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第四章 给水处理系统控制技术 §4.1 混凝投药单元的控制技术 一、混凝与混凝控制 影响混凝剂需要量的因素 (1)混凝要达到的目标。水厂根据自身特点，确定一个最佳的沉淀水浊度目标值。 (3)原水的水质。浊质ζ电位的高低直接决定其在水中的稳定性， ζ电位越高(绝对值)，欲达到应有的混凝效果需混凝剂量就越多。在宏观上， ζ电位则表现为各种水质参数的变化，包括浊度、PH值、碱度、电导率、各种离子浓度及各种有机物浓度等。水温对药耗也有较大的影响。 二、混凝控制技术分类 要控制混凝剂投加量，需要解决两个基本问题：其一，要有适当的参数指标来反映水质、水量、药剂性能等因素的变化，可称之为输入参数；其二，混凝剂投量调整值称为输出参数，即需要确定输出参数与输入参数的某种关联。 (1)按控制的方式可以分为： 脱机控制，如经验目测法、 ζ电位法等，根据试验或观测的结果，再对投药工况进行间歇式的人工干预调整； (2)按被控参数的性质可分为： 模拟法，通过某种相似模拟关系来确定投药量，包括烧杯试验法、模拟滤池法、模拟沉淀池法等； 三、几种典型的混凝控制技术简介 1 经验目测法 2 烧杯试验法 烧杯试验法利用一台可变速的4~6联搅拌机，同时向4~6个烧杯中的检测水样加不同量的混凝剂，并进行搅拌，模拟生产中的混合与反应过程，然后静止沉淀以模拟实际沉淀过程，取静沉后烧杯中的上清液测残余浊度，来评价投药量与混凝效果的关系，据以确定生产投药量。 3 模拟滤池法 工作过程：将在生产净化系统中加药混合后的原水，引出一部分进入小模型滤池，根据该滤池出水浊度的情况来评价混凝剂投量是否适宜，由控制系统对投药量自动调节。这属于一种中间参数反馈控制系统。该方法的模拟性能也是取决于原型(生产系统)与模型(模拟滤池)的相似性。 4 数学模型法 数学模型法是以若干原水水质、水量参数为变量，建立其与投药量之间的相关函数，即数学模型；计算机系统自动采集参数数据，并按此模型自动控制投药。 5 胶体电荷控制法 （1）原理：混凝剂的首要作用是与水中胶体杂质发生电中和并通过增大水中离子浓度来压缩胶体的双电层，降低ξ电位，从而使胶体杂质脱稳凝聚，进而絮凝，使胶体杂质脱稳是有效混凝的基础。 （2）典型方法 ξ电位法：直接测量胶体的ξ电位，作为确定投药量的依据。 四、流动电流混凝控制技术 2 流动电流检测器 3 流动电流与混凝工艺的相关性 相关性主要体现在三个方面： （2）流动电流与混凝剂投量的相关性。 图4.4，向水中加入不同量的硫酸铝，测定水的流动电流。在硫酸铝投量较少时，流动电流略有上升，变化不大；随着投药量进一步增大，流动电流值迅速上升；随后流动电流的增大趋势逐渐变缓。 (3)流动电流与混凝效果的相关性。 实验表明，随投药量的增加，浊度的变化呈典型的先迅速下降，随后逐渐稳定的趋势，同时流动电流则随投药量的增加持续上升。 4 流动电流混凝控制工艺系统的组成与特点 该系统主要由检测、控制、执行三大部分组成。 特点： (1)单因子控制——流动电流参数。 5 流动电流混凝控制技术对混凝剂种类的适用性 就混凝剂的品种而言，流动电流混凝投药控制技术对电解质类混凝剂是普遍适用的。生产中最常使用的铝盐和铁盐混凝剂就属于这一情况。当采用以吸附架桥作用为主的非电解质类高分子混凝剂时，流动电流会产生无规则波动，该技术不适用。 五、透光率脉动混凝投药控制技术 检测原理：用透过流动悬浮液的透过光强度的波动状态计算出形成的絮凝体粒径的变化。 六、絮体影像混凝投药控制技术 原理：沉淀池浊度与原水混凝后形成的絮体特征和沉淀情况有关，絮体形成得越好，沉淀越充分，沉淀水浊度越低。 絮体的大小、形状可反映在絮体图像上，通过分析絮体的图像，可以得到一个与沉淀水浊度相关性很好的参量，用它作为目标值来控制混凝剂投加量可缩短滞后时间。 §4.2 沉淀池运行控制技术 一、技术概况与分类 沉淀池排泥控制的技术关键是如何确定池内的积泥量，以及如何确定合理的排泥历时。 按采用的监控方法不同，沉淀池排泥控制技术分下面几种： 应用实例2 §4.3 滤池的控制技术 一、滤池控制的基本内容与基本方式 反冲洗结束有下列方式判断： 二、虹吸滤池的远行控制实例 自动控制方式以水力控制为主时，存在以下不足之处： 采用机电自动控制系统，根据不同的工艺条件、可以按下列3种方式控制虹吸滤池的运行： (1)自动控制方式： (2)定时控制方式： (3)手动控制方式： “自动控制方式”介绍 当滤池水位上升到反冲洗水位时，液位检测装置发出反冲洗信号，由控制装置控制执行机构完成此格滤池反冲洗过程。即： 水位检测装置采用干簧浮球液位控制器，如图。 上面介绍的装置．还存在不足，进行