CN106115881B - 一种自来水原水处理药剂全自动连续投加方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自来水原水处理药剂全自动连续投加方法，方案构成包括：将粒径0.5～2.0mm的粉体药剂加入到储料仓，储料仓内的粉体药剂在计算机控制下送入到失重秤装置，计算机根据采集到的待净化处理浊水体的流量信号、浊水体的浊度信号与要求净化的程度信号确定加入粉体药剂的用量，根据加入粉体药剂的用量控制失重秤装置将粉体药剂按确定的用量加入到旋转水粉混合设备，与不经过计量的水加入到旋转水粉混合设备里搅拌混合配制成用于浊水体处理的药液，粉体药剂在旋转水粉混合设备内与水充分混合溶解后，送入混合沉淀池对待净化处理的浊水体进行净化处理。本发明实现了无人值守全自动控制投药，加药精准度高，药剂利用率高。

Description

一种自来水原水处理药剂全自动连续投加方法

技术领域

本发明涉及自来水取水和污水排水过程中的浊水净化处理药剂投加技术，特别涉及一种自来水原水处理药剂全自动连续投加方法。

背景技术

在自来水给水取水处理和污水排水处理过程中，都需要向浑原水或污原水加入絮凝剂等原水净化处理药剂。现有技术的浊水处理系统，药剂投加方式普遍采用计量秤将粉状药剂称重后倒入溶药池，加入一定体积的水，搅拌溶解，并且放置一定时间待药液充分溶化后，再用计量泵打入沉淀池与待处理的浊水混合，对待处理的浊水进行净化处理，本次配制的药液用完之后，再进行下一次配药。药液的配备为间歇操作。这样的加药方式有如下缺点：1.处理系统设备占地面积大，与之相配套的土建成本高；2.配制的药剂液不能马上使用，不能做到随用随配，造成使用的药液不新鲜，存在被污染的风险；3.自来水厂在取水时突遇暴雨，待处理水体浊度突然增高，水体的浊度比正常时候的浊度高出数十倍，由于现有技术的配药方式其配制药液浓度最高只能达到30％，再高会出现不易溶解或沉淀现象，在这种情况下，即便是计量泵全开，也没有办法达到与之相匹配的要求浓度。而且这时高浊度的水，由于没有与之匹配浓度的药剂加入，增加了后续水处理设备的负荷，造成出水不达标。此外，由工人人工配置高浓度的药液，紧急时近乎把粉体药剂直接倒入混合沉淀池内，不经称量，配置药液的浓度不准确，加入药液浪费大，这时药液配置完全没有办法实现自动化；5.由于配药池底部存有每次沉淀的不溶物，积累多了会突然混入系统，造成化学物超标。除以上不足之外，还存在现场配药过程中，粉体药剂飞扬污染环境严重；每隔几个小时由人工加料一次，工人的劳动强度高，没有实现真正的自动化加药，无法实现无人值守全自动控制投加药剂，不利于降低运行成本；加药精准度不高，不利于减少药剂使用量。

发明内容

针对现有技术的水处理药剂投加方式存在的不足，本发明的目的旨在提供一种新的浊水处理药剂全自动投加方法，以解决现有技术水处理药剂投加方式存在的无法实现无人值守全自动控制，加药精准度不高，药剂浪费大等问题。

本发明提供的自来水原水处理药剂全自动连续投加方法，其技术方案的构成包括：将粒径0.5～2.0mm的粉体药剂加入到储料仓，储料仓内的粉体药剂在计算机控制下送入到失重秤装置，计算机根据采集到的待净化处理的原水流量信号、原水浊度信号与要求净化的程度信号确定要加入粉体药剂的用量，根据要加入粉体药剂的用量由计算机控制失重秤装置将粉体药剂按确定的用量加入到旋转水粉混合设备内，与不经过计量的水加到旋转水粉混合设备里搅拌混合配制成用于原水处理的药液，粉体药剂在旋转水粉混合设备内与水充分混合溶解后，送入管道混合器进一步混合溶解，之后送入混合沉淀池对待净化处理的原水进行净化处理。

在本发明的上述技术方案中，优先考虑设置两套互为备份且可分别独立运行或同时运行的由失重秤装置、旋转水粉混合设备和管道混合器构成的药剂配投系统，以提高药剂加入量的调节范围，以备药剂投放系统的设备检修，使药剂投放系统一直处于能够正常运行和能够应对待处理的原水浊度突然增大。

在本发明的上述技术方案中，最好在混合沉淀池的出水口采集处理后的水体净化度信号送入计算机，以对失重秤装置加入到旋转水粉混合设备的药剂量进行实时调整。

在本发明的上述技术方案中，对于自来水供水原水净化处理，进入旋转水粉混合设备与由失重秤装置送入的粉体药剂混合配制药液的水体，可为取水泵提取的待净化处理的原水通过计算机控制的电磁阀分配出的一部分，其他部分的源水进入混合沉淀池与加入的药液混合处理。

在本发明的上述技术方案中，待净化处理的原水流量信号和浊度信号优先采取从待处理原水取水泵出水口采集。

在本发明的上述技术方案中，从市场购取的配制药液的药剂，最好是先用粉碎筛分机加工至粒径0.5～2.0mm的粉体药剂，再送入储料仓粒进行配药。

在本发明的研究过程中，发明人开始是采用连续计量秤系统将粉体药剂直接投入混合池与水混合配制成一定浓度的药剂溶液，然后将药剂溶液送入沉淀混合池对待处理的原水进行净化处理。但这种药剂投加方法带来了两个问题：一是连续计量秤投加系统不能达到工艺要求的投药精度，二是粉体药剂和水于混合池内混合后送入沉淀混合池之前，粉体药剂不能够充分溶解，出现了没有溶解的药剂进入了沉淀混合池现象。

在发明人开始采用的粉体药剂投加方法中，粉体药剂连续计量投加只能采用失重秤装置计量系统，失重秤装置是由料仓、变频电机驱动的螺旋和称重模块构成。失重秤装置连续输送粉体物料的计量精度，本领域一般都认为，在失重秤装置送料螺旋结构尺寸一定的情况下，主要由送料螺旋的转速来确定，通过调整送料螺旋的转速来调整计量精度。但发明人在研究中发现，粉体药剂投加精度不仅只决定于送料螺旋的转速，还与粉体药剂的粒径有关，粉体药剂的粒径不匀，会造成螺杆推出量的不稳定，从而无法精确计量粉体药剂的加入量，即粉体药剂的粒径是导致连续计量秤投加系统不能达到工艺要求的投药精度一个主要原因。发明人通过理论分析与反复实验找出了粉体药剂进入自动称量系统的精度误差与药剂粒径的直径均匀程度关系，如图1所示，由图1中的曲线可以看出，要到达比较好的计量精度最佳的药剂粒径在0.5-2mm之间。因此，本发明对药剂的粒径提出了特别限定，即要求将粉体药剂的粒径控制在0.5-2mm之间。

采用连续计量秤将粉体药剂直接投入混合池与水混合，然后将药剂溶液送入沉淀混合池，粉体药剂在进入到沉淀混合池之前存在不能够充分溶解，出现没有溶解的药剂进入了沉淀混合池现象，从而增大了药剂使用量，降低了药剂的使用效率。粉体药剂进入沉淀混合池之前没有充分溶解的原因，一是与粉体药剂的粒径有关，二是与混合的方式有关。粉体药剂的粒径与药剂溶解的关系如图2所示，如果只从溶解的角度来说，将药剂的粒径控制在0-1.2mm之间最佳，但从投药计量的精度来说，这样的粒径又不够理想。粉体药剂加入到混合池与水混合，搅拌方式为通常的搅拌混合方式，搅拌强度不高，而从粉体药剂的投放到送入沉淀混合池的时间又不能太长，且有的粉体药剂的粒径又比较大，不是处在最佳溶解粒径范围，因此出现了粉体药剂在进入到沉淀混合池之前存在没有充分溶解的现象。因此，须采用更合适的粉体药剂混合方式，满足这些大粒径粉体药剂的溶解要求。

发明人基于上述针对采用连续计量秤系统将粉体药剂直接投入混合池与水混合配制成一定浓度的药剂溶液，然后将药剂溶液送入沉淀混合池对待处理的原水进行净化处理的药剂投加方法带来的问题所产生的原因，对于粉体药剂粒径控制，既考虑粉体药剂的可溶解性，又考虑计量系统精度的需要，特别将药剂粒径控制在0.5-2mm之间；对于粉体药剂溶解方式，又鉴于粉体药剂加入到混合池与水混合，为通常的搅拌混合方式，搅拌强度不高，而从粉体药剂的投放到送入沉淀混合池的时间又不能太长，且有的粉体药剂的粒径又比较大，不是处在最佳溶解粒径范围，粉体药剂在进入到沉淀混合池时存在没有充分溶解的现象，特别采用高速旋转水粉混合设备对粉体药剂进行溶解，利用旋转水粉混合设备的高速剪切作用，促进粉体药剂快速溶解于水中，最后将药剂药液投入混合沉淀池内，完成粉体药剂的投加。

本发明提供的浊水处理药剂全自动投加方法，将粉体药剂的粒径控制在0.5～2.0mm之间，粉体药剂在计算机控制下送入到失重秤装置，计算机根据采集到的待净化处理原水的流量信号、原水的浊度信号与水体净化程度信号确定配制药液的浓度与药液流量，根据药液的浓度与药液的流量控制失重秤装置将粉体药剂加入到高速旋转水粉混合设备，与加入的水在高速剪切作用下快速混合，使粉体药剂快速溶解于水中，粉体药剂充分混合溶解的溶液送入混合沉淀池对待净化处理的原水进行净化处理。本发明的药剂投加方法，整个投药过程实现了自动化，投药控制精度高，粉体药剂溶解完全，不存在没有溶解的粉体药剂进入沉淀混合池的现象，提高了药剂的利用效率，降低了药剂使用量。

现有技术传统的药剂投加方法，在对药剂和溶解药剂的水同时进行计量的同时，还要根据要投加的药剂总量，将药液用计量泵打入到沉淀混合池里，在这个传统工艺中，需要同时精确计量药剂和溶解水的用量，一旦药剂投加量处于失重秤装置精度的下限时，还需要及时调整溶解用水的量，否则会造成配置的溶液浓度波动大，这样会对设备要求高，控制反馈难度大，工艺实现困难。考虑加药的主要目的是处理水中的浊度，因此真正与水浊度有关的是，待处理水的量和此时水的浊度，这两个量决定了药剂投加量，因此如果工艺只控制药剂的投加量，不计算药剂的浓度，就可以不计算水的投加量，工艺可以变得异常简单，减少了所用设备和控制难度，因此本发明改为通过计算待处理的浊水总流量、浊度大小，在计算机控制下将应该加入的药剂用量直接投入不经计量的水中溶解，溶解后投入沉淀混合池，对溶解药剂的水不进行计量，避免了同时对药剂和溶解药剂用水的计量，减少了工艺难度，减少液体计量设备。

对于自来水厂只需要从进水分流一部分到投药系统，用于溶解药剂，这部分溶解用水是待处理水体的一部分，只要对于进来的总水量和浊度进行计量就能够计算出要投加的药剂用量。而对于污水厂，为了防止污水中杂质损坏设备，需要从处理过的水中引入到投药系统用于溶解药剂，由于这部分水是处理过的，同样的不需要计算这部分水的用量，只是这个部分用水越少越好，药物的投加只跟污水的总量和浊度有关。

为实现全自动工作，先将购入的粉体药剂原料震动过筛，并且采用破碎机将颗粒大小不一的原料破碎成颗粒更小的原料，通过过筛控制粉体药剂的粒径大小，使粉体药剂更易于精确计量和溶解。为了节省工人劳动强度，采用螺旋上料器将原料推送到储料仓里。储料仓里设置有空气除湿器，以防止空气中含有水份使原料受潮导致板结。储料仓底部呈漏斗形，便于原料集中到料仓底部，料仓锥形底设置有低速搅拌器，每隔一定时间就转动一下，防止原料板结。储料仓里安装有高低位原料报警器，防止原料的缺失和过量的投入。储料仓底部安装有可以向失重秤装置的料斗输送原料的分配器，从原料分配器排出的粉体药剂分别向失重秤装置的料斗定量送料，失重秤装置根据重量变化可以控制原料的料位高低，在计算机的控制下可以实现自动上料，远端的浊度仪和计算机相连，当浊度发生变化时，计算机向失重秤装置的控制器发出控制信号，失重秤装置的控制器通过调整变频电机的转速，调整粉体药剂的加入量，根据浊度的大小精确连续称重将粉体药剂投入旋转水粉混合设备内，粉体药剂与加入的水高速剪切搅拌混合迅速溶解，再经过管道混合器的进一步混合溶解，形成药剂完全溶解的药液，最后送到混合沉淀池。当浊度变化特别大时，超出了一台失重秤装置最大投药量时，这时可以启动备用失重秤装置，由两台失重秤装置同时向混合池内投加更多粉体药剂，应对特别高浊度的水质情况。

对特殊水体的处理，如污水处理或工业废水处理，可以再设置一套或多套由高精度失重秤装置、水份混合器组成的投加系统，分别在计算机控制下投入不同的药剂。

附图说明

图1是计量精度与药剂颗粒直径关系曲线图。

图2是药剂颗粒直径与溶解时间关系曲线图。

图3是本发明的工艺过程示意框图。图中各标号框为：1-粉碎筛分机；2-储料仓；3-失重秤装置Ⅰ；4-失重秤装置Ⅱ；5-旋转水粉混合设备Ⅰ；6-旋转水粉混合设备Ⅱ；7-管道混合器；8-沉淀混合池；9-分流电磁阀；10-取水泵；11-原水流量计；12-计算机；13-原水浊度计；14-出水浊度计。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行进一步的具体描述。有必要在此指出的是，实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域技术熟练人员可以根据上述本发明的内容做出一些非本质的改进和调整进行实施，但这样的实施应仍属于本发明的保护范围。

实施例1

本实施例是本发明用于自来水公司对常规浊度的原水进行净化处理，净化所投加的药剂为絮凝剂，絮凝剂投加方法为：市购絮凝剂先用粉碎筛分机1加工处理，筛选粒径0.5～2.0mm的粉体药剂送入储料仓2，储料仓内的粉体药剂在计算机的控制下送入到失重秤装置Ⅰ3。由位于取水泵10出口管道上的原水浊度计13和原水流量计测得待处理的原水流量信号和水体浊度信号，将待处理的原水流量信号和水体浊度信号以及要求的水体净化程度信号输入计算机12。计算机根据采集到的待净化处理原水的流量信号、原水的浊度信号与要求的水体净化程度信号确定要加入药粉的用量。计算机根据要加入药粉的用量，控制失重秤装置将粉体药剂按确定的量加入到旋转水粉混合设备Ⅰ5，控制分流电磁阀9按确定流量将部分原水加入到旋转水粉混合设备，粉体药剂和原水在旋转水粉混合设备内剪切搅拌混合配制用于原水处理的药液，从旋转水粉混合设备排出的药液进入管道混合器7进一步混合溶解，粉体药剂充分溶解的药液送入混合沉淀池8，对待净化处理的原水进行净化处理。系统运行后，由设置在沉淀混合池出口处的出水浊度计测得的水体净化程度信号并输入计算机，当水体净化程度没有达到要求的净化程度，计算机通过失重秤装置自动调整药粉的投加量，直至从沉淀混合池排出的水体达到规定的净化程度。

实施例2

本实施例是本发明用于自来水公司对洪水期超常浑浊度的原水进行净化处理，净化所投加的药剂为絮凝剂，絮凝剂的投加方法的框图如附图3所示。本实施例的絮凝剂投加方法与实施例1的投加方法基本相同，不同的地方是启动两套由失重秤装置、旋转水粉混合设备和管道混合器构成的药剂配投系统，储料仓内的粉体药剂在计算机的控制下同时送入两套药剂配投系统的失重秤装置，再由失重秤装置在计算机控制下送入旋转水粉混合设备，与通过分流电磁阀加入的部分原水混合配制药液，配制的药液经管道混合器进一步混合溶解送入混合沉淀池。本实施例的其他部分与实施例1相同。

实施例3

本实施例是本发明用于企业污水净化处理，净化所投加的药剂为絮凝剂，絮凝剂的投加方法，与实施例1基本相同，所不同的地方是，加入到旋转水粉混合设备与粉体药剂混合配置药液的水体是来自净化处理后的水，待处理污水的流量和浊度仍由取水泵出口处采取，提取的污水不经分流电磁阀直接送到沉淀混合池进行净化处理。其他地方均与实施例1相同。

Claims (10)

1.一种自来水原水处理药剂全自动连续投加方法，其特征在于该方法方案构成包括：将粒径0.5～2.0mm的粉体药剂加入到储料仓，储料仓内的粉体药剂在计算机控制下送入到失重秤装置，计算机根据采集到的待净化处理的原水流量信号、原水浊度信号与要求净化的程度信号确定要加入粉体药剂的用量，根据要加入粉体药剂的用量由计算机控制失重秤装置将粉体药剂按确定的用量加入到旋转水粉混合设备内，与不经过计量的水加到旋转水粉混合设备里搅拌混合配制成用于原水处理的药液，粉体药剂在旋转水粉混合设备内与水充分混合溶解后，送入管道混合器进一步混合溶解，之后送入混合沉淀池对待净化处理的原水进行净化处理。

2.根据权利要求1所述的自来水原水处理药剂全自动连续投加方法，其特征在于：设置两套互为备份且可分别独立运行或同时运行的由失重秤装置、旋转水粉混合设备和管道混合器构成的药剂配投系统，以提高药剂加入量的调节范围。

3.根据权利要求1或2所述的自来水原水处理药剂全自动连续投加方法，其特征在于：从混合沉淀池的出水口采集处理后的水体净化度信号送入计算机，对失重秤装置加入到旋转水粉混合设备的药剂量进行实时调整。

4.根据权利要求1或2所述的自来水原水处理药剂全自动连续投加方法，其特征在于：进入旋转水粉混合设备与由失重秤装置送入的粉体药剂混合配制药液的水体，为取水泵提取的待净化处理的原水通过计算机控制的电磁阀分配出的一部分，其他部分的原水进入混合沉淀池与加入的药液混合处理。

5.根据权利要求4所述的自来水原水处理药剂全自动连续投加方法，其特征在于：进入旋转水粉混合设备与由失重秤装置送入的粉体药剂混合配制药液的水体，为取水泵提取的待净化处理的原水通过计算机控制的电磁阀分配出的一部分，其他部分的原水进入混合沉淀池与加入的药液混合处理。

6.根据权利要求5所述的自来水原水处理药剂全自动连续投加方法，其特征在于：待净化处理的原水流量信号和浊度信号从待处理原水取水泵出水口采集。

7.根据权利要求1或2所述的自来水原水处理药剂全自动连续投加方法，其特征在于：配制药液的市购药剂用粉碎筛分机加工至粒径0.5～2.0mm的粉体药剂。

8.根据权利要求4所述的自来水原水处理药剂全自动连续投加方法，其特征在于：配制药液的市购药剂用粉碎筛分机加工至粒径0.5～2.0mm的粉体药剂。

9.根据权利要求5所述的自来水原水处理药剂全自动连续投加方法，其特征在于：配制药液的市购药剂用粉碎筛分机加工至粒径0.5～2.0mm的粉体药剂。

10.根据权利要求6所述的自来水原水处理药剂全自动连续投加方法，其特征在于：配制药液的市购药剂用粉碎筛分机加工至粒径0.5～2.0mm的粉体药剂。