文件类型：PDF/Adobe Acrobat 文件大小：字节
浅谈絮凝控制技术收稿日期:2003 - 12 - 28
作者简介:向壮丽(1968 -),女,四川南充人,张家界市
规划建筑设计院工程师,学士,主要从事给
排水工程设计.
工程环保
文章编号:1671 - 8976(2004)03 - 0040 - 03
浅谈絮凝控制技术
向壮丽
(张家界市规划建筑设计院市政设计室,湖南张家界427000)
摘 要:分析了给水处理工艺中絮凝剂和助凝剂的使用情况;对目前净化处理的重要环
节———絮凝控制技术在各水厂的不同应用措施及优缺点进行了阐述,重点介绍了在目前国内
应用较广泛的单因子控制投加技术.
关键词:絮凝剂;流动电流探测器(SCD);投药系统;絮凝控制;在线检测仪
中图分类号:TU 991122 文献标识码:B
On flocculation control technology
XIANG Zhuang2l i
Abstract:The application conditions of flocculant and coagulant aid in feed
water t reat mentprocess were analyzed ; Different application measures for floccula2
tion cont rol technology(an importantpart in t hepresent clarification t reat ment)in
various waterplant s and t he advantages and disadvantages of t he technology were
described , and t he single factor cont rolled adding technology applied extensively
and domestically was emp hatically int roduced1
Key words:flocculant ; st reaming current detector(SCD); flocculant adding
system ; flocculation cont rol ; on2line detector
在给水处理中,为去除悬浮物和胶体而投
加的主要药剂叫做絮凝剂.在絮凝剂投加控制
和絮凝剂的使用方面,我国还处于一般水平,
主要反映在絮凝剂的品种少,质量低.在国
外,特别是作为原水调质采用的助凝剂较为普
遍,我国这方面差距较大.目前,对于国外先
进的药剂自动投加和控制工艺,我国已引进和
研究,并在一些水厂得到应用.
1 絮凝剂和助凝剂的使用情况
目前,国内外大部分净水厂采用絮凝剂仍
是铝盐和铁盐较为普遍,这些都是属于无机盐
类絮凝剂.近几年来,国内外比较广泛使用的
是新型高效絮凝剂,它分两类:一类是无机高
分子絮凝剂;另一类是有机高分子絮凝剂.
无机高分子絮凝剂有:聚合氯化铝
(PAC),聚合硫酸铝(PAS),聚合硫酸铁
(PFS),聚合氯化铁(PIC)等.其中最有代表
性的是PAC和PAS ,具有对原水水质变化适应
性广,絮凝沉淀效果好,药剂成本低等特点,
我国已广泛使用PAC.
04
工程设计与建设
Engineering design and construction
第36卷 第3期
2004年5月
1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
有机高分子絮凝剂是线性高分子聚合物.
它们的分子呈链状,可以强烈地吸附水中的胶
体微粒,吸附架桥作用特别优异,链状分子上
的荷电基团又可产生电中和及压缩扩散层的作
用,因此具有优异的絮凝作用,最适应处理高
浊度水.目前使用最多的是聚丙稀酰胺类.有
机高分子絮凝剂中含有未聚合的单体,而这些
单体对人是有毒的,加之价格昂贵,故在水处
理中应慎重使用.国外对它的应用也是同硫酸
铝组合使用,常作助凝剂和助滤剂.
助凝剂本身可以起凝聚作用,也可以不起
凝聚作用,但与絮凝剂一起使用时能促进水的
絮凝过程,产生大而结实的絮体;同时可以降
低絮凝剂投加量.目前,我国采用的助凝剂主
要是无机活化硅酸,其作用是增加絮凝剂的骨
架强度,改善絮体结构.尤其是对低温低浊水
的处理较为有效,这方面我国进行了长期的研
究.还有氯等氧化剂类,其作用是采用预氯化
破坏起干扰絮凝作用的有机物,改善絮凝效
果.同时用氯将硫酸亚铁化为高价铁,提高絮
凝剂的净化效果.但对受污染的原水,易生成
以三齿甲烷为代表的齿代有机化合物,这点要
在应用中深入分析研究.
2 絮凝剂的控制投加
絮凝控制技术是净化处理的重要环节,因
此如果控制不好,既不能达到预定的水质要
求,又导致药剂的浪费.目前有很多中,小净
水厂仍沿用化验室烧杯搅拌试验确定投加率与
经验投加相结合的方式,人工操作投加.该方
法的缺点是不能满足连续运行的需要,也就不
能随水质水量的变化而及时调整投加量.同时
由于在化验室内做烧杯搅拌试验与实际生产中
的水力条件差距较大,因此提供的投加率仅能
作为实际投加的参考值,不仅不准确,还带来
检验投加效果的滞后.为了解决这些问题,有
些单位研究应用模拟滤池法控制絮凝剂的投
加,结果表明可达到自动控制投加和及时调整
药剂之目的,可以节约药剂10120 %.但由于
模拟水力条件和生产实际的差距,必须及时修
正相关关系,否则将影响投加的准确性.
在药剂自动投加控制方面国内还先后研究
与应用过建立前馈数学模型实现计算机自助控
制投加.基本控制参数有原水浊度,水温,p H
值或碱度,氨氮耗氧量,水量等6项,基本达
到根据原水水量和水质变化及时准确改变投加
量.在此基础上又发展出建立前馈与后馈数学
模型实现计算机优化自动控制系统,该方法是
在前馈数学模型的基础上,又根据沉淀池出水
与滤池出水浊度建立后馈控制的数学模型,而
建立数学模型法的关键是要建立实用可靠的数
学模型和采用多种准确可靠的连续传感器与投
加设备.由于国内连续检测仪表与投加设备质
量不过关,以及在建立数学模型方面所需原始
资料准确度的差异和内容的短缺,使该项技术
实施比较困难,不能得到广泛的应用.
目前投药控制发展趋势已由多参数控制向
单因子控制方向发展.因为单因子控制不要求
建立较复杂的数学模型,连续检测传感器单
一,管理维护方便,这一技术发展很快.
3 絮凝剂的单因子控制投加
投药单因子控制技术是以流动电流投药控
制系统和絮凝控制在线检测仪为代表.
流动电流(SCD)投药控制系统是国际上
80年代开始应用的一项新技术,它是传统技术
上的一个发展,是絮凝投药控制技术的重大突
破.该技术是依据絮凝理论而产生的.絮凝理
论认为向原水中投加絮凝剂,使水中胶体脱
稳,调节絮凝剂的投加量改变胶体的脱稳程
度,使之利于后续沉淀.而描述胶体脱稳程度
的重要指标是ζ电位,以ζ电位为因子控制絮
凝剂则成为一种根本性的控制方法.而投药后
水体剩余絮凝颗粒的流动电流与ζ电位呈线性
相关,因此测其流动电流能克服测ζ电位的困
难,并能反映水体中胶体的脱稳程度.据资料
显示,原水浊度在105000N TU变化,水量变
化范围10 %～100 % ,应用该技术收到良好的
絮凝效果,平均节约药剂15130 % ,流动电流
探测器(SCD)的使用方法是按生产要求的沉
142004年5月向壮丽 浅谈絮凝控制技术
1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
淀水浊度确定一个流动电流值,称为控制系统
给定值,计算机控制中心将流动电流的实测值
与给定值比较,据此调整投药装置的运行工
况,从而改变絮凝剂的投量,最终取得具有理
想沉淀池后浊度的水.但该仪器在取样系统的
可靠性上存在一定问题,主要是由于取样管堵
塞造成的;此外需要定期检查与调整SCD控制
给定值,使之始终处于最佳状态.该方法对于
采用有机阴离子高分子絮凝剂时是不适用的.
流动电流给定值体现了影响絮凝的主要因
素,其它水质,水量,药剂,效能等因素的变
化都可反应在流动电流单一因子的变化上,从
而实现了絮凝投药的单因子自动控制.它不仅
解决了水厂投药自动控制问题,而且对提高水
厂的社会效益起到主要作用.
絮凝控制在线检测仪(F IOC mate探测器)
是根据水中流动悬浮胶体产生的浊度波动,极
灵敏的显示絮体形成状态,可在实验室或现场
条件下确定最佳投药量.该方法认为絮凝剂投
入水中后水解生成的氢氧化物沉速至最大时,
投药量为最佳.投药后氢氧化物产生时,初始
浊度会升高,但随着絮凝体的形成浊度又下
降,初始浊度为最大值时投药量可认为是絮凝
最佳投药量,因此该仪器把光学方法和微讯息
处理计结合使用,连续测定加药后水中絮体的
实际情况,同时直接调节絮凝剂的投量和调整
p H值,从而获得最佳絮凝效果.该仪器还特
别适合于投药闭路控制系统,根据检测器输出
的信号,利用微机内的优选公式,逐步调整絮
凝剂投加量,直到最佳值为止.正确选择絮凝
剂投加量和p H值,将大幅度节省药剂用量,
提高出厂水水质,有良好的社会效益和经济效
益.
4 结 语
絮凝控制技术有非常广阔的发展前景,因
为它直接影响到水处理工艺,是一个重要的技
术环节.因此,对先进的絮凝控制技术进行积
极引进消化,并根据实际情况研究可靠的控制
方法,对缩小我国在絮凝控制方面与国外先进
水平的差距是非常必要的.□
参考文献:
[ 1 ] 汪光焘1城市供水行业2000年技术进步发展规划[ M ]1
北京:中国建筑工业出版社,19911
[ 2 ] 陈培康,裘本昌1给水净化新技术[ M ]1北京:学术出版
社,19901
(上接第39页)
入风流中的大部分水气;冬季则不必.
314 加强管理与研究
对于暂时不能开发利用的地下工程,应加
强维护管理,防止承重结构的损坏和塌陷.
采用国防,铁道,采矿工程中的先进技术和
装备,应用岩土力学的理论指导,加强地下工程
的建设.
总之,人类为了持续发展,减少资源的消
耗,地下建筑的开发和应用在不久的将来会有
较大的发展.作为公共资源,有关部门应当把
地下开发的管理尽早抓起来,尽快制定相关法
规,避免后患.当然,目前经济上和其它方面还
难于承受地下开发的重负,因而,挤占耕地,压
缩绿化面积,抢占上部空间的现象仍在持续.
对于我们这个人口众多的大国,这是不利的.
现在,曾经花费大量人力,物力建成的一批防空
洞工程已部分得到开发且收到一定效果,如果
我们继续开发防空洞工程,并适当加以改进,使
之更加实用,即可举达到消除隐患,得到实利的
目的.□
参考文献:
[ 1 ] 中山大学,兰州大学,西北大学1气象学与气候学[ M ]1
高等教育出版社:北京11979148 - 521
[ 2 ] 谭天恩,麦本熙,丁惠华1化工原理(下)[ M ]1北京:化学
工业出版社,199212221
[ 3 ] 丁 斯托克斯1矿业与环境保护[ M ]1北京:中国建筑工
业出版社,19821287 - 2881
24工程设计与建设第36卷 第3期
1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
作者简介:向壮丽(1968 -),女,四川南充人,张家界市
规划建筑设计院工程师,学士,主要从事给
排水工程设计.
工程环保
文章编号:1671 - 8976(2004)03 - 0040 - 03
浅谈絮凝控制技术
向壮丽
(张家界市规划建筑设计院市政设计室,湖南张家界427000)
摘 要:分析了给水处理工艺中絮凝剂和助凝剂的使用情况;对目前净化处理的重要环
节———絮凝控制技术在各水厂的不同应用措施及优缺点进行了阐述,重点介绍了在目前国内
应用较广泛的单因子控制投加技术.
关键词:絮凝剂;流动电流探测器(SCD);投药系统;絮凝控制;在线检测仪
中图分类号:TU 991122 文献标识码:B
On flocculation control technology
XIANG Zhuang2l i
Abstract:The application conditions of flocculant and coagulant aid in feed
water t reat mentprocess were analyzed ; Different application measures for floccula2
tion cont rol technology(an importantpart in t hepresent clarification t reat ment)in
various waterplant s and t he advantages and disadvantages of t he technology were
described , and t he single factor cont rolled adding technology applied extensively
and domestically was emp hatically int roduced1
Key words:flocculant ; st reaming current detector(SCD); flocculant adding
system ; flocculation cont rol ; on2line detector
在给水处理中,为去除悬浮物和胶体而投
加的主要药剂叫做絮凝剂.在絮凝剂投加控制
和絮凝剂的使用方面,我国还处于一般水平,
主要反映在絮凝剂的品种少,质量低.在国
外,特别是作为原水调质采用的助凝剂较为普
遍,我国这方面差距较大.目前,对于国外先
进的药剂自动投加和控制工艺,我国已引进和
研究,并在一些水厂得到应用.
1 絮凝剂和助凝剂的使用情况
目前,国内外大部分净水厂采用絮凝剂仍
是铝盐和铁盐较为普遍,这些都是属于无机盐
类絮凝剂.近几年来,国内外比较广泛使用的
是新型高效絮凝剂,它分两类:一类是无机高
分子絮凝剂;另一类是有机高分子絮凝剂.
无机高分子絮凝剂有:聚合氯化铝
(PAC),聚合硫酸铝(PAS),聚合硫酸铁
(PFS),聚合氯化铁(PIC)等.其中最有代表
性的是PAC和PAS ,具有对原水水质变化适应
性广,絮凝沉淀效果好,药剂成本低等特点,
我国已广泛使用PAC.
04
工程设计与建设
Engineering design and construction
第36卷 第3期
2004年5月
1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
有机高分子絮凝剂是线性高分子聚合物.
它们的分子呈链状,可以强烈地吸附水中的胶
体微粒,吸附架桥作用特别优异,链状分子上
的荷电基团又可产生电中和及压缩扩散层的作
用,因此具有优异的絮凝作用,最适应处理高
浊度水.目前使用最多的是聚丙稀酰胺类.有
机高分子絮凝剂中含有未聚合的单体,而这些
单体对人是有毒的,加之价格昂贵,故在水处
理中应慎重使用.国外对它的应用也是同硫酸
铝组合使用,常作助凝剂和助滤剂.
助凝剂本身可以起凝聚作用,也可以不起
凝聚作用,但与絮凝剂一起使用时能促进水的
絮凝过程,产生大而结实的絮体;同时可以降
低絮凝剂投加量.目前,我国采用的助凝剂主
要是无机活化硅酸,其作用是增加絮凝剂的骨
架强度,改善絮体结构.尤其是对低温低浊水
的处理较为有效,这方面我国进行了长期的研
究.还有氯等氧化剂类,其作用是采用预氯化
破坏起干扰絮凝作用的有机物,改善絮凝效
果.同时用氯将硫酸亚铁化为高价铁,提高絮
凝剂的净化效果.但对受污染的原水,易生成
以三齿甲烷为代表的齿代有机化合物,这点要
在应用中深入分析研究.
2 絮凝剂的控制投加
絮凝控制技术是净化处理的重要环节,因
此如果控制不好,既不能达到预定的水质要
求,又导致药剂的浪费.目前有很多中,小净
水厂仍沿用化验室烧杯搅拌试验确定投加率与
经验投加相结合的方式,人工操作投加.该方
法的缺点是不能满足连续运行的需要,也就不
能随水质水量的变化而及时调整投加量.同时
由于在化验室内做烧杯搅拌试验与实际生产中
的水力条件差距较大,因此提供的投加率仅能
作为实际投加的参考值,不仅不准确,还带来
检验投加效果的滞后.为了解决这些问题,有
些单位研究应用模拟滤池法控制絮凝剂的投
加,结果表明可达到自动控制投加和及时调整
药剂之目的,可以节约药剂10120 %.但由于
模拟水力条件和生产实际的差距,必须及时修
正相关关系,否则将影响投加的准确性.
在药剂自动投加控制方面国内还先后研究
与应用过建立前馈数学模型实现计算机自助控
制投加.基本控制参数有原水浊度,水温,p H
值或碱度,氨氮耗氧量,水量等6项,基本达
到根据原水水量和水质变化及时准确改变投加
量.在此基础上又发展出建立前馈与后馈数学
模型实现计算机优化自动控制系统,该方法是
在前馈数学模型的基础上,又根据沉淀池出水
与滤池出水浊度建立后馈控制的数学模型,而
建立数学模型法的关键是要建立实用可靠的数
学模型和采用多种准确可靠的连续传感器与投
加设备.由于国内连续检测仪表与投加设备质
量不过关,以及在建立数学模型方面所需原始
资料准确度的差异和内容的短缺,使该项技术
实施比较困难,不能得到广泛的应用.
目前投药控制发展趋势已由多参数控制向
单因子控制方向发展.因为单因子控制不要求
建立较复杂的数学模型,连续检测传感器单
一,管理维护方便,这一技术发展很快.
3 絮凝剂的单因子控制投加
投药单因子控制技术是以流动电流投药控
制系统和絮凝控制在线检测仪为代表.
流动电流(SCD)投药控制系统是国际上
80年代开始应用的一项新技术,它是传统技术
上的一个发展,是絮凝投药控制技术的重大突
破.该技术是依据絮凝理论而产生的.絮凝理
论认为向原水中投加絮凝剂,使水中胶体脱
稳,调节絮凝剂的投加量改变胶体的脱稳程
度,使之利于后续沉淀.而描述胶体脱稳程度
的重要指标是ζ电位,以ζ电位为因子控制絮
凝剂则成为一种根本性的控制方法.而投药后
水体剩余絮凝颗粒的流动电流与ζ电位呈线性
相关,因此测其流动电流能克服测ζ电位的困
难,并能反映水体中胶体的脱稳程度.据资料
显示,原水浊度在105000N TU变化,水量变
化范围10 %～100 % ,应用该技术收到良好的
絮凝效果,平均节约药剂15130 % ,流动电流
探测器(SCD)的使用方法是按生产要求的沉
142004年5月向壮丽 浅谈絮凝控制技术
1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
淀水浊度确定一个流动电流值,称为控制系统
给定值,计算机控制中心将流动电流的实测值
与给定值比较,据此调整投药装置的运行工
况,从而改变絮凝剂的投量,最终取得具有理
想沉淀池后浊度的水.但该仪器在取样系统的
可靠性上存在一定问题,主要是由于取样管堵
塞造成的;此外需要定期检查与调整SCD控制
给定值,使之始终处于最佳状态.该方法对于
采用有机阴离子高分子絮凝剂时是不适用的.
流动电流给定值体现了影响絮凝的主要因
素,其它水质,水量,药剂,效能等因素的变
化都可反应在流动电流单一因子的变化上,从
而实现了絮凝投药的单因子自动控制.它不仅
解决了水厂投药自动控制问题,而且对提高水
厂的社会效益起到主要作用.
絮凝控制在线检测仪(F IOC mate探测器)
是根据水中流动悬浮胶体产生的浊度波动,极
灵敏的显示絮体形成状态,可在实验室或现场
条件下确定最佳投药量.该方法认为絮凝剂投
入水中后水解生成的氢氧化物沉速至最大时,
投药量为最佳.投药后氢氧化物产生时,初始
浊度会升高,但随着絮凝体的形成浊度又下
降,初始浊度为最大值时投药量可认为是絮凝
最佳投药量,因此该仪器把光学方法和微讯息
处理计结合使用,连续测定加药后水中絮体的
实际情况,同时直接调节絮凝剂的投量和调整
p H值,从而获得最佳絮凝效果.该仪器还特
别适合于投药闭路控制系统,根据检测器输出
的信号,利用微机内的优选公式,逐步调整絮
凝剂投加量,直到最佳值为止.正确选择絮凝
剂投加量和p H值,将大幅度节省药剂用量,
提高出厂水水质,有良好的社会效益和经济效
益.
4 结 语
絮凝控制技术有非常广阔的发展前景,因
为它直接影响到水处理工艺,是一个重要的技
术环节.因此,对先进的絮凝控制技术进行积
极引进消化,并根据实际情况研究可靠的控制
方法,对缩小我国在絮凝控制方面与国外先进
水平的差距是非常必要的.□
参考文献:
[ 1 ] 汪光焘1城市供水行业2000年技术进步发展规划[ M ]1
北京:中国建筑工业出版社,19911
[ 2 ] 陈培康,裘本昌1给水净化新技术[ M ]1北京:学术出版
社,19901
(上接第39页)
入风流中的大部分水气;冬季则不必.
314 加强管理与研究
对于暂时不能开发利用的地下工程,应加
强维护管理,防止承重结构的损坏和塌陷.
采用国防,铁道,采矿工程中的先进技术和
装备,应用岩土力学的理论指导,加强地下工程
的建设.
总之,人类为了持续发展,减少资源的消
耗,地下建筑的开发和应用在不久的将来会有
较大的发展.作为公共资源,有关部门应当把
地下开发的管理尽早抓起来,尽快制定相关法
规,避免后患.当然,目前经济上和其它方面还
难于承受地下开发的重负,因而,挤占耕地,压
缩绿化面积,抢占上部空间的现象仍在持续.
对于我们这个人口众多的大国,这是不利的.
现在,曾经花费大量人力,物力建成的一批防空
洞工程已部分得到开发且收到一定效果,如果
我们继续开发防空洞工程,并适当加以改进,使
之更加实用,即可举达到消除隐患,得到实利的
目的.□
参考文献:
[ 1 ] 中山大学,兰州大学,西北大学1气象学与气候学[ M ]1
高等教育出版社:北京11979148 - 521
[ 2 ] 谭天恩,麦本熙,丁惠华1化工原理(下)[ M ]1北京:化学
工业出版社,199212221
[ 3 ] 丁 斯托克斯1矿业与环境保护[ M ]1北京:中国建筑工
业出版社,19821287 - 2881
24工程设计与建设第36卷 第3期
1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
·上一篇：浅谈中职汽修专业建设中存在的问题和解决措施
·下一篇：开发现状与市场前景浅谈海南本地旅游特色温泉