自來水廠投藥間自動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

摘 要：自來水廠投藥間控制是自來水質(zhì)量控制的重要環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)通過對自來水進(jìn)行化學(xué)處理，以此來保證自來水正常使用，文章對其設(shè)計(jì)研究進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：自來水；投藥；設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)

前言

水是我們生活中不可或缺的必備品，而能夠供人類飲用的潔凈的自來水更是人類賴以生存的保障。如果想要城市建設(shè)正常發(fā)展，首先要保證城市供水系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。根據(jù)國家的相關(guān)規(guī)定，不同用途的水在各個(gè)方面有不同的標(biāo)準(zhǔn)。隨著近幾年污染的加劇，國家對飲用水的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)也不斷變化，所以在對這些新標(biāo)準(zhǔn)的研究中逐步深入，從而帶動了飲用水研究的新標(biāo)準(zhǔn)。

1 自來水加工工藝闡述

自來水的處理過程大致可以分為以下四個(gè)方面：取水泵房、凈水車間、送水泵房和脫水泵房。取水泵房的作用是將未經(jīng)處理的水送進(jìn)反應(yīng)池準(zhǔn)備開始凈化：凈水車間包括反應(yīng)池、沉淀池、濾池、加氯加藥間以及排泥系統(tǒng)，這一環(huán)節(jié)在整個(gè)凈水處理系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用，負(fù)責(zé)對水進(jìn)行凈化；送水泵房是將處理過后的達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的自來水送出去供用戶使用；最后，脫水機(jī)房就是對廢水的回收處理及再利用。雖然在處理過程中運(yùn)用了大量的常規(guī)處理方法，比如：生物預(yù)處理工藝、深度處理工藝、膜處理工藝、富營養(yǎng)化原水的除藻技術(shù)等等，雖然初見成效，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)所需，因此需要進(jìn)一步更深的技術(shù)探索，這是一項(xiàng)任重而道遠(yuǎn)的任務(wù)，所以國內(nèi)外相關(guān)專業(yè)人士都投入到進(jìn)一步的研究中并加以實(shí)施。在自來水加工工藝中，投藥間是一個(gè)化學(xué)處理車間，通過加入礬和氯對自來水進(jìn)行化學(xué)處理。投藥控制直接影響到自來水的物理、化學(xué)性質(zhì)。

2 投藥間投礬系統(tǒng)

2.1 沉淀階段

這一環(huán)節(jié)的成敗對自來水質(zhì)量的好壞將產(chǎn)生直接影響，首先將藥劑加入到原水中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，該反應(yīng)會生成礬水花，這時(shí)加入物理作用即劇烈攪拌，會使這些絮狀物凝結(jié)成塊。之后，由于重力作用這些絮狀物會在反映池中與水分離開來。

2.2 過濾階段

沉淀階段在混凝和沉淀的雙重作用下會產(chǎn)生大量的顆粒雜質(zhì)，緊接著進(jìn)入過濾階段，通過這一步驟，初步清除了一部分雜質(zhì)，也處理掉了在沉淀階段不易清除的更小的懸浮物質(zhì)，從而使水質(zhì)更加潔凈，此過程在濾池中進(jìn)行。另外，一些剩余的雜質(zhì)會排放到排泥池以供脫水機(jī)房的回收再處理。最后，為了去除肉眼所看不到的水中的細(xì)菌、病毒等不易處理的微生物，需要加氯進(jìn)行深加工。

2.3 電攪拌階段

首先，將礬劑和清水投入礬池中加以攪拌，由隔膜計(jì)量泵根據(jù)源水的流量按比例加到源水管道中，在混合槽中充分混合后進(jìn)入折板反應(yīng)池中充分反映，最后沉淀池中的排泥池機(jī)會除去由水中的雜質(zhì)凝聚成的較大的顆粒物。投礬泵、伺服控制器等組成整個(gè)投礬系統(tǒng)。

電攪拌機(jī)主要是對溶液進(jìn)行攪拌并使其充分均勻混合，使加入的藥與所需凈化的水達(dá)到最大的接觸面積，能夠使藥效充分發(fā)揮。計(jì)量泵可以用來運(yùn)送藥液并且可以計(jì)量藥液的質(zhì)量，在運(yùn)輸?shù)倪^程中還可以根據(jù)實(shí)際情況的需要改變需要輸送的流量，進(jìn)行調(diào)節(jié)，此技術(shù)在凈水領(lǐng)域被經(jīng)常使用。提升泵可以運(yùn)送廢水、污水，同時(shí)又可以提升污水，在使用過程中非常方便。

2.4 開度調(diào)節(jié)

以實(shí)際用水量為參考，通過控制器自動調(diào)節(jié)計(jì)量泵機(jī)組的開度，當(dāng)水量增加時(shí)，加大開度，增加計(jì)量泵的沖程以減少投礬量，相反，如果水量減少，減少開度，減少計(jì)量泵的沖程以減少投礬量。

在整個(gè)系統(tǒng)中，反應(yīng)池、沉淀池和濾池中都需要加上排泥裝置，污泥從這些池子中被排放到調(diào)節(jié)池，這都要根據(jù)不同工廠的具體情況而定排泥時(shí)間。排泥后，可以用污泥濃縮機(jī)和污泥切割機(jī)對污泥進(jìn)行再處理，其中回收的水資源可以再次參加凈化過程，而處理出來的污泥則可以輸送出去作為其他用途。

3 投礬系統(tǒng)注意事項(xiàng)

（1）想要控制混凝效果，必須要對原水濁度、待濾水濁度、混凝劑的流量等進(jìn)項(xiàng)檢測，可以通過先進(jìn)的濁度儀和流量計(jì)來采集上述數(shù)據(jù)。

（2）在投礬過程中，系統(tǒng)為混凝和沉淀雙閉環(huán)系統(tǒng)，內(nèi)環(huán)控制混凝，外環(huán)控制濁度?；炷Ч梢酝ㄟ^濁度儀來檢測，如果濁度儀值越低，表示投礬效果為最佳，相反，同理可得。濁度是一種光學(xué)效應(yīng)，是光線透過水層時(shí)受到阻礙的程度表示水層對于光線散射和吸收的能力。它不僅與懸浮物的含量有關(guān)，而且還與水中雜質(zhì)的成分、顆粒大小、形狀及其表面的反射性能有關(guān)。同時(shí)，濁度環(huán)在線沉淀池出水濁度，通過串級主控反饋回路，構(gòu)成閉環(huán)反饋系統(tǒng)。通過高精度的雙閉環(huán)控制，系統(tǒng)能夠全自動的控制沉淀池出水濁度。如果是在不好的天氣期間，濁度會增加，這時(shí)系統(tǒng)就會自動加大投礬量，保持最優(yōu)的絮凝劑控制效果。

隔膜計(jì)量泵是投泵系統(tǒng)的執(zhí)行部件，計(jì)量泵由馬達(dá)驅(qū)動，控制器控制開度，通過調(diào)節(jié)開度達(dá)到最佳的混凝和沉淀效果。

（3）手動、PLC遠(yuǎn)程控制是投礬計(jì)量泵開度調(diào)節(jié)控制實(shí)現(xiàn)兩種控

制方式，手動方式顧名思義即通過人工方式調(diào)節(jié)來控制計(jì)量泵開度，PLC遠(yuǎn)程控制即在接收到現(xiàn)場的濁度儀信號后，經(jīng)其處理后輸出控制信號實(shí)現(xiàn)對計(jì)量泵開度的調(diào)節(jié)，使?jié)岫缺３衷谝欢ǚ秶鷥?nèi)。

（4）現(xiàn)場手動、PLC遠(yuǎn)程自動或者手動控制、現(xiàn)場自動是投泵系統(tǒng)計(jì)量泵速度調(diào)節(jié)控制實(shí)現(xiàn)的三種控制方式。

4 投加氯控制系統(tǒng)

源水在經(jīng)過混凝、沉淀、過濾后，水中大量的顆粒物已經(jīng)被清理出去，但還是會有一定數(shù)量的微生物，包括對人身體有害的細(xì)菌、病毒等等，因此必須用比較徹底的消毒方法去除。通常使用的是目前國內(nèi)普遍使用的加氯消毒法，也就是說把液氯氣化成氯氣后通過水射器加到水中，從而起到殺菌的目的。

4.1 加氯系統(tǒng)作用

加氯系統(tǒng)主要是由氯瓶、自動切換閥、加氯機(jī)、水射器等組成。氯氣通過管道，經(jīng)過蒸發(fā)器后，再到加氯機(jī)里。同時(shí)加氯機(jī)的控制又是非常自由的，既可以手動調(diào)節(jié)，也可以自動控制。系統(tǒng)主要分為前加氯和后加氯兩個(gè)部分，進(jìn)行前加氯這一步驟的目的是殺死水中的青苔、氧化部分有機(jī)物等，同時(shí)降低亞硝酸鹽的生成；后加氯的目的是殺死細(xì)菌等，保證水質(zhì)的質(zhì)量，抑制水中殘留物的繁殖。

4.2 投氯系統(tǒng)運(yùn)行方式

投氯系統(tǒng)主要有兩種方式：PLC遠(yuǎn)程控制、現(xiàn)場手動?，F(xiàn)場手動方式允許操作人員在現(xiàn)場控制柜操作旋鈕來控制投加量。氯氣瓶自動切換裝置可以通過設(shè)定的既定程序?qū)崿F(xiàn)自動控制的功能，同時(shí)，系統(tǒng)還設(shè)有漏氯自動吸收控制裝置和漏氯檢測儀，如果氯瓶中的漏氯超過一定數(shù)量，裝置會自動啟動，對氯氣進(jìn)行中和處理。

5 結(jié)束語

自來水廠投藥間控制是自來水質(zhì)量控制至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，通過加入礬和氯對自來水進(jìn)行化學(xué)處理，實(shí)現(xiàn)自來水的原水利用和回收廢水的再利用，投藥控制也會直接影響到自來水的質(zhì)量。通過現(xiàn)代先進(jìn)的設(shè)備，可以努力促進(jìn)以上實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的自動控制并使其成為可以為人民造福的重要自來水凈化措施。

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