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混凝劑加注量的自動控制新方法

摘要：報導(dǎo)了凈水過程中使用計算機實時采集和定量分析絮凝池中絮體圖像，算出絮體沉淀“等效直徑”作為控制混凝劑加注率的目標(biāo)值，并用進水流量和沉淀水濁度信號自動修正目標(biāo)設(shè)定值。加注量為進水流量與加注率之積。實驗數(shù)據(jù)表明，該方法能適應(yīng)水質(zhì)和其他因素的變化自動調(diào)整加注量，達到了穩(wěn)定沉淀水濁度的目的。

關(guān)鍵詞：絮體圖像 等效直徑 混凝劑加注量 計算機控制

在凈水自動化中，混凝劑加注量的自動控制是一個既關(guān)鍵又難解決的問題。因為影響混凝劑加注量的因素很多，如原水濁度、水溫、流量、堿度、氨氮、耗氧量和凈水設(shè)備的負(fù)荷、狀態(tài)等，目前國內(nèi)外使用的方法尚不完善。因此，需尋求效果好、適用范圍廣、性能先進、運行方便、造價低、維護簡單的自動控制方式。

1 定量分析絮體形狀

確定適當(dāng)?shù)幕炷齽┘幼⒘?，關(guān)鍵是要找出一個滯后時間較短，而與沉淀水濁度相關(guān)性又較好的參量作為目標(biāo)值來控制。1.1 絮體沉淀特性和沉淀水濁度的關(guān)系 從凈水過程可知，沉淀水濁度與原水加混凝劑后形成的絮體特征和沉淀有關(guān)，絮體形成得越好，沉淀越充分，沉淀水濁度越小。在一定沉淀條件下，沉淀水濁度和絮體的沉淀特性密切相關(guān)。 絮體的沉降規(guī)律是比較復(fù)雜的，常簡化用顆粒沉降的stokes公式來描述：

v=(ρs-ρ)gds2/18μ (1) 式中　v——絮體沉降速度，cm/s? ρs——絮體體積質(zhì)量，g/cm3 　ρ——水的體積質(zhì)量，g/cm3 ?ds——絮體直徑，cm 　μ——水的粘滯系數(shù)，g/(cm·s) 　g——重力加速度，980 cm/s2 進一步的研究［1～6］表明，絮體粒徑增加時

v=gds(2-kp)/18μ (3)

上述分析均假設(shè)絮體為球狀顆粒，而實際絮體基本上是不規(guī)則狀態(tài)，其沉降速度顯然應(yīng)比同體積的球狀絮體慢一些。絮體的大小、形狀可反映在絮體圖像上，因此通過分析絮體的圖像，可以得到一個與沉淀水濁度相關(guān)性很好的參量。用它作為目標(biāo)值來控制混凝劑加注量可使滯后時間大大縮短。