自动加药系统技术方案

一、 前言

在供水处理过程中，加混凝剂是使浑水变成清水最常用的方法，混凝是净水系统中最重要的处理工艺，也是制水成本的主要组成部分，混凝剂的投加量是否准确直接影响到水处理的全过程。

由于原水的浊度变化比较大，影响因素多，如降雨、干旱、温度、PH值、植被、环境污染、流量等。传统的混凝投药自控技术需检测影响混凝效果的各项表观参数：原水的流量、浊度、pH、碱度、温度、混凝剂的流量、浓度、效能等，存在投资大、可靠性低、建立数学模型难、控制精度差、操作维护难等无法克服的缺点，因而无法推广应用。根据原水浊度的不断变化来自动调节混凝剂的投加量，采用双因子（游动电流、水流量）自动优化控制使水质处理效果最好、药剂消耗最少、工人劳动强度最小。

二．原理

流动电流检测法是国际上80年代开始应用的混凝剂投加自动控制新技术。该系统利用检测凝聚过程的微观特性，即胶体粒子表面流动电荷的变化，在水处理投药工艺过程中，控制流动电流单个因子实现整个混凝剂投加的在线自动控制，该技术是混凝剂投加的一项重要突破。与传统的混凝投药自控技术相比，该方法具有检测控制参数单一、设备简单、操作方便、生产安全可靠、提高水质、节省药剂显著等优点。

1

1、检测原理

原水的浑浊主要是胶体微粒引起的，胶体在水中作不规则的布郎运动，使胶体在水中均匀扩散，久臵不沉，因此胶体具有相对稳定性，其主要原因是胶体带有电荷，当带有同种电荷的胶体微粒相互靠近时，由于同种电荷的斥力阻止胶体的相互结合，胶体微粒无法下沉，水中的胶体一般为粘土胶体，带负电荷。因此混凝的主要目的就是在水中加带正电荷的混凝剂胶体，中和粘土胶体的负电荷，使水中的胶体脱稳下沉，达到净水目的。因此只要投加的混凝剂使水中的胶体电荷为零，混凝效果就能达到最优。

胶体电位值可以通过流动电流仪进行测量。流动电流检测仪（SCD）是胶体电荷的在线分析装臵，为混凝过程提供检测、记录、控制等功能，是唯一直接测量混凝剂投加效果的最佳在线仪表。

流动电流检测仪实时测定连续原水或废水水样中，两个电极之间产生的电流，电极被吸附于检测室壁上的胶体颗粒水力剪切而电离的自由带电离子所充电。电机驱动柱塞在探头壳中作往复运动，产生剪切作用，推动离子并带动离子通过电极,从而形成交替的流动电流.此电流与水中胶体的电荷成正比,依赖于混凝后水中多余的正负离子数。

来自探头电极的流动电流信号由主电路板处理，主电路板还接收电机轴开槽圆盘的计时信号，输出4--20mA的标准信号，并显示流动电流单位，此信号与水样的带电状态成正比，故可以检测或控制混凝过程。

2

对于任何一种原水存在一个最佳的混凝剂投加量。最佳投加量可获得最佳混凝沉淀效果，也就是使净化后水的残余浊度等项指标最佳。同时，混凝沉淀后胶体滴定电荷与电位值都趋于零。通过流动电流测量水中的胶体电荷和流量计测量水的流量。控制隔膜计量泵的转速控制加药量，使药剂消耗量最小、水处理后的水质最优、浊度最小。

2、SC流动电流混凝投药自动控制系统

投药混凝的主要目的是在电解质混凝剂的作用下，使水中的胶体杂质脱稳凝聚，并形成粗大的絮凝体，以便在后续处理工艺中去除。在这一过程中，胶体的双电层特性起着决定性作用。流动电流是描述胶体双电层特性的参数。在一定的处理工艺条件下，该值的大小即胶体稳定程度同混凝效果相对应，在生产上，混凝效果是以沉淀后水的浊度为指标的。这就是以流动电流为参数控制投药的基础依据。以美国Milton Roy公司生产的SC5200流动电流检测仪为例，其自动控制系统如图1所示。在SC流动电流混凝投药自动控制系统中，生产上将要求沉淀后水的浊度指标确定为某一流动电流值作为控制系统的设定值。SC5200微机系统将流动电流的实测值与设定值比较，通过PID调节器，输出4～20 mA DC信号，控制计量泵变频器或冲程控制器，自动调整混凝剂的投加量，从而使沉淀池出水浊度始终保持在要求值的附近。

3