在线流动电流仪的测量原理及应用

                                                                在线流动电流仪的测量原理及应用

水是生命之源，是人类生活不可缺少的重要资源，随人们生活水平的不断提高，对饮用水水质标准也越来越重视。尤其是城建部要求实施的《城市供水水质标准》中各项指标的**提高，浑浊度控制在1NTU以下，因此对以地表水为水源的水处理中，投加絮凝剂是极其重要的一个环节，而如何实现这一环节的自动控制，值得我们关注和探讨。

在水处理单元环节的自动控制方面，混凝投药是*困难的环节，因为它涉及的是一个复杂的物理化学过程，但由于混凝在水处理工艺中的重要地位，混凝投药也是*为人们关注的环节。

我国在混凝投药控制技术方面，经历了从无到有的发展历程主要是以下几种方法：

传统上采用的方法有：

• 经验法。操作人员根据工作经验、或者观察絮凝池矾花生成情况，决定投药量。
• 有的水厂根据试验或生产统计经验，制成浊度-矾耗对照表，作为决定投药量的依据。事实上，这是以原水浊度为控制参数的一种控制方法。
• 烧杯试验法。在70-80年代以后，越来越多的水厂采用烧杯试验作为确定投药量的参考方法。烧杯试验每天或每周进行一次。由于间隔时间长，而且许多水厂烧杯试验结果与水厂实际有一定的出入，因此多数水厂只是将烧杯试验结果作为参考。这里存在的一个问题是，烧杯试验条件不应是千篇一律的，每个水厂应该研究与该厂水处理工艺有相似性的特定烧杯试验条件。

上述各种方法都属于人工控制方法，都难以追随水质水量等因素的变化，对投药量进行及时准确的调节。投药的准确性不仅取决于操作人员的技术与经验，而且和操作人员的责任心有很大关系，工人的劳动强度也较大。由于投药控制技术落后，严重影响了水处理的质量，也造成药剂的较大浪费。

长期以来，许多研究者对混凝投药控制技术进行了广泛的研究，尝试了多种方法，较为典型的包括下述几种。

1. 数学模型法 建立一个描述投药量的数学模型，作为投药控制的依据。 但由于混凝的影响因素众多，准确建模困难；建立数学模型，需要长期大量的准确数据统计；涉及仪器仪表多，投资大，维护要求高；模型灵活性差，难以适应混凝剂品种改变、控制目标调整等变化，因此数学模型法未能推广

     2.模拟滤池（沉淀池）法 这是研究较多的另一种方法。利用一个小的模型滤池或沉淀池，使水处理生产系统中得到初步絮凝的水流过该模型，计算机控制系统以该模型的出水浊度来评价投药量是否合理，并作为调节投药量的依据。这种方法的控制过程有10-20min的时间滞后（水样流经模型的时间），在原水水质变化急剧的水厂不能适用。方法的准确性也较差，因为其依据是模型与原型（生产系统）的相似性，然而保证其相似是困难的。例如在原水浊度较高时，仅以一个小滤池模拟水处理全系统工况是不**的。这些不足也限制了该方法的普遍应用。

    3.胶体电荷法 由混凝理论知道，常规混凝过程就是水中胶体杂质电荷特性改变的过程，通过测定胶体电荷来控制投药量是混凝控制的根本性方法。但由于不能实现在线检测而无法成为混凝自动控制技术。

    4.流动电流法 流动电流投药控制技术，其关键是通过测量流动电流，实现了对水中胶体电荷的在线连续检测。以流动电流为单一因子进行絮凝剂投加控制，是投药技术上的一项重要突破，流动电流检测仪实时测定连续清水或废水水样中，两个电极间产生的电流。电极被吸附于检测室壁上的胶体颗粒水力剪切而电离的自由带电离子所充电。 电机驱动柱塞在探头壳体中做往复运动，产生剪切作用，推动离子并带动离子通过电极，从而形成交替的流动电流，此电流与水中带电的状态成比例，带电状态，或净带电密度，依赖于混凝后水中多余的正负离子数。

测量原理

水样以1 加仑/分钟的流速连续不断进入传感器，电动机驱动活塞在传感器缸体中做往复运动，保持水样连续流通，同时产生剪切作用，使围绕水中胶体颗粒的带电离子成为自由带电离子，这些带电离子的移动给缸体下方的电极充电，在电极之间产生交替流动的电流，称为流动电流。此电流与水中带电状态成比例，带电状态或静带电密度依赖于混凝后水中多余的正负离子数。来自传感器电极的流动电流信号，*终转化为4～20mA 信号输出，并显示流动电流单位，此信号与水样带电状态成比例，故可用于检测或控制混凝过程。在线流动电流仪的测量原理及应用在线流动电流仪的测量原理及应用在线流动电流仪的测量原理及应用在线流动电流仪的测量原理及应用在线流动电流仪的测量原理及应用

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