行業(yè)資訊
中鐵城際絮凝劑智能投加系統(tǒng)如何降低藥耗?前饋+反饋控制模型解析
一、系統(tǒng)組成
中鐵城際絮凝劑自動加藥系統(tǒng)是現(xiàn)代化水廠凈水工藝的核心環(huán)節(jié),通常由以下部分構(gòu)成:
藥劑儲存與制備
溶藥罐:用于溶解固體絮凝劑(如聚合氯化鋁PAC、硫酸鋁等),通過攪拌裝置實(shí)現(xiàn)均勻配比。儲藥罐:儲存已配制好的藥液,配備液位傳感器監(jiān)測液位。計(jì)量泵:根據(jù)控制信號精確調(diào)節(jié)藥液投加量,支持變頻或沖程調(diào)節(jié),確保投加精度。
水質(zhì)監(jiān)測與數(shù)據(jù)采集
在線儀表:包括濁度傳感器、流量計(jì)、pH計(jì)等,實(shí)時監(jiān)測原水水質(zhì)參數(shù)(如濁度、流量、溫度)。數(shù)據(jù)傳輸模塊:將水質(zhì)數(shù)據(jù)上傳至控制系統(tǒng),支持有線(RS485、以太網(wǎng))或無線(NB-IoT、LoRa)傳輸。
智能控制系統(tǒng)
PLC/SCADA系統(tǒng):接收傳感器數(shù)據(jù),通過預(yù)設(shè)算法(如前饋+反饋模型)動態(tài)計(jì)算絮凝劑需求量。人機(jī)交互界面:顯示實(shí)時數(shù)據(jù)、歷史趨勢及報(bào)警信息,支持遠(yuǎn)程參數(shù)調(diào)整。
執(zhí)行機(jī)構(gòu)
計(jì)量泵、電動閥門等設(shè)備,根據(jù)控制指令自動調(diào)節(jié)投加量。
二、工作原理
數(shù)據(jù)采集與分析
高濁度場景:原水濁度升高時,系統(tǒng)自動增加絮凝劑投加量,確保絮凝效果。流量波動:根據(jù)進(jìn)水流量的變化比例調(diào)節(jié)投加量,維持藥劑與原水的最佳配比。實(shí)時監(jiān)測原水濁度、流量、pH值等參數(shù),例如:
智能投加控制
前饋控制:基于進(jìn)水流量、濁度等參數(shù)預(yù)測藥劑需求,提前調(diào)整投加量。反饋控制:結(jié)合沉淀池出水濁度或?yàn)V池水頭損失等指標(biāo),實(shí)時修正投加量,形成閉環(huán)控制。
精準(zhǔn)投加執(zhí)行
計(jì)量泵根據(jù)控制信號調(diào)節(jié)頻率或沖程,將絮凝劑精準(zhǔn)投加至混合池或絮凝池,確保藥劑與原水充分混合。
三、技術(shù)優(yōu)勢
精準(zhǔn)控制
通過PID算法和機(jī)器學(xué)習(xí)模型優(yōu)化投加量,避免過量或不足,節(jié)省藥劑成本(如PAC投加誤差可控制在±1%以內(nèi))。
高效節(jié)能
自動化控制減少人工干預(yù),降低勞動強(qiáng)度;精準(zhǔn)投加減少藥劑浪費(fèi),延長濾池反沖洗周期。
穩(wěn)定達(dá)標(biāo)
絮凝效果實(shí)時監(jiān)控,確保出水濁度穩(wěn)定低于0.5 NTU,滿足《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5749-2022)要求。
遠(yuǎn)程與智能管理
支持物聯(lián)網(wǎng)(IoT)平臺遠(yuǎn)程監(jiān)控,實(shí)時數(shù)據(jù)上云,故障自動報(bào)警(如儲藥罐液位過低、計(jì)量泵故障)。
四、應(yīng)用場景
常規(guī)凈水工藝
用于地表水廠混凝沉淀階段,配合網(wǎng)格/折板絮凝池,提升絮體形成效率。
應(yīng)急處理
在原水突發(fā)污染(如藻類爆發(fā)、重金屬超標(biāo))時,聯(lián)動高錳酸鉀、粉末活性炭投加系統(tǒng),增強(qiáng)應(yīng)急處理能力。
特殊水質(zhì)適應(yīng)性
針對低溫低濁水,通過調(diào)整絮凝劑類型(如選用低溫適應(yīng)型PAC)和投加策略,保障處理效果。
五、典型案例
某自來水有限公司
采用智能加藥系統(tǒng),結(jié)合余鋁在線監(jiān)測儀,動態(tài)調(diào)節(jié)PAC投加量,鋁殘留量穩(wěn)定控制在0.05 mg/L以下。
某供水廠
集成CHEMBoard智能加藥平臺,通過濁度、流量雙因子控制,實(shí)現(xiàn)絮凝劑投加量降低25%,年節(jié)約藥耗超百萬元。
城西水廠
應(yīng)用全自動絮凝劑投加系統(tǒng),結(jié)合V型濾池反沖洗數(shù)據(jù)反饋,濾池出水濁度穩(wěn)定≤0.1 NTU。
六、未來發(fā)展趨勢
AI驅(qū)動優(yōu)化:利用深度學(xué)習(xí)算法預(yù)測水質(zhì)變化趨勢,提前調(diào)整投加策略。綠色藥劑研發(fā):推廣低磷、可生物降解的環(huán)保型絮凝劑(如聚硅酸鐵)。模塊化設(shè)計(jì):采用撬裝式一體化設(shè)備,簡化安裝與運(yùn)維流程。
通過自動化與智能化技術(shù)的深度融合,絮凝劑加藥系統(tǒng)已成為水廠實(shí)現(xiàn)高效、低碳運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù),為水質(zhì)安全提供堅(jiān)實(shí)保障。
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