CN101385912A - 一种自动化混凝投药系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动化混凝投药系统，其包括主要包括专家系统控制模块、模/数转换模块、检测模块、存储模块及投药模块，其中，所述检测模块通过模/数转换模块与专家系统控制模块相连接，用于检测源水在经过混凝工艺处理前后的相关参数，而所述存储模块及投药模块也连接于专家系统控制模块，所述专家控制模块包括前端控制模块和反馈控制模块，其前端控制模块根据检测模块所提供的参数，并与存储模块中的数据相匹配，推断出目前实际需要的混凝剂的最佳投加量以控制投药模块进行混凝剂的投加，而反馈控制模块则依据已进行混凝工艺处理的水质对混凝剂的投加量进一步微调。因此，本发明在提高混凝投药的精确度的同时实现了对混凝投药的实时自动控制。

Description

一种自动化混凝投药系统

技术领域

本发明涉及水处理领域，特别是涉及一种混凝工艺的优化系统。

背景技术

在固液分离及水处理过程中，絮凝沉淀法作为一种较为有效的预处理方法，已得到了广泛的应用。絮凝效果的优劣直接决定着后续单元过程的运行工况、处理费用及最终出水的水质。而絮凝剂的选择与准确投加又直接影响到絮凝的效果。目前混凝投药主要采用以下几种技术：流动电流技术、絮凝脉动检测技术等，这些技术虽然能解决投药中的一些问题，但都存在一定的缺陷：流动电流技术是一种胶体电荷检测技术，原来的浊度、水量、有机污染物都会对流动电流系统造成干扰，因此流动电流技术对水质和混凝剂的适应性较差；絮凝脉动检测技术的关键是悬浮液透光脉冲的检测，它的成功应用过于依靠脉动絮凝R值，而这与取样的条件密切相关。

在2005年新的水质标准实行后，出厂水的浊度由原来的1NTU降为0.NTU，因此在我国实现混凝投药工艺的自动化控制，提升水质指标，降低水厂成本是当务之急。因此研究和开发出一种适合水厂应用的自动化混凝投药技术，具有重要的理论和现实意义。

发明内容

鉴于以上问题，本发明的主要目的在于提供一种自动化混凝投药系统，其利用专家系统实现了混凝投药的自动控制，节约水厂处理成本，提供水处理效率和出水质量。

为达到以上目的，本发明提供的一种自动化混凝投药系统，其主要包括专家系统控制模块、模/数转换模块、检测模块、存储模块及投药模块，其中，所述检测模块通过模/数转换模块与专家系统控制模块相连接，该检测模块包括前端检测模块和后端检测模块，其分别用于检测源水在经过混凝工艺处理前后的相关参数，如流量、温度、酸碱度、浊度、总有机碳、溶解性有机碳、硝氮、紫外消光值、藻类指标等；而所述专家系统控制模块又包括前端控制模块和反馈控制模块，其通过模/数转换模块分别与上述前、后端检测模块相连接，所述存储模块及投药模块连接于专家系统控制模块，该存储模块储存一系列的数据列，每个数据列都是来源于长期以来实验所取得的一些效果较好的数据，所述投药模块由专家系统控制模块控制，以指定量向水处理工艺池中进行混凝剂的投加。

其中所述专家系统控制模块是一种模拟人类专家解决各领域问题的计算机程序系统，是一个具有大量专业知识和经验的程序系统，它应用人工智能技术和计算机技术，根据某领域一个或多个专家提供的知识和经验，进行推理和判断，模拟人类专家的决策过程，用来解决需要专家处理的复杂问题，同时该专家系统还具有自学功能，可用实际生产过程的效果进行负反馈，评价原始数据的价值，并定期根据原始数据的评价，淘汰质量差的数据，使系统具有更好的性能。

基于以上架构，本发明提供的自动化混凝投药系统，首先，所述专家系统控制模块中的前端控制模块根据前端检测模块所检测得到的未经投药的源水相关参数，并与存储模块中的数据列进行匹配，从而推断出目前实际需要的混凝剂的最佳投加量，然后控制所述投药模块按指定量向水处理工艺池中进行混凝剂的投加；而所述源水经过该净水过程后再通过该系统所设置的后端检测模块进行检测，其所取得的参数经过模/数转换模块后传送到反馈控制模块，由该反馈控制模块对混凝剂的投加量进行微调，以抑制干扰的影响，提高控制的精度，从而实现混凝投药的自动控制。

因此，本发明提供的该种自动化混凝投药系统，其实现了混凝投药的实时自动控制，避免了水质、水量、取样条件等对混凝投药量的影响，克服了时间滞后的缺点，优化了混凝投药量，确定混凝的最佳操作条件，提高了控制的精度，节约了水厂处理成本，提高了水处理效率和出水质量。

附图说明

图1为本发明提供的一种自动化混凝投药系统的方块示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施方案对本发明进一步详述：

如图1所示，本发明提供的一种自动化混凝投药系统，其主要包括专家系统控制模块10、模/数转换模块20、检测模块30、存储模块40及投药模块50，其中，所述检测模块30通过模/数转换模块20与专家系统控制模块10相连接，该检测模块30包括前端检测模块301和后端检测模块302，其前端检测模块301及后端检测模块302分别设于进行混凝工艺的水池前后两端，用于检测源水在经过混凝工艺处理前后的相关参数，如流量、温度、酸碱度、浊度、总有机碳、溶解性有机碳、硝氮、紫外消光值、藻类指标等，而所述进行混凝工艺的水池依次包括反应池60和沉淀池70；另外所述专家系统控制模块10又包括前端控制模块101和反馈控制模块102，其通过模/数转换模块20分别与上述前、后端检测模块(301、302)相连接，另外所述存储模块40及投药模块50也连接于专家系统控制模块40，该存储模块40储存一系列的数据列，每个数据列都是来源于长期以来实验所取得的一些效果较好的数据，所述投药模块50另一端连接于反应池60，其直接由专家系统控制模块10控制，以指定量向反应池中进行混凝剂的投加。

其中所述专家系统控制模块10是一种模拟人类专家解决领域问题的计算机程序系统，是一个具有大量专业知识和经验的程序系统，它应用人工智能技术和计算机技术，根据某领域一个或多个专家提供的知识和经验，进行推理和判断，模拟人类专家的决策过程，用来解决需要专家处理的复杂问题，同时该专家系统还具有自学功能，可用实际生产过程的效果进行负反馈，评价原始数据的价值，并定期根据原始数据的评价，淘汰质量差的数据，使系统具有更好的性能。

而在本发明中，所述专家系统控制模块10还包括前端控制模块101和反馈控制模块102，该前端控制模块101的主要作用是根据源水的流量、温度、浊度、总有机碳、溶解性有机碳、硝氮、紫外消光值、藻类指标等，通过与存储模块40中的数据列相匹配，以推断出目前实际需要的混凝剂投加量；而所述反馈控制模块102则是通过测量经过混凝工艺后出水的相应参数，作为反馈值对混凝剂的投加量进行微调，这是因为，所述存储模块40中的一系列数据列中，只有有限个离散数据点，而源水的真实数据的情况千差万别，在其存储模块中不一定能找出与显示数据完全相符的数据，而通常是在其中找出一组与现实数据最相接近的数据，因此而设置所述反馈控制模块102，以进一步提高混凝剂的投加量的精确度，实现混凝投药的实时自动控制，提高水处理效益和出水质量。

所述检测模块30包括计量泵、流量计、光谱仪、传感器等测量仪器。

如此一来，本发明提供的自动化混凝投药系统，首先，所述专家系统控制模块10中的前端控制模块101根据前端检测模块301所检测得到的未经混凝工艺处理的源水相关参数，经由模/数转换模块20后与存储模块40中的数据列进行匹配，从而推断出目前实际需要的混凝剂的最佳投加量，然后控制所述投药模块50按指定量向反应池60中进行混凝剂的投加，在反应池60中混凝剂与水中的悬浮颗粒进行物理化学反应，形成具有良好沉淀性能的絮凝体，然后在沉淀池70中充分沉淀，之后再通过该系统所设置的后端检测模块302进行检测，其所取得的参数经过模/数转换模块20后传送到反馈控制模块102，由该反馈控制模块102对混凝剂的投加量进行微调，以抑制干扰的影响，提高控制的精度，从而实现混凝投药的自动控制。

以上已对其发明内容作了详尽说明。对本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都不会超出本申请所附权利要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种自动化混凝投药系统，其特征在于，包括专家系统控制模块、模/数转换模块、检测模块、存储模块及投药模块，其中，所述检测模块通过模/数转换模块与专家系统控制模块相连接，该检测模块包括前端检测模块和后端检测模块，其分别设于进行混凝工艺的水池前后两端，而所述专家系统控制模块又包括前端控制模块和反馈控制模块，其通过模/数转换模块分别与上述前、后端检测模块相连接，所述存储模块及投药模块连接于专家系统控制模块，所述投药模块由专家系统控制模块控制进行混凝剂的投加。

2.根据权利要求1所述的一种自动化混凝投药系统，其特征在于，所述检测模块主要包括计量泵、流量计、光谱仪、传感器。

3.根据权利要求1所述的一种自动化混凝投药系统，其特征在于，所述存储模块储存实验所得的优选数据。

4.根据权利要求1所述的一种自动化混凝投药系统，其特征在于，所述检测模块所检测的参数包括流量、温度、酸碱度、浊度、总有机碳、溶解性有机碳、硝氮、紫外消光值、藻类指标。

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