[发明专利]一种水厂臭氧接触池进水流量的在线软测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水厂臭氧接触池进水流量的测量方法，尤其涉及一种臭氧接触池进水流量的在线软测量方法。

背景技术

中国广大城镇居民的饮用水基本来源为自来水，自来水水质对居民的身体健康至关重要，要求做到感官方面无色透明，无嗅无味；在化学方面不含有害毒物；在细菌学方面不含致病菌，因而对大肠杆菌及细菌总数都有限制。对III类水质原水，自来水厂采用传统常规处理工艺基本可以满足上述要求。

水厂传统常规处理工艺主要是在沉淀池前端投加混凝剂以使水中胶态颗粒脱稳，经过凝聚、絮凝、沉淀，去除水中的杂质微粒，降低原水浊度；水厂加氯消毒工艺一般分为前加氯和后加氯，前加氯在原水进入沉淀池之前进行，其主要目的是氧化和降解原水中的有机物，同时杀灭水中藻类，避免其在沉淀池及滤池中生长；后加氯在清水池中进行加氯消毒，使出厂水中保持一定浓度的余氯，从而保证自来水终端用户水质不变质。

水厂传统常规处理工艺主要是去除水中悬浮颗粒、胶体物质和细菌，此工艺已被世界各国延续使用一百多年。然而，我国改革开放以来，一方面随着工农业的高速发展、城市化步伐加快，一些地方政府往往片面追求GDP增长，疏于环境监管、保护和治理，导致不少城市，尤其是位于江河下游城市的水源受到污染和富营养化的状况正逐步加深，原水水质不断劣化；受污染的原水中溶解性有机物的增多，使得常规工艺对水中污染物的去除效果明显下降；另一方面，随着人们生活水平的提高，广大市民对饮用水的要求越来越高。为此，迫切要求原水水质低于III类的城镇水厂在传统常规处理工艺基础上增加深度处理工艺，以提高出水水质。臭氧-生物活性炭深度处理工艺由德国首先开发并已在欧美、日本等发达国家广泛应用。臭氧的强氧化性及活性炭的吸附和降解特性，使得该工艺对饮用水中难降解有机物有很好的处理效果。实验研究及水厂大规模应用结果均表明，在常规工艺后增加“臭氧-活性炭”深度处理工艺，不仅能够去除水中的有机物，还能去除水中的铁、锰、色度等，提高水的安全性和生物稳定性。我国少数城市水厂在传统常规处理工艺基础上也开始增加采用此深度处理工艺。

用预臭氧代替前加氯，可初步氧化分解水中的有机物及其它还原性物质，并可以去除藻类、促进絮凝、减少絮凝剂用量、降低待滤水的浊度、提高过滤速度和延长过滤周期、减少过滤反冲洗水量、提高砂滤出水的水质。在砂滤池后增加了主臭氧和生物活性碳环节，其中主臭氧目的是消毒和有效地将水中难以生物降解的有机物断链、开环，提高原水中有机物的可生化性和可吸附性；生物活性炭凭借表面的吸附和生物膜的降解作用对有机物进行去除。

主臭氧和活性炭是整个深度处理工艺的关键环节，主臭氧投加质量的好坏直接影响到该环节的处理效果。在原水水质保持稳定情况下，臭氧投加控制系统可近似为一个比值控制系统，故连续获取臭氧接触池实时进水流量是臭氧连续投加控制的基础。如果臭氧接触池的进水流量不可测，则难以实现比值控制；同时，臭氧接触池进水流量不可测且时变则意味着臭氧投加控制过程的时延未知且时变；此外，臭氧接触池进水流量的变化还直接影响余臭氧变化过程中的静态增益及模型其他参数，因此连续获取臭氧接触池实时流量对臭氧投加实施准确控制非常关键。

本发明研究对象——苏州市自来水公司相城水厂在常规工艺后增加“臭氧-活性炭”深度处理工艺改造时，由于受环境和管道结构的限制无法在臭氧接触池之前的提升泵房出水处安装在线流量计(我国许多城镇原采用传统常规工艺水厂今后在常规工艺后增加“臭氧-活性炭”深度处理工艺改造时通常也存在此困难)，从而无法在线测得臭氧接触池进水实时流量。负责苏州市自来水公司相城水厂臭氧投加系统供货、安装、调试的德国WEDECO公司工程技术人员，与苏州市自来水公司相城水厂有关负责人商议后，把后续工艺活性炭滤池的出口在线流量计流量作为臭氧接触池的进水流量，活性炭滤池液位波动对炭滤池的出口流量存在着迭加影响，尤其在工况大幅改变(如一、二泵房开关车以及炭滤池反冲洗)情况下炭滤池存在液位波动很大，将后续工艺活性炭滤池的出口在线流量计流量作为臭氧接触池的进水流量将出现很大偏差，从而导致臭氧投加控制失准、严重影响出厂水质稳定。

虽然，水泵生产厂商对出厂水泵通常会提供水泵在扬程范围内额定流量曲线，但水厂长年运行的水泵由于存在涡轮叶片磨损、主轴磨损松动等问题，将不可避免地导致其扬程范围内额定流量性能曲线的偏移；又鉴于水厂供水不能中断，因而不允许对水泵进行拆卸、离线试验和对其流量性能曲线进行离线测定。

发明内容