[发明专利]净水工艺混凝剂投加量的优化控制

摘要

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，特别是净水工艺混凝剂投加量的优化控制，它通过现场仪表将采集到的参量信号送计算机处理，并根据混凝剂投加量数学模型以及反馈微调投加模型进行分析处理，使净水浊度合格率达到１００％，平均节约药剂１２～２０％，并实现了管理自动化，广泛适于水厂、污水厂等水质处理工厂应用。

主权项

1.一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；???Xs—沉淀池出水浊度；Xf—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—原水进行氨氮量系数；给定常数：C—投加率常数；K—药剂系数(2)判断净水工艺系数是否投入工作，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(Xs)—混凝剂沉淀池反馈投加量；F(Xf)—滤池出水反馈投加量；as—沉淀池出水浊度系数；af—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，新的数据参与前馈投加量运算和处理，前一次的数据压缩进入历史数据库；(5)系统设立延时判断，当混凝剂的投入时间大于延时时间，沉淀池和滤池出水水质的检测信号才能反馈到系统中来参与控制；(6)系统对投加时间进行判断，若投入时间＜混凝沉淀时间t时，则系统仍使用公式Y1控制投加量，当投入时间≥t时，引入后馈微调公式Y＝Y1+F(Xs)+F(Xf)，此时系统先确立F(Xs)中Xs的取值区间，再确立F(Xf)中的Xf的取值区间，最后得出反馈后的混凝剂投加量值Y，经过选择后，Y值是如下几种情况中的一种：a??若沉淀池为d2≤Xs≤d1，且滤池d4≤Xf≤d3时，则Y???＝Y1b??若沉淀池为d2≤Xs≤d1，且滤池d3＜Xf时，则Y＝Y1???+af(Xf-d3)c??若沉淀池为d2≤Xs≤d1，且滤池d4＞Xf时，则Y＝Y1???+af(Xf-d4)d??若沉淀池为d1＜Xs，且滤池d4≤Xf≤d3时，则Y＝Y1???+as(Xs-d1)e??若沉淀池为d1＜Xs，且滤池d3＜Xf时，则Y＝Y1+as???(Xs-d1)+af(Xf-d3)f??若沉淀池为d1＜Xs，且滤池d4＞Xf时，则Y＝Y1+a5???(Xs-d1)+af(Xf-d4)g??若沉淀池为d2＞Xs，且滤池d4≤Xf≤d3时，则Y＝Y1???+a5(Xs-d2)h??若沉淀池为d2＞Xs，且滤池d3＜Xf时，则Y＝Y1+a5???(Xs-d2)+af(Xf-d3)i??若沉淀池为d2＞Xs，且滤池d4＞Xf时，则Y＝Y1+as???(Xs-d2)+?af(Xf-d4)