[发明专利]净水工艺混凝剂投加量的优化控制

说明书

本发明涉及一种采用计算机程序，控制水厂净水工艺的方法，特别是一种净水工艺混凝剂投加量的优化控制。

在水处理净水工艺中，混凝剂投加量的多少，直接决定其净水效果，其目的主要是除去水中的悬浮物和胶体，这关系到饮用水的水质，同时也是影响制水成本的主要因素。确定混凝剂投加量主要有四种方式：

1.试验室确定投加率，生产上人工控制其设备；

2.采用模拟装置，自动控制其投加设备；

我国上海杨树浦水厂，广州西村水厂采用过模拟沉淀池法控制混凝剂投加量，美国有的水厂采用模拟滤池法控制混凝剂投加量，此种方式能进行反馈自动控制，与上一种方式比较，提高了水质合格率，降低了药耗，但因采用的是模拟装置，与生产工艺有差别，并仍有滞后问题。

3.建立前馈经验模式，实现计算机自动控制，目前我国只有苏州、广州、重庆自来水公司，在有关研究部门的协助下，总结出前馈经验公式，但没在生产实际中应用，发达国家有些水厂也总结出线性经验公式，但这些经验公式没有理论依据和严密科学的指导，只处于经验公式阶段，该种方式优于前两种方式，但控制方式仍属于开环自动控制，仍不属于闭环优化控制，并且经验公式有待于深入定性和定量理论研究。

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本发明的目的是提供一种采用计算机程序控制净水混凝剂投加量的方法，以提高水质，节省混凝剂药耗，并形成计算机自动化的系统管理方式。

如图2所示的控制净水工艺混凝剂投加量框图，它是一种净水工艺混凝剂投加量的优化控制，是通过安装在现场的一次仪表，对原水流量、原水浊度、原水水温、原水PH值、原水耗氧量、原水氨氮、沉淀池出水浊度等进行实际检测，检测系统通过传感器，把采集到的参数与计算的参量信号，经变送器输出，送给计算机处理，并对运算结果进行分析，控制混凝剂投加量并对混凝剂投加量进行微量调节和校正，其特征是采用了如下控制步聚：

(1)启动系统工作，在计算机内确立数学模型中的各变量，并分配给一定的内存空间，这些变量有：

X₁—原水进水浊度；      X₂—原水进水温度；

X₃—原水进水PH值；      X₄—原水进水耗氧量；

X₅—原水进水氨氮量；    X_s—沉淀池出水浊度；

X_f—滤池出水浊度；

根据实际生产过程记录，运用数理统计方程计算出给定系数：a₁—原水浊度系数；          a₂—原水水温系数；a₃—原水PH值系数；          a₄—原水耗氧量系数；a₅—原水氨氮量系数。

给定常数：C—投加率常数；K—药剂系数

(2)判断净水工艺系统是否投入工作，如果净水工艺系统未工作，则按检修处理，如果净水工艺系统工作，则进入下一步；

(3)首先建立前馈数学优化模型，即混凝剂投加量按公式(2)计算后投加，进一步建立反馈微调数学优化模型，即沉淀池出水反馈微调投加量计算公式(6)，以及滤池出水反馈投加量计算公式(7)：

Y₁＝K(a₁X₁+a₂X₂+a₃X₃+a₄X₄+a₅X₅+C)         (2)Y₁—混凝剂前馈给定投加量；F(X_s)—混凝剂沉淀池反馈投加量；F(X_f)—滤池出水反馈投加量；a_s—沉淀池出水浊度系数；a_f—滤池出水浊度系数；d₁，d₂是根据生产实际情况产生沉淀出水浊度最佳区间；d₃，d₄是根据生产实际情况产生的滤池出水浊度最佳区间；

(4)净水工艺系统同时对上述参变量的信号进行实时采集，用检测来的各数据对前一次参变量进行刷新，新的数据参与前投加量运算和处理，前一次的数据压缩进入历史数据库；