出水水質被控制在1NTU以下;制水成本降低了;大大減輕了工人的勞動強度;制水工藝自動化程度提高了。的問題。

該系統(tǒng)探頭清刷次數(shù)過于頻繁，不利于生產(chǎn)的連續(xù)性和穩(wěn)定性。需要QC小組在下一次PDCA循環(huán)中解決探頭漂移

4.3 制水成本分析

投藥系統(tǒng)實現(xiàn)自動化運行后，藥劑單耗每1 000 t水比原來減少了1.95 kg，平均每月節(jié)約2 484.10 kg，年平均節(jié)約藥劑約89.43 t，折算用節(jié)省人民幣7.6萬元。(活動前后電、殺菌劑單耗無大差異)。

4.4 投藥單耗分析

我們列出了活動前后投藥單耗情況的對比表，并繪制了相應的柱狀圖。通過圖表我們可以看出:活動后的月單耗不但低于上一年月單耗而且比計劃單耗有所降低。

圖2 活動前后投藥單耗情況柱狀圖

圖3 SC－30S型膠體電荷傳感器集取樣探頭、信號處理及控制輸出的系統(tǒng)原理圖

圖4 用與不用流動電流儀時的混凝效果比較曲線圖

表4 活動前后投藥單耗情況對比表

5 技術參數(shù)

1)SCD儀

sc－30s:標準4～20 mA游動電流檢測輸出，現(xiàn)場顯示可選擇自動清洗功能，內帶控制器

2)濁度儀

量程:0～100NTU

精度:0～40NTU±0.02NTU

40～100NTU±5%NTU

3)系統(tǒng)主要配置一覽表，見表5。

表5 系統(tǒng)主要配置一覽表

［1］張偉，陳繼華，王曉光.關于常規(guī)給水處理工藝的強化［J］.黑龍江水利科技，2002，30(4):135 －136.

［2］胡文慧，高巍，高洋.水處理藥劑復合鐵應用研究［J］.黑龍江水利科技，2004，32(1):53.