流動電流儀是水廠混凝投藥控制的核心在線設(shè)備之一,尤其在應(yīng)對水質(zhì)濁度突變時,其直接檢測膠體電荷特性的能力,能夠有效應(yīng)對傳統(tǒng)濁度檢測方法在快速變化條件下的局限性,提升處理效率和出水水質(zhì)的穩(wěn)定性。
流動電流儀通過檢測水中膠體顆粒的Zeta電位(帶電特性)間接反映混凝效果:
取樣水通過活塞產(chǎn)生往復(fù)流動。
帶電膠體顆粒在流動中攜帶反離子形成電流(流動電流)。
電流信號被轉(zhuǎn)換為SCD值,與設(shè)定基準(zhǔn)值進(jìn)行對比計算。
輸出用于調(diào)節(jié)計量泵或加藥閥開度的信號,進(jìn)行自動加藥控制。
問題:濁度儀測量的是水中懸浮顆粒對光的散射程度。當(dāng)原水濁度發(fā)生突變(如暴雨導(dǎo)致地表水濁度急劇升高)時,傳統(tǒng)的基于出水濁度反饋的控制系統(tǒng)存在顯著滯后:
取樣和測量需要時間(尤其是需要沉淀的樣品)。
混凝、絮凝、沉淀/過濾的整個過程需要較長時間。
基于最終出水濁度調(diào)整前端投藥量,反應(yīng)太慢,無法及時響應(yīng)突變。
流動電流儀解決方案: 流動電流儀直接、實時地測量混凝后、絮凝前水樣中的膠體電荷狀態(tài)(流動電流值)。這個測量點位于處理流程的非常前端(通常在快速混合之后)。因此,它能幾乎實時(秒級到分鐘級) 感知到原水水質(zhì)(特別是膠體電荷特性)的變化,包括濁度突變帶來的膠體負(fù)荷變化。
當(dāng)濁度發(fā)生突變,流動電流儀會立即檢測到流動電流值的變化(偏離設(shè)定值點),控制系統(tǒng)(通常是PID控制器)根據(jù)這個偏離,即時增加或減少混凝劑(如鋁鹽、鐵鹽或陽離子聚合物)的投加量,以中和膠體電荷。
優(yōu)勢:這種基于電荷狀態(tài)的直接、快速反饋控制,比等待最終濁度結(jié)果再進(jìn)行調(diào)節(jié)要快得多,能顯著減少在濁度突變期間因投藥不足導(dǎo)致的出水水質(zhì)惡化(跑礬花)或因投藥過量造成的浪費和后續(xù)問題。
暴雨期地表水處理: 暴雨沖刷導(dǎo)致河水、水庫水濁度在短時間內(nèi)急劇上升(從幾NTU到幾百甚至上千NTU)。流動電流儀能快速響應(yīng),確保投藥量迅速跟上,防止濾池被穿透。
舉例:南水某水廠因暴雨原水濁度發(fā)生突變(20NTU→200NTU),SCM530流動電流儀自動控制藥劑投加從13kg/kt→24kg/kt,沉淀水濁度保持在0.8NTU左右。
安裝位置:通常安裝在快速混合池之后,確保藥劑與水充分混合,且能代表進(jìn)入絮凝池前的水質(zhì)。采樣點必須有代表性且流速穩(wěn)定。
與控制系統(tǒng)集成:流動電流儀需要與混凝劑投加控制系統(tǒng)(通常是變頻計量泵)緊密集成,實現(xiàn)閉環(huán)控制。
在水質(zhì)濁度突變的應(yīng)用場景中,流動電流儀的核心價值在于其實時性和對膠體電荷狀態(tài)的直接敏感性。它能夠在傳統(tǒng)濁度檢測方法感知到變化之前,就快速檢測到原水膠體負(fù)荷和特性的劇烈變化,并據(jù)此立即調(diào)整混凝劑投加量。這使得水處理廠能夠:
顯著縮短對突發(fā)濁度升高的響應(yīng)時間。
有效防止因投藥不足導(dǎo)致的出水水質(zhì)超標(biāo)(濁度升高)。
極大減少因投藥過量造成的藥劑浪費、運行成本增加以及后續(xù)工藝問題(殘留金屬、DBPs、濾池堵塞)。
提高整個處理工藝在應(yīng)對沖擊負(fù)荷時的穩(wěn)定性和韌性。
因此,在易受暴雨、季節(jié)性變化或突發(fā)事件影響導(dǎo)致原水濁度頻繁波動的地區(qū),流動電流儀是實現(xiàn)高效、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)混凝投藥控制的關(guān)鍵工具之一。