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        新型自動(dòng)除磷加藥系統(tǒng)在污水廠的應(yīng)用

        2020-02-04 07:44:05曹治城
        現(xiàn)代鹽化工 2020年4期
        關(guān)鍵詞:堵塞

        曹治城

        摘 要:聚合硫酸鐵在管道中的結(jié)晶和黏結(jié)等問(wèn)題,易造成管道堵塞,但投加量會(huì)直接影響水處理的除磷效果,因?yàn)槿斯ね都訜o(wú)法根據(jù)水質(zhì),水量對(duì)聚合硫酸鐵投加量做實(shí)時(shí)調(diào)節(jié),不能達(dá)到理想的除磷效果。因此,結(jié)合污水廠的實(shí)際加藥情況,研制出一套既可解決管道堵塞亦可實(shí)現(xiàn)聚合硫酸鐵的精確自動(dòng)投加的系統(tǒng)方案,達(dá)到良好的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。

        關(guān)鍵詞:聚合硫酸鐵;堵塞;自動(dòng);除磷

        常規(guī)的污水處理廠除磷加藥主要是在加藥間將聚合硫酸鐵稀釋后,使用計(jì)量泵通過(guò)管道加入到生物池末端,經(jīng)化學(xué)沉淀和絮凝后達(dá)到除磷的目的。但管路太長(zhǎng),容易堵塞、加藥滯后且加藥量盲目、不經(jīng)濟(jì)、不科學(xué)[1-3]。下面對(duì)傳統(tǒng)方式進(jìn)行改進(jìn),以解決管路堵塞,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)投加的目的。

        自動(dòng)除磷加藥系統(tǒng)原理如圖1所示。

        本系統(tǒng)大致流程為:將藥物輸送到儲(chǔ)存藥物池,再通過(guò)加藥裝置使用可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller,PLC)自動(dòng)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)目的。

        1 藥物輸送

        為避免加藥管路過(guò)長(zhǎng),將原藥池建于生物池出水口末端,直接對(duì)污水進(jìn)行原藥計(jì)算后投加。使用增壓泵將原始藥劑打入藥池。由于聚合硫酸鐵具有較強(qiáng)的腐蝕性,加藥管道、泵、閥門等內(nèi)襯需采用耐酸材質(zhì),如超高分子質(zhì)量聚乙烯管(UHMW-PE)或其他耐酸性質(zhì)較好的材質(zhì)。

        為了防止原液在管道中結(jié)晶,形成堵塞,本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了反沖洗裝置。每次輸送藥液后立即使用中水對(duì)管道進(jìn)行反沖。為了避免原液的浪費(fèi),反沖系統(tǒng)排出的原液及沖洗水仍排入藥池,這樣可能會(huì)造成原液的稀釋,但通過(guò)計(jì)算可以得到?jīng)_洗水的水量,且每次輸送原液僅會(huì)造成最先輸送原液和最后輸送原液的藥池原液稀釋,對(duì)整體系統(tǒng)不會(huì)造成較大影響。原理如圖2所示。

        在藥池處于高液位不需要補(bǔ)充藥液時(shí),所有的閥門都會(huì)關(guān)閉。輸送原液至藥池時(shí),打開閥門VJ,再打開閥門V,直至藥池浮球高位LH動(dòng)作或原藥劑靶式流量開關(guān)檢測(cè)到無(wú)藥后動(dòng)作,再關(guān)閉VJ,開啟VF沖洗管道。雖然在反沖洗管道過(guò)程中,用于清洗的中水會(huì)流進(jìn)藥池,但由PLC嚴(yán)格控制反沖時(shí)間,藥液的稀釋度對(duì)精確投加的影響可忽略不計(jì)。

        2 儲(chǔ)存藥物池

        藥物池采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),由于聚合硫酸鐵具有酸性,對(duì)藥物池壁面有較強(qiáng)的侵蝕作用,擬采用玻璃鋼作為防腐防滲的內(nèi)襯。襯里分為3個(gè)結(jié)構(gòu)層,第一層為界面層。界面層由界面樹脂(通常為環(huán)氧樹脂或環(huán)氧酚醛樹脂)組成,其作用是將玻璃鋼層整體粘結(jié)到藥品儲(chǔ)罐的內(nèi)表面,防止介質(zhì)的玻璃纖維增強(qiáng),塑料層進(jìn)一步滲入藥品儲(chǔ)罐的表面。第二層是玻纖層,主要材料為樹脂。其作用是賦予整個(gè)內(nèi)膽以較高的機(jī)械強(qiáng)度,緩沖內(nèi)膽表面與池體表面之間的沖擊作用。第三層是表層,表層一般由平紋玻璃布或表面氈浸漬基體樹脂組成,通過(guò)形成富樹脂層起到防腐、防滲作用。

        3 加藥裝置

        為了降低能源較少的機(jī)械設(shè)備使用率,本系統(tǒng)利用虹吸原理進(jìn)行加藥。經(jīng)過(guò)計(jì)算,當(dāng)加藥管進(jìn)出口高差在80 cm時(shí),采用一根DN25的加藥管進(jìn)行投加,即可滿足虹吸投加需要。

        在加藥管上安裝一個(gè)VF比例調(diào)節(jié)型球閥來(lái)調(diào)節(jié)投加量。在投加過(guò)程中,隨著球閥的調(diào)節(jié),藥液的流速發(fā)生變化。在流速較小時(shí),藥液可能發(fā)生結(jié)晶,粘附管壁,進(jìn)而堵塞管道。為了防止加藥管道被堵塞,加入反沖洗系統(tǒng),由PLC程序控制,定時(shí)進(jìn)行沖洗或根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行沖洗。

        加藥裝置如圖3所示。

        4 PLC自動(dòng)控制

        增設(shè)1套PLC自動(dòng)控制系統(tǒng),控制注藥過(guò)程及投加過(guò)程,最主要的是通過(guò)投加量的精確計(jì)算來(lái)調(diào)節(jié)出藥管中的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開度,以實(shí)現(xiàn)精確加藥。

        根據(jù)多次實(shí)驗(yàn)測(cè)試發(fā)現(xiàn)加藥量與磷去除量有以下關(guān)系:Y=A+BX(A和B暫時(shí)未知。X是在線磷酸鹽測(cè)量?jī)x上的當(dāng)前值減去達(dá)標(biāo)值,Y是通過(guò)計(jì)算后得到的除磷劑需求量。即:

        在數(shù)據(jù)庫(kù)中找出30個(gè)磷含量和聚合硫酸鐵的投加值,計(jì)算得出A和B的初始值。在后續(xù)的自動(dòng)給藥系統(tǒng)中,可以手動(dòng)調(diào)節(jié)聚合硫酸鐵的劑量,并記錄歷史給藥數(shù)據(jù)。隨著數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的增加,可以自動(dòng)更改相應(yīng)的A和B值,以達(dá)到預(yù)期的效果。

        PLC控制單元主要采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)加藥控制系統(tǒng),利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)特性實(shí)現(xiàn)加藥控制。系統(tǒng)工作原理如圖4所示。

        5 結(jié)語(yǔ)

        通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)除磷加藥系統(tǒng)的改進(jìn),避免了因加藥管路太長(zhǎng)而導(dǎo)致的管路易堵塞、加藥滯后等問(wèn)題,同時(shí),實(shí)現(xiàn)了除磷劑的精確自動(dòng)投加,在達(dá)到節(jié)能減排目的的同時(shí),還具有良好的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。

        [參考文獻(xiàn)]

        [1] 顏智慧.除磷加藥自動(dòng)控制技術(shù)在污水處理廠的應(yīng)用分析[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊,2019,27(11):104-105.

        [2] 楊超,杭俊亮,祝磊,等.污水處理除磷加藥智能化控制系統(tǒng)的研究[J].海峽科技與產(chǎn)業(yè),2017(12):120-122.

        [3]沈敏,施漢昌.污水處理廠除磷加藥控制系統(tǒng)及其應(yīng)用[J].海峽科技與產(chǎn)業(yè),2017(6):166-167.

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