【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水处理，具体涉及一种絮凝平流沉淀池絮凝剂投量实时调控方法。
技术介绍
1、絮凝沉淀是净水厂最为核心的工艺处理单元之一，两者通常合建。为了保证单元功能的发挥，通常还配置有相应的加药系统，用于向原水中投加絮凝剂（有的还根据水质特点投加助凝剂、氧化剂、粉末活性炭等）。絮凝剂通过混合后在絮凝池内与水中的胶体物质发生絮凝反应，形成大颗粒的“矾花”，然后通过沉淀池沉淀分离，进而实现去除水中浊度、净化水质的目标。
2、絮凝沉淀效果的好坏通常根据沉淀池出水浊度来进行评价，根据《室外给水设计标准》（gb50013-2018）的规定，沉淀池出水浊度应低于3ntu，以保证后续滤池的稳定运行，但净水厂通常会制定更严格的内控标准，如1ntu，以进一步降低滤池污染负荷，保证出水水质。沉淀池出水浊度的检测通常采用在线的浊度仪，该方法成熟可靠，使用方便，也便于实现在线监测、无人值守的管理目标。
3、然而，沉淀池出水浊度仅是一个结果，决定沉淀池出水好坏的关键不仅在于沉淀效果，还有絮凝效果、原水水质、絮凝剂种类及投加量等因素，实际运行中，由于絮凝沉淀池（已经建成）、原水水质、絮凝剂种类等因素均已确定，真正能调控的只有絮凝剂投加量，因而，如何实现絮凝剂的精确投加成为了大家研究的热点。
4、现有技术中实现絮凝剂精确投加的控制方式通常有以下几种：
5、（1）比例投加。根据进水流量按某一比例（固定絮凝剂投加浓度）结合烧杯试验确定絮凝剂投加量。该方式未考虑原水水质的变化，仅仅适用于原水水质十分稳定的情形。由于该方
6、（2）比例+浊度-药剂投量曲线投加。根据进水流量、进水浊度情况结合烧杯试验确定的浊度-药剂投量曲线确定絮凝剂投加量。该方式相较比例投加已有所改进，但未考虑原水温度、ph值、背景离子等因素，仍有待进一步改进。由于该方式系统简单、操作方便、运行较为稳定，对运维人员素质要求不高，控制又相对准确，因而在目前市场上得到广泛应用。
7、（3）比例+浊度-药剂投量曲线+出水浊度投加。根据进水流量、进水浊度情况、结合烧杯试验确定的浊度-药剂投量曲线确定絮凝剂投加量，并通过沉淀池的出水浊度采用pid方式反馈修正絮凝剂投加系统投加量，实现相对精确投加。该方式相较“比例+浊度-药剂投量曲线投加”又更近了一步，但由于出水浊度的大时滞性，仍难以保证絮凝剂投加系统的快速而准确地反应。该方式控制更为精确，但对厂区自控系统的要求较高，因而通常在技术较为先进的单位或水厂应用。
8、（4）智能投加。随着ai技术的发展，为絮凝剂的精确投加提供了一种新的可能。该方法采用先进的ai算法（如深度神经网络），通过对过去大量絮凝效果数据（训练集）进行训练，并通过验证数据（验证集）进行验证，然后指导药剂的精确投加。该方法系统考虑了流量、水质、沉淀效果、时滞性等因素，但由于混凝沉淀机理十分复杂，目前仅发达地区少量水厂有一定的尝试，其整体控制效果还有待进一步研究实践。
9、上述方法中（1）、（2）均未考虑出水的效果，显然不甚合理，方法（3）、（4）均有这方面的考虑，但都面临一个不容回避的问题，那就是沉淀池的时滞性，特别是平流沉淀池。平流沉淀池的hrt为1.5~3h，絮凝池（以常用的折板絮凝池为例）的hrt应为0.25~0.33h，则絮凝沉淀池的总的滞后时间约为1.75~3.33h。由此可见，当沉淀池出水出现异常不达标时，即使是马上调整絮凝剂投加系统投加量也已为时晚矣，因为这一异常已是1.75~3.33h前的反映，而并非当下，除非这段时间水质没有变化，否则不可能实现精准投药。因此，为了实现投药系统更精准的控制，研究如何尽可能提前预判沉淀池的出水效果具有重要的现实意义，特别是对于平流沉淀池。
10、常见的沉淀工艺有平流沉淀、斜管沉淀、斜板沉淀等，其中平流沉淀由于结构简单、沉淀效果好、抗冲击负荷能力强、运行稳定、管理维护方便等优点，得到了业界的广泛认可，在市场上有着广泛的应用，但其时滞性大，系统难以实现精确控制。斜管沉淀、斜板沉淀表面负荷高、占地省，斜管沉淀、斜板沉淀表面负荷宜为5~9m3/（m2·h），水深按3m计算，则其hrt为3/5~9=0.6~0.33h，相对于平流沉淀池而言，其时滞性明显要小得多，但其抗冲击能力较弱，在用地紧张的项目当中使用较多。可见，要实现投药系统更精准的控制，研究如何尽可能提前预判平流沉淀池的出水效果已是当务之急。
11、在智能加药系统研究中，有学者提出采用高清水下摄像机拍摄絮凝池末端（即平流沉淀池起端）矾花形态，再通过ai算法建立其与出水水质的关系的方法来解决时滞性问题是一个重要的尝试，但该方法系统复杂、造价高、技术要求高、准确性及稳定性也均有待进一步研究，其低水平的投入产出比也将极大地限制其未来的广泛应用。
12、现有技术通常采用浊度检测仪检测水的浊度。但由于絮凝池出水尚未进行固液分离，浊度检测仪无法准确测定絮凝池出水以及其下一步经固液分离的水的浊度。斜管沉淀与平流沉淀具有同样的固液分离效果，现有技术中没有将斜管沉淀技术应用在平流沉淀池中进行浊度检测的报道。因此，基于斜管沉淀池的水力停留时间远低于平流沉淀池的特点，提出一种基于斜管沉淀理论的浊度预检测装置，在平流沉淀池进水口在线检测进水口水样对应经平流沉淀后的出水浊度，缩短出水端浊度检测的迟滞时间，对于絮凝平流沉淀池加药系统投药的精细化控制具有重要的现实意义。
技术实现思路
1、为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种絮凝平流沉淀池絮凝剂投量实时调控方法，利用斜管沉淀时滞性小的特点，设计一个微型的斜管装置用于预检测平流沉淀池的出水浊度，将预检测结果替换平流沉淀池出水端的检测结果，指导絮凝剂投量调控。由于该装置直接检测平流沉淀池进水水样沉淀后的出水浊度，相比平流沉淀、斜管/斜板沉淀更快检测到结果，所以其时滞性更小，对絮凝剂投量实时调控。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种絮凝平流沉淀池絮凝剂投量实时调控方法，包括如下步骤：
4、在平流沉淀池进水端（絮凝池出水口）安装出水浊度预检测装置，所述出水浊度预检测装置在线抽取平流沉淀池进水口水样进行预检测，得到水样的出水浊度，将预检测得到的出水浊度实时反馈至絮凝剂投量调控系统，絮凝剂投量调控系统据此对絮凝剂投量进行调控；所述水样的出水浊度是指水样经沉淀处理、固液分离后得到的水的浊度；
5、所述出水浊度预检测装置，包括蜂窝状斜管、储水箱、导流管、水流驱动装置、浊度检测仪，所述储水箱底部设有蜂窝状斜管，储水箱内部设有水流驱动装置，所述储水箱顶部设有导流管、浊度检测仪，所述导流管通过排水管与水流驱动装置连接，所述浊度检测仪的测量探头延伸至储水箱内部且位于水流驱动装置的前方。
6、进一步的，所述水流驱动装置的驱动流速为1.39-2.50mm/s，优选为1.39-1.95mm/s；所述水流本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种絮凝平流沉淀池絮凝剂投量实时调控方法，其特征在于：
2.如权利要求1所述的絮凝平流沉淀池絮凝剂投量实时调控方法，其特征在于：所述水流驱动装置的驱动流速为1.39-2.50mm/s，蜂窝状斜管的长度为1000-1200mm，蜂窝状斜管相对于水平面的倾斜角度为55-60°。
3.如权利要求2所述的絮凝平流沉淀池絮凝剂投量实时调控方法，其特征在于：所述蜂窝状斜管进水端位于平流沉淀池配水花格墙上沿之上，同时进水端的标高离平流沉淀池池底的高度不小于1.8m。
4.如权利要求2所述的絮凝平流沉淀池絮凝剂投量实时调控方法，其特征在于：所述储水箱底部还设有倾斜导流管，所述倾斜导流管内设有若干平行于水流的导流片，倾斜导流管与蜂窝状斜管的出水端同轴连接，且内切圆直径与蜂窝状斜管相同，倾斜导流管的长度为80-120mm。
5.如权利要求2所述的絮凝平流沉淀池絮凝剂投量实时调控方法，其特征在于：所述导流管为水平布置，导流管上设有微量调节阀。
6.如权利要求2所述的絮凝平流沉淀池絮凝剂投量实时调控方法，其特征在于：所述储水箱上方设有能罩住
7.如权利要求2所述的絮凝平流沉淀池絮凝剂投量实时调控方法，其特征在于：所述平流沉淀池侧墙上设有支座，位于配水花格墙上方；所述储水箱上设有支架，通过支架将储水箱挂接固定于支座上，使储水箱位于平流沉淀池水位以下。
8.如权利要求2所述的絮凝平流沉淀池絮凝剂投量实时调控方法，其特征在于：所述蜂窝状斜管在水平面上投影与平流沉淀池内水流方向在水平面上投影的夹角在±2°之内。
9.如权利要求1-8任一项所述的絮凝平流沉淀池絮凝剂投量实时调控方法，其特征在于：所述出水浊度预检测装置还包括智能控制箱，所述智能控制箱内设有直流电源模块、信号监测与报警模块、液晶显示模块、通信模块和直流电机驱动器；
10.如权利要求9所述的絮凝平流沉淀池絮凝剂投量实时调控方法，其特征在于：絮凝剂投量调控系统按下述方法对絮凝剂投量进行调控：
...【技术特征摘要】
1.一种絮凝平流沉淀池絮凝剂投量实时调控方法，其特征在于：
2.如权利要求1所述的絮凝平流沉淀池絮凝剂投量实时调控方法，其特征在于：所述水流驱动装置的驱动流速为1.39-2.50mm/s，蜂窝状斜管的长度为1000-1200mm，蜂窝状斜管相对于水平面的倾斜角度为55-60°。
3.如权利要求2所述的絮凝平流沉淀池絮凝剂投量实时调控方法，其特征在于：所述蜂窝状斜管进水端位于平流沉淀池配水花格墙上沿之上，同时进水端的标高离平流沉淀池池底的高度不小于1.8m。
4.如权利要求2所述的絮凝平流沉淀池絮凝剂投量实时调控方法，其特征在于：所述储水箱底部还设有倾斜导流管，所述倾斜导流管内设有若干平行于水流的导流片，倾斜导流管与蜂窝状斜管的出水端同轴连接，且内切圆直径与蜂窝状斜管相同，倾斜导流管的长度为80-120mm。
5.如权利要求2所述的絮凝平流沉淀池絮凝剂投量实时调控方法，其特征在于：所述导流管为水平布置，导流管上设有微量调节阀。
6.如权利要求2所述的絮...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈积义，方兴，王湘，黄博凡，
申请(专利权)人：湖南省建筑设计院集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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