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，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。混凝效果可以通過濁度儀來檢測，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，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。現(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，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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