在線流動(dòng)電流儀的測量原理及應(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)。
我國在混凝投藥控制技術(shù)方面，經(jīng)歷了從無到有的發(fā)展歷程主要是以下幾種方法：
傳統(tǒng)上采用的方法有：
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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。
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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。
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燒杯試驗(yàn)法。在70-80年代以后，越來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，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)。
長期以來，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。
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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該模型，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)以該模型的出水濁度來評(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)混凝過程就是水中膠體雜質(zhì)電荷特性改變的過程，通過測定膠體電荷來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)在線檢測而無法成為混凝自動(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)鍵是通過測量流動(dòng)電流，實(shí)現(xiàn)了對(duì)水中膠體電荷的在線連續(xù)檢測。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)電流檢測儀實(shí)時(shí)測定連續(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，故可用于檢測或控制混凝過程。在線流動(dòng)電流儀的測量原理及應(yīng)用在線流動(dòng)電流儀的測量原理及應(yīng)用在線流動(dòng)電流儀的測量原理及應(yīng)用在線流動(dòng)電流儀的測量原理及應(yīng)用在線流動(dòng)電流儀的測量原理及應(yīng)用
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