水厂混凝剂投加系统

自来水厂混凝剂自动精准投加系统建设与运行西安泰金工业电化学技术有限公司陕西西安710065摘要：现如今，人们生活水平有很大提升，现在人们对水资源要求越来越高，自来水厂的重要性不言而喻。

收集水厂近一年的原水浊度、待滤水浊度和混凝剂投加量数据，建立混凝剂投加量数学模型，编制PLC控制系统程序，设定待滤水浊度的目标值，通过PLC控制系统读取原水浊度数据，自动计算出混凝剂的投加量，指令混凝剂投加泵工作，将待滤水浊度作为效果反馈。

通过建立自来水厂混凝剂自动精准投加系统，能更加准确地控制混凝剂的投加，稳定出水水质且减少人为主观判断失误，为水厂将要实施的优化运行提供了可能。

关键词：自来水厂；混凝剂；自动精准投加；系统建设引言历年来，自来水厂存在投加混凝剂系统控制、排泥系统控制、滤池反冲控制等三大控制难点，现阶段并没有非常成熟的控制处理手段，其中投加混凝剂系统的控制是生产运行的痛点。

一是水厂投加混凝剂（混凝剂投加）是制水工艺中非常关键的一个环节，控制好坏直接影响到出水水质，而出水水质达标是水厂生产运行控制的红线。

二是影响因素多、控制困难，源水流量、浊度、温度、PH的变化都会决定投加混凝剂量的变化。

三是反馈滞后，以一个10万吨的平流沉淀池为例，经实测投加混凝剂量变化需经2小时后才能监测到明显的水质变化。

1研究背景供水企业处理工艺的优化运行，是提高水厂运行与管理水平的重要内容。

实现系统的优化运行，关键在于：①合理选定系统优化运行的相关变量；②准确模拟系统运行的状态；③寻优调控系统的运行。

其中，①和②是实现系统优化运行的先决条件。

混凝是水处理工艺的关键环节，混凝剂投加量的准确与否将直接影响出水水质，混凝剂投加量不足则出水浊度不达标，增加后续处理工艺的负荷；反之，混凝剂投加量过大不仅增加制水成本，还会导致出水铝离子有超标风险。

混凝剂投加量的确定主要有经验目测法、烧杯实验法、模拟滤池法和数学模型法等。

目前，大部分传统的自来水厂采用烧杯实验法和经验目测法相结合，实施对混凝剂投加的控制。

自动投加絮凝剂系统：
投药混凝剂是水质净化最重要的环节，准确投加所需要的混凝剂量是获得较好混凝效果及经济效益的最关键问题。

本系统由“液位仪”、“计量泵”及“二次仪表”组成。

液位仪
“液位仪”自动检测当前加药箱中的药液高度，当液位低于设定值时，液位仪的报警铃启动，提示工人组织药液向加药箱中加药，当液位到达设定值时，报警铃停止报警。

加药系统
当源水泵启动时，加药控制部分控制空压机启动搅拌混凝剂。

计量泵根据源水流量计或源水变频器的信号调节加药量，向源水管道或源水泵中加药，并在二次仪表上显示当。

水厂混凝剂投加模糊控制系统设计【摘要】水厂混凝过程没有精确的数学模型，且具有非线性、时滞性和模糊性等特点，传统pid控制难于获得很好的控制效果。

本文结合改造工程实例，采用模糊控制策略实现混凝剂投加自动控制系统，介绍了模糊控制系统的组成和模糊控制器的设计方法。

【关键词】模糊控制混凝剂水厂1 引言自来水厂的水处理工艺一般包括混凝、沉淀、过滤、消毒几个环节，其中混凝是水处理过程中较为关键的环节。

混凝过程的关键是混凝剂投加量的控制，控制最佳的投加量，不仅可获得最优的混凝效果，而且节约混凝剂的用量，直接关系到水厂的生产水质和生产成本。

混凝过程涉及到的理化反应，机理仍未明确，因此没有精确的数学模型。

影响混凝效果的因素很多，有原水的浊度、ph值、水温、电导率等等。

而且混凝过程需要较长的时间。

因此水厂混凝剂投加过程具有非线性、大时滞和模糊性等特点，利用传统pid控制难于获得很好的控制效果。

为了获得更好的混凝剂投加控制效果，我们在西江水厂混凝剂投加自控系统设计中，运用了模糊控制的方法，并在可编程控制器（plc）中编程实现。

模糊控制是基于模糊集合论、模糊语言变量及模糊逻辑推理，根据被控对象的特性，模拟人的思维方式和控制经验来实现的一种智能控制，它容易实现对数学模型不确定、强非线性的对象进行控制，且具有较强的抑制干扰能力等优点。

实践证明在现场试运行中取得良好的效果。

2 混凝剂投加模糊控制系统设计西江水厂混凝剂投加模糊控制系统组成如图1所示：西江水厂混凝剂投加系统执行机构——计量泵，选用的是米顿罗rb96s型隔膜计量泵。

该型号计量泵可通过两个途径调节混凝剂投加量：一是通过变频器调节计量泵电机的转速（sp）；二是调节计量泵活塞冲程（st）。

计量泵实际投加量由下式确定：q=qmax×sp（%）×st（%）。

式中qmax是计量泵的最大流量，sp（%）是泵的转速百分比，st （%）是泵的冲程百分比混凝剂投加模糊控制系统包括前馈控制和反馈控制两部分。

项目需求一、概况近年来，随着供水行业信息化、智能化水平的不断提升，水厂运行逐渐形成智能化、智慧化的发展趋势。

药剂投加是水厂的核心环节，因此水厂药剂的智能精准投加是水厂智能化、高质量发展的主要方向之一。

目前，江苏省住建厅在《江苏省城市供水安全保障工作评价指标体系》和《江苏省城市供水安全保障工作评价细则》明确要求建立智能加药系统，来实现加药自动、智能化水平，保障供水安全。

水厂的加矾以前是建立在化验室小样试验基础上，根据水量和水质的变化，通过人工调节投加量的控制方式。

由于水厂实行多水源制，每天的原水水量时变化系数大，投加量主要依靠每天一次的小样试验结合经验来调控。

智能加药系统建设后，可根据不同情况，通过智能平台实行适时调整投加量来控制水质，实现药剂精准投加，达到保障水质和节能降耗目的。

综上所述，为提升水厂精益管理，保证供水考核达标，2023年已将水厂智能加药系统建设列入年度技改工作，拟先在城东水厂实施智能加矾系统改造项目。

二、智能加矾系统简介1、智能加矾模式与传统模式控制对比该系统主要由在线仪表（水下高清摄像机和在线浊度分析仪）、智能加矾模型预测控制（含PLC控制系统）和计量泵组成。

智能加矾系统是一种全自动化智能控制系统，它通过采集分析进水流量、原水水质、混凝剂投加量、混凝反应效果以及沉淀池出水水质等实时数据，并结合大量历史水质、水量等信息，快速建模，开展模型训练和测试，提前计算出合理的混凝剂投加量，并反馈给PLC控制系统调节计量泵投加量。

实现对沉淀池出水浊度多步超前调整，避免滞后性和强耦合性带来的投加误差，达到精准控制。

（如图1）图1 智能加矾系统控制流程图三、智能加矾系统改造方案1、水下高清摄像机配备在网格混凝反应池和平流沉淀池之间过渡区域（配水区中心处），分布式安装水下高清摄像机（每期东西侧各1台，共计6台）。

（如图2）通过水下高清摄像机，实时掌握混凝反应效果，为智能加矾系统提供信息支撑。

2、在线浊度分析仪配备二期和三期沉淀池出水浊度利用现有的在线浊度分析仪（每期东西侧各1台），一期东侧沉淀池出水利用现有的在线浊度分析仪，西侧沉淀池出水增加1台在线浊度分析仪。

水厂絮凝环节智慧加药技术的分析（一）智慧加药系统的建设背景1．水质安全提升的要求随着社会对水质安全要求的不断提高，国家对水质安全和水资源保护的重视程度也在不算提升，自来水行业的相关标准和规范也在不断完善和提高。

这就要求自来水行业需要更加高效、精准地控制水质。

智慧加药系统通过实时监测水质参数，如浊度、pH值、余氯等，并根据水质变化自动调整药剂投加量，从而确保出水水质稳定达标。

这种智能化的控制方式大大提高了水质处理的精度和效率，满足了公众对水质安全的更高需求。

而传统的药剂投加方式多采用人工控制，存在投加量不准确、药剂浪费、人工管理成本高等问题。

人工控制往往难以应对水质波动大的情况，容易导致水质处理效果不稳定。

此外，人工操作还存在一定的安全隐患和人为错误风险。

因此，传统加药方式已经难以满足自来水行业对水质控制的高要求。

2．科技进步的推动目前物联网、大数据、人工智能等技术的不断发展，这些先进技术逐渐被应用于自来水行业中。

智慧加药系统正是这些技术在水处理领域的重要应用之一。

通过集成传感器、控制器、数据分析软件等先进设备和技术，智慧加药系统能够实现对水质参数的实时监测和智能控制，大大提高了水质处理的自动化和智能化水平。

自来水行业中智慧加药系统的建设背景是多方面的，包括水质安全需求的提升、传统加药方式的局限性、科技进步的推动、节能减排的需求以及行业标准的提高等。

这些因素共同促进了智慧加药系统在自来水行业的广泛应用和发展。

（二）絮凝剂的主要分类1．阴离子絮凝剂的原理及用途阴离子絮凝剂往往带有负电荷，能够吸引并聚集带有正电荷的微小颗粒，常见的阴离子絮凝剂有PAM聚丙烯酰胺）。

在饮用水处理领域如果原水中富含较高的金属离子，比如铁、锰等，应该使用阴离子絮凝剂，能够有效的把这些金属例子转变为不溶性沉淀，进而通过沉降加以去除。

2．阳离子絮凝剂的原理及用途阳离子絮凝剂则与之相反，其带有正电荷能够吸引并聚集带有正电荷的颗粒，其主要有阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）。

水厂能耗总结引言水厂是处理和供应干净水的重要设施。

在水厂运作的过程中，能源的消耗是不可避免的。

本文将对水厂能耗进行总结和分析，以便更好地了解和管理水厂的能源消耗情况。

能耗项目在水厂的运作过程中，能源消耗主要集中在以下几个方面：1. 泵站水源地可能位于较低的位置，为了将水抽运至水厂进行处理，需要大量使用泵站。

泵站的能耗与泵的功率和运行时间有关。

因此，泵站是水厂能耗的主要项目之一。

2. 混凝剂投加系统在水处理过程中，通常需要加入混凝剂来帮助去除悬浮物和浊度。

混凝剂投加系统的能耗与混凝剂的种类和投加量有关。

不同的混凝剂投加系统也有不同的能耗表现。

3. 过滤系统过滤是水处理的重要环节，用于去除水中的颗粒物和悬浊物。

过滤系统通常包括沉淀池、滤池和清洗机构。

过滤系统的能耗与清洗机构的使用频率和清洗水量有关。

4. 加药系统在水处理过程中，可能需要加入消毒剂和其他化学药剂来确保水的安全和卫生。

加药系统的能耗与加药剂的种类和投加量有关。

5. 气体处理系统一些水处理过程可能涉及气体处理，如气浮污泥的处理。

气体处理系统的能耗与气体处理的方法和规模有关。

能耗统计与分析为了更好地了解水厂的能源消耗情况，我们可以进行能耗统计和分析，以便找出潜在的节能机会。

1. 数据收集首先，我们需要收集水厂的能耗数据，包括不同能耗项目的能源使用量和运行时间。

2. 能效指标计算通过将能源使用量与相应的水处理量进行比较，可以计算出不同能耗项目的能效指标。

能效指标可以帮助我们了解不同项目的能耗效率，以便针对性地制定节能措施。

3. 能耗对比分析将不同能耗项目的能耗数据进行对比分析，可以帮助我们找出能耗较高的项目。

重点关注那些能耗较高且潜力较大的项目，以便制定能耗优化的措施。

4. 节能措施制定根据能耗数据和对比分析的结果，制定相应的节能措施。

例如，可以优化泵站的运行策略，减少能耗；采用更高效的混凝剂投加系统和过滤系统等。

节能潜力与效益通过实施节能措施，水厂可以实现能耗的降低。

污水处理机各个系统常见故障分析
1. 进水系统故障：
- 进水管堵塞：可能由于杂物堵塞或管道老化导致，需要清理或更换进水管道。

- 进水压力不足：可能是水泵故障或进水管道破损，需要检查并修复相关设备。

- 进水水质不合格：可能是水源污染或前置处理设备故障，需要保持定期维护和检修前置设备。

2. 曝气系统故障：
- 曝气管堵塞：可能由于微生物生长导致管道堵塞，需要清理曝气管道。

- 曝气机故障：可能是电机故障或设备老化，需要检修或更换曝气设备。

- 曝气量不足：可能是曝气头堵塞或曝气机失效，需要清理曝气头或修复故障设备。

3. 混凝剂投加系统故障：
- 混凝剂投加量不足：可能是泵故障或管道堵塞，需要检修相
关设备。

- 混凝剂浓度异常：可能是混凝剂质量问题或投加设备故障，
需要检查混凝剂质量并修复设备。

4. 沉淀系统故障：
- 沉淀池结渣：可能是污水中固体物质过多或沉淀池清理不及时，需要加强污水预处理或定期清理沉淀池。

- 沉淀池泄漏：可能是设备老化或结构损坏，需要及时修复或
更换沉淀池。

- 沉淀效果不佳：可能是沉淀池设计不合理或混凝剂投加不足，需要重新设计池体或增加混凝剂投加量。

5. 出水系统故障：
- 出水管道堵塞：可能是沉淀物积累或管道老化，需要清理或
更换出水管道。

- 出水水质不合格：可能是混凝剂投加不足或沉淀效果不佳，
需要适当调整混凝剂投加量或改善沉淀效果。

以上是对污水处理机各个系统常见故障的分析。

在日常使用过程中，及时维护和检修设备，合理处理故障可以保证污水处理机的正常运行和处理效果。

药剂制备和投加系统调试说明一．系统概述新区供水工程设计规模为30 万m3/d , 本系统包括净水厂内的加药设备，包括溶药罐、搅拌机、计量泵等加药设备、自控系统、所有连接管道、阀门及附件。

该水厂投加药剂有三种：混凝剂、助凝剂及氧化剂，混凝剂采用PAC，助凝剂采用聚丙烯酰胺，氧化剂采用高锰酸钾。

二．调试目的2.1 将加药系统投入运行，且确定其最佳运行方式。

2.2 通过调试，确定系统的运行参数，为实现自动程控加药提供必要的参考数据2.3 通过调试，确认设备和管道安装正确，设备运行性能良好，控制系统工作正常，系统功能达到设计要求，能够满足机组加药的要求三．调试应具备的条件及检查内容3.1 加药系统土建、安装工作完成，防腐施工完毕，排水沟道畅通；栏杆、沟道盖板齐全、平整，道路通畅；各溶液箱进行泡水试验，要求无渗漏现象，各水箱泡水试验后应进行人工清扫3.2 各加药系统管路经水冲洗合格，加药计量泵经试运，其出力、出口压力达到设计要求求，各安全阀整定校验完毕。

3.3 控制系统安装、调试完毕，可以实现远控，并具备程序控制的条件。

3.4 与系统有关的电气设备（配电盘、操作按钮、仪表）均应安装校验完毕，指示正确、操作灵敏，并能投入使用3.5 现场通讯、照明应齐全，如不具备，要有临时通迅和照明设备；室内外工作通道及排水沟畅通。

场地整洁，所有施工安装期间的临时设施均应拆除.3.6 运行及化验人员应熟悉本系统设备的运行规程，并经培训考核合格。

3.7 所有阀门、设备应编号挂牌完毕，管道按规定的颜色上漆完毕，并标明介质流向。

3.8 现场配备急救药品，安全淋浴器能够投用3.9 调试用的药品储备数量充足，经检验合格。

3.10 安装、运行、厂家等单位的相关人员配合到位。

四．安全注意事项4.1 参加系统调试的人员应学习和熟悉本措施，并熟悉掌握设备特性，进入现场必须佩带安全帽。

4.2 参加调试人员应坚守岗位服从统一指挥，任何人不得擅自启动设备或操作系统阀门。