净水厂水处理控制系统的研究与应用

【摘要】净水厂水处理工作直接关系到人民生命财产健康安全，对确保社会安全，促进国民经济健康发展具有重要意义。良好的净水厂处理控制系统是开展净水处理工作的保证，因此，加强对净水厂处理控制系统的分析和研究，选择适合当地水质情况的控制系统，对促进水处理工作健康发展具有重要意义。

【关键词】净水厂水处理 控制系统应用

中图分类号： O434 文献标识码： A

水处理是保证居民生活用水水质的关键，随着科学技术的不断发展进步，智能控制在工业化生产中的应用日益广泛，针对水处理的特点，把自动化控制引入到净水厂的水处理过程中，对提高自来水的水质，保障供水的质量起着非常重要的作用。因此，如何提高净水厂中各个净水工艺过程的自动化控制水平，是一项值得研究的课题。

一、目前，我国的水处理技术

1、常规的处理。这种处理的方法主要是针对以地表水为水源，作用是去除悬浮物质、胶体物质以及病原微生物。水质经过处理后使得出厂水的浑浊度降到1NTU以下，从而达到生活饮用水的水质要求。

2、深度处理。随着水质的不断恶化，且为了提高水质的质量，在其常规处理的基础上，采用了臭氧氧化和活性炭吸附的深度处理技术。尽管在其基建投资和运行费用上相对较贵，但为了保证达到人们生活饮用水的要求，采取这一深度处理技术也是很有必要的。

3、膜处理技术。和传统的水质处理工艺比较，膜处理技术可以除去水里颗粒直径非常小的污染物。该技术能够除去水中存在的病毒以及贾第虫孢囊，由于不需要投加任何药剂，所以就不会出现一些因加药而发生的化学问题，同时在很大的程度上使得传统消毒中所产生的副产物量大大减少。近几年来膜工艺发展迅速，成本逐渐降低，已经被应用于水处理过程。

二、净水厂工艺流程

净水厂生产工艺属典型的过程控制控制系统，一般各个厂家采用的生产流程也比较相近。常用的水处理环节主要包括自然沉淀、混凝沉淀或澄清、过滤、消毒，同时针对不同条件的原水而采用的气浮、吸附及氧化等净水处理工艺。在我国，许多的净水厂目前采用的是混凝沉淀或澄清、过滤和消毒等工艺，也被称为传统的处理工艺。确切的就是水从水库抽取，送到厂旱，加入絮凝剂和消毒剂，在絮凝池中反应，然后在沉淀池中沉淀分离，再经滤池过滤，最后进入清水池，用泵送至城市管网。每种过程工艺都有不同类型的构筑物，具体应用，可以根据原水的水质情况、出厂水质要求、水厂的规模和投资预算多少等众多因素来进行具体的分析，决定最后的方案。

图一：净水厂水质处理总流程

1、混凝工艺。混凝(加药)就是向原水净化中加混凝剂及助凝剂，能够加速水中胶体微粒凝聚和絮凝成大颗粒，凝聚和絮凝总称为混凝，混凝包括原水投药并与水混合，药反应形成大颗粒的絮凝物的两个阶段的整个过程。混凝剂入水反应使胶体颗粒脱落后，从形成微小絮凝物到微小絮凝物之问相互吸附长大而沉降分离的过程经混合和絮凝，使水中胶体颗粒及微小悬浮物相互碰撞和聚集，形成易于从水中分离的大颗粒絮凝体的过程。

2、沉淀。沉淀是使水中的悬浮物根据重力的作用从水中沉淀出来，并且除这些沉淀物，沉淀后的水最终将进入下一环节进行过滤。目前我国采用的沉淀池主要有平流式沉淀池、斜管式沉淀池和气浮式沉淀池n刳。沉淀的目的是为了去除水中的悬浮固体颗粒，以保证后期滤池有合理的工作周期和滤后水的水质。平流沉淀池能很快的适应进水量以及水质的变化，且构造简单，成本较低，操作方便，处理效果相对稳定，应用比较普遍。

3、过滤。滤池是通过再次过滤水中的细微颗粒，以达到降低水的浊度为目的。一般情况下，水厂会选择多个滤池过滤是为了达到过滤多种颗粒的目的，净水厂的过滤往往是指通过过滤介质把水中的悬浮颗粒和其他固体杂质截留的过程，对大多数水质处理来说，过滤是保证净水厂出厂水水质最关键的处理手段。

4、消毒。在净水厂水处理过程中存在很多的消毒方式，主要的方法有：二氧化氯消毒、氯及氯化物消毒、次氯酸盐消毒、紫外线消毒以及臭氧氧化消毒等等。

三、净水厂水处理工艺问题

1、输水管道夹气问题。长距离调水工程中，输水管道能否平稳顺畅地排出管道中的气体，对管道系统的安全运行至关重要。管道中出现的很多间题均起因于管道夹气和管道中的气囊运动。工程实际表明，管道中的气体排除不畅，水流常处在气水相间状态，即管道中的水流存在一段水一段气的状态，会造成气阻、爆管、影响输水量及增加能耗等问题。在管道最高点或闭气的地方设置排气阀，能及时有效的排除管道中气体。

2、低温低浊问题。到了冬季，水温出现低温低浊现象，影响了水质的处理工作。在反应池末段容易聚集大量脏的漂浮物，给人以不干净的感觉，也影响了水处理工作。为了解决这些问题，在水处理的过程中，首先投入活性炭粉末，去除源水中的有机物和色度。然后在池体上安装刮泥车，在池子末段安装排水槽，并通过排水管连接至下水道，定期进行刮沫，通过排水槽排至下水道，从而使池表面变干净。

3、净水剂问题。在实际工作中，使用得较多的净水剂是聚合氯化铝。聚合氯化铝由于喷雾干燥稳定性好，适应水域宽，水解速度快，吸附能力强，形成矾花大，质密沉淀快，出水浊度低，脱水性能好等优点，在同样水质的情况下，喷雾干燥聚合氯化铝投量减少，尤其在水质不好的情况下，喷雾干燥产品投量与滚筒干燥聚氯化铝相比，可减少一半，不仅减轻了工人的劳动强度，而更重要的是减少用户的制水成本。除此之外，用喷雾干燥产品可保证安全性，减少水事故，对居民饮用水非常安全可靠。

四、水处理控制系统技术要求

1、优化给水的水质。为了充分提高给水的水质安全性与可靠性，运用自动化系统进行调节控制。比如，可以根据澄清池中的原水浊度以及水质的情况，控制系统能够自动调节混合池中的加药量，从而在保证出水口水质符合标准的前提下，降低了水处理控制系统运行的费用。2、检测各种工艺参数。整个控制系统可以持续检测水厂的工艺参数，并能够依据这些参数来实现自动控制操作，协调供需关系以及各个部分间的联系，保证各种设备和设施能够得到充分的利用。与此同时，系统可以根据据检测到的参数与系统的设定值进行比较，及时自我调整来保证水处理质量。

3、具有在线与离线自诊断功能。其硬件诊断可以定位到模块；软件诊断能够自动给出故障性质以及部位，在线运行时，当诊断出故障问题时，可以按照系统原先设定的程序进行故障处理。

4、自动控制系统能在极端的环境(高温、恶臭、腐蚀等)中可稳定运行，同时在日常正常运行时，自动控制系统能够根据检测到的压力信号对水泵进行合理的调节，通过恒压方式运行最大限度的节约能耗，即实现能耗的优化。

结束语

随着科学技术的日益发展，净水工艺以及控制系统也在不断的进步，国内很对水厂已经实现了自动化控制，从而保证用户饮用水的安全。但是不论在工艺上还是在自动控制上仍然存在着一些问题，需要我们对迸一步的研究。

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