廣州軍區聯勤部凈水研究所 劉傳勝 蔡建宇 盛選軍 易路景 許存安等 目前我國大多數水廠還是由人工控制投加凈水劑,這不僅難于保證供水質量,而且造成相當程度的藥劑浪費。據有關文獻報道,一座中等城市年凈水的藥劑費用可達幾百萬元,全國的年藥劑費用可達數億元,其中有10%-30%是由于投藥量不準確而造成的浪費。 DCW型自動投礬裝置包括溶礬、投礬、絮凝效果監控和自動控制四部分,其工藝流程見圖1  1、溶礬裝置。主要部件采用PVC材料焊制,進水、充氣、凈水劑溶解、沉淀等工序為自控運行,所配制水劑溶液含量穩定、無顆粒雜質,對投礬器不會發生堵塞現象。 2、投礬設備。用水射器提升凈水劑取代了傳統用耐腐蝕泵抽提的方法,用電動調節閥取代了隔膜計時泵控制股加量,用分流器把溶液分配到各投藥點,所用元件簡單耐用,易管理維護,使用中很少發生故障。 3、絮凝效果監近代投藥裝置。以反應池水樣經直接過濾后的出水濁度為直接指標來評價絮凝效果的好壞,并以此絮凝效果控制投藥量是一項新技術。該主要由探頭、濁度儀、微電腦處理器、電動調節閥等部件組成,是自動投礬裝置的核心,其工作流程為:探頭采集絮凝瓜的水樣,經直接過濾,測定濁度,把濁度信號送至微電腦處理器,判斷現時的絮凝效果好壞,經過運算比較,調節電動調節閥的開放度,使投礬量達到適宜范圍。 4、自動控制裝置。用液位計、計時計、電磁閥等部件控制凈水劑的溶解、使用和設備的沖洗,用電動調節閥近代制凈水劑的投加量,用原水的絮凝效果控制電動調節閥的開放度,使達到適量的加藥量而優良的凈水效果。 DCW型自動投礬裝置先后在14間水廠投入使用,其作用效果見表1所示。成套設備價格約為流動電流控制投礬器的1/2,投礬量誤差5%,平均節約凈水劑35.9%,出廠水濁度<1度,且水質穩定。該裝置能適應水質水量的劇變,較測定原水或過濾濁度控制投礬的方法靈敏、準確;與常規投藥系統相比,具有逢動化程度高、操作簡便、經濟適用的特點。 討論:絮凝效果法理論依據 混凝理論認為,向水中投加混凝劑的主要作用,在于使膠體脫穩、遷移、凝聚,原水的絮凝效果與混凝劑投量一一對應。在常規給水處理工藝中,一般是以沉淀池出水濁度為被控量時,由于被近代對象容量磊,反應沉淀過程有相當長的時間滯后,因而對控制過程產生了極不利的影響,致使系統很難穩定工作。為解決嚴重滯后問題,我們不去測沉淀池出水濁度,而是根據絮凝直接過濾理論,測量原水加藥混合后經直接過濾后的出水濁度,并將其控制在范圍內。那么,直接過濾水濁度與混凝劑投量、沉淀水濁度是否有對應關系?為此,在不同的混凝劑品種、不同原水及不同濁度條件下,進行了大量、廣泛的實驗,圖1是反映直接過濾水濁度、沉淀水濁度與混凝劑投量相關性的一組典型實驗結果。 表2 自動投礬裝置運行試驗水廠名稱 | 石巖湖水廠 | 茜坑水廠 | 碧眼水廠 | 牛湖水廠 | 凈水劑品種 | 聚合氯化鋁 | 復合羥基氯化鋁 | 精制硫酸鋁 | 復合羥基氯化鋁 | 運行條件 | 人工 | 自動 | 人工 | 自動 | 人工 | 自動 | 人工 | 自動 | 原水濁度 | 最大值 | 20 | 20 | 28 | 30 | 29 | 315 | 330 | 305 | 最小值 | 4.5 | 4.0 | 5.0 | 5.2 | 15 | 13 | 6.5 | 6.0 | 平均值 | 8.5 | 7.3 | 12 | 15 | 25 | 22 | 19 | 23 | 方差6 | 3.69 | 4.11 | 5.65 | 5.05 | 54.2 | 59.4 | 62.7 | 68.1 | 待濾水濁度 | 最大值 | 1.5 | 1.2 | 6.5 | 4.6 | 15 | 5.7 | 7.0 | 5.2 | 最小值 | 0.4 | 0.3 | 0.8 | 0.6 | 2.5 | 1.8 | 0.5 | 0.4 | 平均值 | 0.8 | 0.6 | 1.5 | 1.2 | 4.4 | 2.7 | 1.8 | 1.4 | 方差6 | 0.30 | 0.24 | 1.15 | 0.79 | 2.59 | 1.16 | 1.65 | 1.13 | 產水量(萬m3/天) | 最大值 | 2.1 | 2.9 | 2.1 | 2.2 | 0.9 | 0.9 | 0.9 | 0.9 | 最小值 | 1.1 | 1.5 | 1.6 | 1.5 | 0.5 | 0.5 | 0.6 | 0.6 | 平均值 | 1.57 | 2.28 | 1.8 | 2.0 | 0.7 | 0.7 | 0.8 | 0.8 | 方差6 | 31.3 | 46.0 | 17.2 | 24.8 | 12.1 | 15.5 | 10.3 | 11.6 | 投藥量(mg/l) | 最大值 | 45.4 | 25.9 | 12.0 | 7.5 | 28.0 | 18.6 | 23.6 | 15.5 | 最小值 | 19.0 | 17.4 | 5.6 | 3.0 | 12.6 | 8.8 | 10.8 | 8.0 | 平均值 | 31.6 | 21.6 | 8.6 | 5.9 | 19.7 | 11.9 | 18.8 | 11.1 | 方差6 | 8.09 | 2.63 | 1.94 | 1.58 | 4.26 | 2.82 | 3.54 | 2.14 | 平均節藥度率(%) | - | 31.6 | - | 31.4 | - | 39.6 | | 41.0 | 由圖2可見,在混凝劑投量較小時,隨著投藥量的增加,直接過濾水和沉淀水濁度迅速下降,絮果越來越好;當投量增加到某一值后,余濁不再明顯變化,此時膠體脫穩程度最大,絮凝效果最好;當投量繼續增加時,余濁也逐漸升高,這表明投藥量已過多,又引起膠體再穩。 
多次實驗結果表明,直接過濾水濁度與沉淀水濁度隨混凝劑投量變化的規律基本相同,二者的對應關系普遍存在,因此,完全可以用直接過濾水濁度來評價絮凝效果的好壞,以直接按過濾水濁度為指標的絮凝效果,完全可以作為系統的被控參數,實現混凝投藥的自動控制。 |