混凝剂加注自动控制方法

在净水自动化中，混凝剂加注量的自动控制是一个既关键又难解决的问题。因为影响混凝剂加注量的因素很多，如原水浊度、水温、流量、碱度、氨氮、耗氧量和净水设备的负荷、状态等，目前国内外使用的方法尚不完善。因此，需寻求效果好、适用范围广、性能先进、运行方便、造价低、维护简单的自动控制方式。

1 定量分析絮体形状

确定适当的混凝剂加注量，关键是要找出一个滞后时间较短，而与沉淀水浊度相关性又较好的参量作为目标值来控制。

1.1 絮体沉淀特性和沉淀水浊度的关系

从净水过程可知，沉淀水浊度与原水加混凝剂后形成的絮体特征和沉淀有关，絮体形成得越好，沉淀越充分，沉淀水浊度越小。在一定沉淀条件下，沉淀水浊度和絮体的沉淀特性密切相关。

絮体的沉降规律是比较复杂的，常简化用颗粒沉降的Stokes公式来描述：

v=(ρs-ρ)gds2/18μ (1)

式中　v——絮体沉降速度，cm/s

? ρs——絮体体积质量，g/cm3

　ρ——水的体积质量，g/cm3

?dS——絮体直径，cm

　μ——水的粘滞系数，g/(cm·s)

　g——重力加速度，980 cm/s2

进一步的研究［1～6］表明，絮体粒径增加时，体积质量相应减小，其关系式为：

?ρS-ρ=dS-kp (2)

式中kP——系数，1.2～1.5，决定于混凝剂加注率与原水水质

v=gds(2-kp)/18μ (3)

上述分析均假设絮体为球状颗粒，而实际絮体基本上是不规则状态，其沉降速度显然应比同体积的球状絮体慢一些。絮体的大小、形状可反映在絮体图像上，因此通过

1.2 定量分析絮体图形，计算等效直径

为了从絮体的二维图形综合出与絮体沉淀速度有关的参量，给絮体图形定出了以下四个特征：①表示絮体大小的絮体面积s；②与絮体形状有关的絮体周长l；③与絮体松散程度有关的絮体中间空出面积s0；④絮体的长宽比m。这些特征基本表示了絮体的特性，且易于计算。最后按下式折算成称之为“等效直径”Φ的参量：

Φ=2(s/π)0.5×[1-k1(1-2(sπ)/l)]×[1-k2(1-1/m)]×(1-k3s0/s) (4)