在線流動(dòng)電流儀的測(cè)量原理及應(yīng)用

水是生命之源，是人類生活不可缺少的重要資源，隨人們生活水平的不斷提高，對(duì)飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)也越來(lái)越重視。尤其是城建部要求實(shí)施的《城市供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》中各項(xiàng)指標(biāo)的**提高，渾濁度控制在1NTU以下，因此對(duì)以地表水為水源的水處理中，投加絮凝劑是極其重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，而如何實(shí)現(xiàn)這一環(huán)節(jié)的自動(dòng)控制，值得我們關(guān)注和探討。

在水處理單元環(huán)節(jié)的自動(dòng)控制方面，混凝投藥是*困難的環(huán)節(jié)，因?yàn)樗婕暗氖且粋€(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)過(guò)程，但由于混凝在水處理工藝中的重要地位，混凝投藥也是*為人們關(guān)注的環(huán)節(jié)。

我國(guó)在混凝投藥控制技術(shù)方面，經(jīng)歷了從無(wú)到有的發(fā)展歷程主要是以下幾種方法：

傳統(tǒng)上采用的方法有：

• 經(jīng)驗(yàn)法。操作人員根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)、或者觀察絮凝池礬花生成情況，決定投藥量。
• 有的水廠根據(jù)試驗(yàn)或生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，制成濁度-礬耗對(duì)照表，作為決定投藥量的依據(jù)。事實(shí)上，這是以原水濁度為控制參數(shù)的一種控制方法。
• 燒杯試驗(yàn)法。在70-80年代以后，越來(lái)越多的水廠采用燒杯試驗(yàn)作為確定投藥量的參考方法。燒杯試驗(yàn)每天或每周進(jìn)行一次。由于間隔時(shí)間長(zhǎng)，而且許多水廠燒杯試驗(yàn)結(jié)果與水廠實(shí)際有一定的出入，因此多數(shù)水廠只是將燒杯試驗(yàn)結(jié)果作為參考。這里存在的一個(gè)問(wèn)題是，燒杯試驗(yàn)條件不應(yīng)是千篇一律的，每個(gè)水廠應(yīng)該研究與該廠水處理工藝有相似性的特定燒杯試驗(yàn)條件。

上述各種方法都屬于人工控制方法，都難以追隨水質(zhì)水量等因素的變化，對(duì)投藥量進(jìn)行及時(shí)準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)。投藥的準(zhǔn)確性不僅取決于操作人員的技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)，而且和操作人員的責(zé)任心有很大關(guān)系，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度也較大。由于投藥控制技術(shù)落后，嚴(yán)重影響了水處理的質(zhì)量，也造成藥劑的較大浪費(fèi)。

長(zhǎng)期以來(lái)，許多研究者對(duì)混凝投藥控制技術(shù)進(jìn)行了廣泛的研究，嘗試了多種方法，較為典型的包括下述幾種。

1. 數(shù)學(xué)模型法 建立一個(gè)描述投藥量的數(shù)學(xué)模型，作為投藥控制的依據(jù)。 但由于混凝的影響因素眾多，準(zhǔn)確建模困難；建立數(shù)學(xué)模型，需要長(zhǎng)期大量的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)；涉及儀器儀表多，投資大，維護(hù)要求高；模型靈活性差，難以適應(yīng)混凝劑品種改變、控制目標(biāo)調(diào)整等變化，因此數(shù)學(xué)模型法未能推廣

     2.模擬濾池（沉淀池）法 這是研究較多的另一種方法。利用一個(gè)小的模型濾池或沉淀池，使水處理生產(chǎn)系統(tǒng)中得到初步絮凝的水流過(guò)該模型，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)以該模型的出水濁度來(lái)評(píng)價(jià)投藥量是否合理，并作為調(diào)節(jié)投藥量的依據(jù)。這種方法的控制過(guò)程有10-20min的時(shí)間滯后（水樣流經(jīng)模型的時(shí)間），在原水水質(zhì)變化急劇的水廠不能適用。方法的準(zhǔn)確性也較差，因?yàn)槠湟罁?jù)是模型與原型（生產(chǎn)系統(tǒng)）的相似性，然而保證其相似是困難的。例如在原水濁度較高時(shí)，僅以一個(gè)小濾池模擬水處理全系統(tǒng)工況是不**的。這些不足也限制了該方法的普遍應(yīng)用。

    3.膠體電荷法 由混凝理論知道，常規(guī)混凝過(guò)程就是水中膠體雜質(zhì)電荷特性改變的過(guò)程，通過(guò)測(cè)定膠體電荷來(lái)控制投藥量是混凝控制的根本性方法。但由于不能實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)而無(wú)法成為混凝自動(dòng)控制技術(shù)。

    4.流動(dòng)電流法 流動(dòng)電流投藥控制技術(shù)，其關(guān)鍵是通過(guò)測(cè)量流動(dòng)電流，實(shí)現(xiàn)了對(duì)水中膠體電荷的在線連續(xù)檢測(cè)。以流動(dòng)電流為單一因子進(jìn)行絮凝劑投加控制，是投藥技術(shù)上的一項(xiàng)重要突破，流動(dòng)電流檢測(cè)儀實(shí)時(shí)測(cè)定連續(xù)清水或廢水水樣中，兩個(gè)電極間產(chǎn)生的電流。電極被吸附于檢測(cè)室壁上的膠體顆粒水力剪切而電離的自由帶電離子所充電。 電機(jī)驅(qū)動(dòng)柱塞在探頭殼體中做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生剪切作用，推動(dòng)離子并帶動(dòng)離子通過(guò)電極，從而形成交替的流動(dòng)電流，此電流與水中帶電的狀態(tài)成比例，帶電狀態(tài)，或凈帶電密度，依賴于混凝后水中多余的正負(fù)離子數(shù)。

測(cè)量原理

水樣以1 加侖/分鐘的流速連續(xù)不斷進(jìn)入傳感器，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)活塞在傳感器缸體中做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，保持水樣連續(xù)流通，同時(shí)產(chǎn)生剪切作用，使圍繞水中膠體顆粒的帶電離子成為自由帶電離子，這些帶電離子的移動(dòng)給缸體下方的電極充電，在電極之間產(chǎn)生交替流動(dòng)的電流，稱為流動(dòng)電流。此電流與水中帶電狀態(tài)成比例，帶電狀態(tài)或靜帶電密度依賴于混凝后水中多余的正負(fù)離子數(shù)。來(lái)自傳感器電極的流動(dòng)電流信號(hào)，*終轉(zhuǎn)化為4～20mA 信號(hào)輸出，并顯示流動(dòng)電流單位，此信號(hào)與水樣帶電狀態(tài)成比例，故可用于檢測(cè)或控制混凝過(guò)程。在線流動(dòng)電流儀的測(cè)量原理及應(yīng)用在線流動(dòng)電流儀的測(cè)量原理及應(yīng)用在線流動(dòng)電流儀的測(cè)量原理及應(yīng)用在線流動(dòng)電流儀的測(cè)量原理及應(yīng)用在線流動(dòng)電流儀的測(cè)量原理及應(yīng)用

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