CN212609739U - 一种应用于自来水厂的混凝剂自动投加系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于自来水厂的混凝剂自动投加系统，其包括：根据水浊度、待滤水浊度和混凝剂投加量数据建立回归模型的建模系统、以所述回归模型为基础处理控制的PLC控制系统、为所述PLC控制系统提供自变量的原水监测系统、以所述PLC控制系统处理结果向所述原水监测系统提供混凝剂的混凝剂投加系统及用于检测加入所述混凝剂后待滤水做度的待滤水监测系统，所述原水监测系统一端连接接入自来水网，所述原水监测系统另一端连接所述待滤水监测系统，所述待滤水监测系统另一端接入自来水网。本实用新型使用的设备多为自来水厂常规配置，设备简单、自动化程度高、节省人工成本，能根据水质的实时变化，自动调整混凝剂投加量。

Description

一种应用于自来水厂的混凝剂自动投加系统

技术领域：

本实用新型涉及自来水处理技术领域，特指一种应用于自来水厂的混凝剂自动投加系统。

背景技术：

混凝是水处理工艺中的关键一步，混凝剂投加量的准确与否将直接影响出水水质效果，混凝剂投加量不足则出水浊度不达标，增加后续处理工艺的负荷；反之，混凝剂投加量过大不仅增加制水成本，还会导致出水的铝离子有超标风险。混凝剂投加量的确定目前主要有经验目测法、烧杯实验法、模拟滤池法和数学模型法等。其中，经验目测法和烧杯实验法是运用较多的2种方法。

目前，大部分传统的自来水厂对混凝剂投加的控制是采用烧杯实验法和经验目测法相结合，水厂化验室采用烧杯实验法确定了投加量与原水浊度之间的关系，并结合观察平流沉淀池矾花的密实情况，据之确定混凝剂投加量。烧杯实验法是在实验室相对理想的状态下进行的，模拟结果与实际生产存在一些差异，而生产过程中，实际混凝剂投加量与当班操作工人的经验密切相关，会出现投药量随操作工人的不同而变化的现象，继而使待滤水浊度也产生一些变化。

有鉴于此，本发明人提出以下技术方案。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种应用于自来水厂的混凝剂自动投加系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了下述技术方案：该应用于自来水厂的混凝剂自动投加系统，包括：根据水浊度、待滤水浊度和混凝剂投加量数据建立回归模型的建模系统、以所述回归模型为基础处理控制的PLC控制系统、为所述PLC控制系统提供自变量的原水监测系统、以所述PLC控制系统处理结果向所述原水监测系统提供混凝剂的混凝剂投加系统及用于检测加入所述混凝剂后待滤水做度的待滤水监测系统，所述原水监测系统一端连接接入自来水网，所述原水监测系统另一端连接所述待滤水监测系统，所述待滤水监测系统另一端接入自来水网。

进一步而言，上述技术方案中，所述原水监测系统包括有与自来水管连接的原水管道及安装于所述原水管道上的原水流量计和原水浊度仪，所述混凝剂投加系统接入所述原水监测系统的接入点位于所述原水流量计和所述原水浊度仪之后，所述原水流量计和所述原水浊度仪均与所述PLC控制系统连接。

进一步而言，上述技术方案中，所述混凝剂投加系统包括有混凝剂储药罐、连接所述混凝剂储药罐与所述原水管道的投加计量泵、安装于所述投加计量泵中出药管上的流量计和压力计及安装于所述原水管道上并位于所述接入点之后的SCD电流测试仪，所述出药管从所述接入点接入所述原水管道，所述投加计量泵、所述流量计及所述压力计均与所述PLC控制系统连接。

进一步而言，上述技术方案中，所述混凝剂储药罐上安装有用于监测所述混凝剂液位高度的液位计，所述液位计与所述PLC控制系统连接。

进一步而言，上述技术方案中，所述待滤水监测系统包括有与所述原水管道连接的网格絮凝池、与所述网格絮凝池连接的平流沉淀池、连接所述平流沉淀池并接入自来水网的待滤水出水管及安装于所述待滤水出水管上并用于实时读取待滤水浊度的待滤水浊度仪，所述待滤水浊度仪与所述PLC控制系统连接。

进一步而言，上述技术方案中，所述原水管道上还安装有管道静态混合器，所述静态混合器位于所述出药管接入点与所述SCD电流测试仪之间。

采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比较具有如下有益效果：

1、本实用新型中通过建模系统建立数学模型，并根据数学模型编制PLC控制系统程序，由PLC控制系统读取原水监测系统的数据，自动计算出混凝剂的投加量，指令混凝剂投加系统的投加计量泵向原水管道中投加相应量的混凝剂，随后由待滤水监测系统5读取待滤水浊度作为效果反馈到PLC控制系统，该混凝剂自动投加系统使用的设备多为自来水厂常规配置，基本无需另行增加，不增加自来水厂的运营成本，适合我国自来水厂的自动化系统升级改造。

2、本实用新型能根据原水和待滤水的浊度变化，实时地调整混凝剂的投加量，实现混凝剂的精准投加，有效稳定出水水质。

3、本实用新型自动化程度高，能减少工人劳动强度和人为主观判断失误，具有实际应用价值。

附图说明：

图1是本实用新型的结构示意图。

附图标记说明：

1建模系统 2 PLC控制系统 3原水监测系统

31原水管道 32原水流量计 33原水浊度仪

4混凝剂投加系统 41混凝剂储药罐 42投加计量泵

421出药管 43流量计 44压力计

45 SCD电流测试仪 46液位计 5待滤水监测系统

51网格絮凝池 52平流沉淀池 53待滤水出水管

54待滤水浊度仪 6管道静态混合器

具体实施方式：

下面结合具体实施例和附图对本实用新型进一步说明。

见图1所示，为一种应用于自来水厂的混凝剂自动投加系统，其包括：根据水浊度、待滤水浊度和混凝剂投加量数据建立回归模型的建模系统1、以所述回归模型为基础处理控制的PLC控制系统2、为所述PLC控制系统2提供自变量的原水监测系统3、以所述PLC控制系统2处理结果向所述原水监测系统3提供混凝剂的混凝剂投加系统4及用于检测加入所述混凝剂后待滤水做度的待滤水监测系统5，所述原水监测系统3一端连接接入自来水网，所述原水监测系统3另一端连接所述待滤水监测系统5，所述待滤水监测系统5另一端接入自来水网。该混凝剂自动投加系统工作时，首先由建模系统1建立数学模型，并根据数学模型编制PLC控制系统程序，通过PLC控制系统2读取原水监测系统3的数据，自动计算出混凝剂的投加量，指令混凝剂投加系统4的投加计量泵42工作，随后由待滤水监测系统5读取待滤水浊度作为效果反馈到PLC控制系统2。PLC控制系统2与原水监控系统3、混凝剂投加系统4、待滤水监控系统5的所有设备连接，实时监测各个系统的数据并可对混凝剂投加系统4进行控制。

其中，建模系统1根据收集自来水厂近一年的原水浊度、待滤水浊度和混凝剂投加量数据进行回归分析，确定数学模型的因变量和自变量，建立回归分析模型。

所述原水监测系统3包括有与自来水管连接的原水管道31及安装于所述原水管道31上的原水流量计32和原水浊度仪33，所述混凝剂投加系统4接入所述原水监测系统3的接入点位于所述原水流量计32和所述原水浊度仪33之后，所述原水流量计32和所述原水浊度仪33均与所述PLC控制系统2连接。

所述混凝剂投加系统4包括有混凝剂储药罐41、连接所述混凝剂储药罐41与所述原水管道31的投加计量泵42、安装于所述投加计量泵42中出药管421上的流量计43和压力计44及安装于所述原水管道31上并位于所述接入点之后的SCD电流测试仪45，所述出药管421从所述接入点接入所述原水管道31，所述投加计量泵42、所述流量计43及所述压力计44均与所述PLC控制系统2连接。

所述混凝剂储药罐41上安装有用于监测所述混凝剂液位高度的液位计46，所述液位计46与所述PLC控制系统2连接。由液位计46对混凝剂的液位高度进行实时监测，混凝剂储药罐41下方出药口与投加计量泵42连接，在投加计量泵42的出药管421与原水管道31连接之间安装流量计43和压力计44对混凝剂的投加量和投加压力进行实时监测；原水在进入网格絮凝池51之前，在原水管道31上安装有SCD电流测试仪45，通过SCD电流测试仪45监测混凝剂投加后水样中的流动电流情况，实时反馈投加计量泵42和投加管路是否正常。

所述待滤水监测系统5包括有与所述原水管道31连接的网格絮凝池51、与所述网格絮凝池51连接的平流沉淀池52、连接所述平流沉淀池52并接入自来水网的待滤水出水管53及安装于所述待滤水出水管53上并用于实时读取待滤水浊度的待滤水浊度仪54，所述待滤水浊度仪53与所述PLC控制系统2连接。待滤水浊度仪54安装在平流沉淀池52的待滤水出水管53上，实时读取待滤水浊度作为效果反馈。

所述原水管道31上还安装有管道静态混合器6，所述静态混合器6位于所述出药管421接入点与所述SCD电流测试仪45之间。在向原水管道31投加混凝剂后，由管道静态混合器6将原水和混凝剂混合，再进入网格絮凝池51和平流沉淀池52处理，然后汇集到待滤水出水管53接入自来水网。

综上所述，本实用新型在使用过程中，首先通过建模系统1收集自来水厂近一年的原水浊度、待滤水浊度和混凝剂投加量数据进行回归分析，确定数学模型的因变量和自变量，建立回归分析模型。模型适用的原水浊度范围根据统计数据来确定。

下一步，设定一个待滤水的目标值，并将该目标值输入数学模型，根据数学模型编制PLC控制系统程序，通过PLC控制系统2读取由原水监测系统3提供的原水浊度和流量数据，并自动计算出混凝剂的投加量，指令混凝剂投加系统4的投加计量泵42工作，由投加计量泵42向原水管道31中投加相应量的混凝剂。在投加计量泵42的出药管421与原水管道31连接之间安装有流量计43和压力计44对混凝剂的投加量和投加压力进行实时监测。

下一步，原水投加了混凝剂后进入管道静态混合器6中进行混合，在进入网格絮凝池51之前，在原水管道上安装有SCD电流测试仪45，通过SCD电流测试仪45监测混凝剂投加后水样中的流动电流情况，反馈投加计量泵42和投加管路是否正常。

下一步，由待滤水监测系统5读取待滤水浊度作为效果反馈，反馈给PLC控制系统2，PLC控制系统2根据待滤水浊度及时调整混凝剂投加量。如果待滤水浊度小于或等于设定的目标值，说明系统运行正常，如果待滤水浊度大于设定的目标值，说明系统运行有偏差，可通过PLC控制系统2进行调整。该系统设备简单、自动化程度高、节省人工成本，能根据水质的实时变化，自动调整混凝剂投加量。

为了更加准确地控制混凝剂投加，减少工人劳动强度与稳定出水水质，通过对来自生产实际的大量数据进行处理和分析，建立混凝剂投加量数学模型，结合自动投加PLC控制系统2，实现混凝剂的自动投加，为水厂将要实施的优化运行提供了崭新的思路。

当然，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并非来限制本实用新型实施范围，凡依本实用新型申请专利范围所述构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本实用新型申请专利范围内。

Claims (6)

1.一种应用于自来水厂的混凝剂自动投加系统，其特征在于，包括：建模系统(1)、PLC控制系统(2)、为所述PLC控制系统(2)提供自变量的原水监测系统(3)、以所述PLC控制系统(2)处理结果向所述原水监测系统(3)提供混凝剂的混凝剂投加系统(4)及用于检测加入所述混凝剂后待滤水做度的待滤水监测系统(5)，所述原水监测系统(3)一端连接接入自来水网，所述原水监测系统(3)另一端连接所述待滤水监测系统(5)，所述待滤水监测系统(5)另一端接入自来水网。

2.根据权利要求1所述的一种应用于自来水厂的混凝剂自动投加系统，其特征在于：所述原水监测系统(3)包括有与自来水管连接的原水管道(31)及安装于所述原水管道(31)上的原水流量计(32)和原水浊度仪(33)，所述混凝剂投加系统(4)接入所述原水监测系统(3)的接入点位于所述原水流量计(32)和所述原水浊度仪(33)之后，所述原水流量计(32)和所述原水浊度仪(33)均与所述PLC控制系统(2)连接。

3.根据权利要求2所述的一种应用于自来水厂的混凝剂自动投加系统，其特征在于：所述混凝剂投加系统(4)包括有混凝剂储药罐(41)、连接所述混凝剂储药罐(41)与所述原水管道(31)的投加计量泵(42)、安装于所述投加计量泵(42)中出药管(421)上的流量计(43)和压力计(44)及安装于所述原水管道(31)上并位于所述接入点之后的SCD电流测试仪(45)，所述出药管(421)从所述接入点接入所述原水管道(31)，所述投加计量泵(42)、所述流量计(43)及所述压力计(44)均与所述PLC控制系统(2)连接。

4.根据权利要求3所述的一种应用于自来水厂的混凝剂自动投加系统，其特征在于：所述混凝剂储药罐(41)上安装有用于监测所述混凝剂液位高度的液位计(46)，所述液位计(46)与所述PLC控制系统(2)连接。

5.根据权利要求3所述的一种应用于自来水厂的混凝剂自动投加系统，其特征在于：所述待滤水监测系统(5)包括有与所述原水管道(31)连接的网格絮凝池(51)、与所述网格絮凝池(51)连接的平流沉淀池(52)、连接所述平流沉淀池(52)并接入自来水网的待滤水出水管(53)及安装于所述待滤水出水管(53)上并用于实时读取待滤水浊度的待滤水浊度仪(54)，所述待滤水浊度仪(54)与所述PLC控制系统(2)连接。

6.根据权利要求3-5任意一项所述的一种应用于自来水厂的混凝剂自动投加系统，其特征在于：所述原水管道(31)上还安装有管道静态混合器(6)，所述静态混合器(6)位于所述出药管(421)接入点与所述SCD电流测试仪(45)之间。

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