浅析自来水厂加氯工艺的自动化控制改造
水厂加氯自动控制系统优化
水厂加氯自动控制系统优化发布时间：2021-04-30T07:17:10.802Z 来源：《中国科技人才》2020年第24期作者：励志明[导读] 随着工业及生活用水量的增加以及供水区域的扩大，很多水厂会在原有的基础上进行扩建，随之需要对原有的运行控制系统进行技术改造，以满足生产能力扩大的要求。
慈溪市自来水有限公司摘要：文章根据某水厂的生产实际情况，对加氯机量程及射水器搭配使用方式进行了改造，同时增加了系统远程控制功能。
通过改造，使水厂加氯系统更加准确地自动控制投药量，降低了药耗及射水器用水量，提高了生产效率。
关键词：量程；远控；射水器；加氯机；可编程控制器随着工业及生活用水量的增加以及供水区域的扩大，很多水厂会在原有的基础上进行扩建，随之需要对原有的运行控制系统进行技术改造，以满足生产能力扩大的要求。
在自来水生产流程中，加氯是一个非常重要的环节，直接影响出厂水水质和水厂的经济效益。
由于水厂的产能扩大，投加量和投加方式发生改变，该水厂根据实际情况对加氯系统进行了量程改造，并在加氯机复合环自动控制的基础上创新添加了中央控制室远程控制加氯机投加量的功能，同时改变了加氯射水器和加氨射水器的搭配使用方式，有效推动了安全生产、优质供水及节能降耗。
1加氯系统1.1加氯系统的构成该水厂加氯系统主要包括：原水流量计、PLC控制系统、触摸屏、余氯计、加氯机、射水器、真空调节器等。
加氯机主要由控制器、差动压力调节器、高低压保护真空开关、电动调节阀、手动针阀、流量管、浮子及流量管上、下底座组成。
1.2加氯系统的工作原理该水厂加氯系统包括沉淀池前加氯和清水池后加氯两部分。
前加氯系统根据原水流量信号的变化控制投加量，原有的后加氯系统采用原水流量信号变化和出厂水余氯信号变化进行复合环控制。
前加氯、后加氯的相关输入输出信号通过PLC系统进行通讯和控制。
前加氯、后加氯均可在设备现场手动调节投加量。
2加氯系统量程优化改造2.1改造原因在该水厂第三期扩建前，水厂全部选用40kg的加氯机，采用一台加氯机投两期的方式。
水厂自动加氯工艺优化_
2.3 优化前自动加氯运行情况
前加氯为三台次氯酸钠计量泵（350 L/h），；后加氯为,三台次氯酸钠计量泵（150 L/h）；后加氨
为新改装（20 L/h）硫酸铵计量泵，三台；运行方式都为二用一备。前加氯由折点加氯所生成游离 氯（HClO）[3]作为主要消毒剂；滤后加氨补氯，出厂水为一氯胺（NH2Cl）[4]消毒。如表 2 所示。
3.优化工艺介绍
折点加氯可以流量投加比与游离氯反馈自动加氯，但对于氯胺消毒，现有自动加氯会存在问题： 不清楚如何按出厂余氯目标值来合理控制氯氨投加比。2）按总氯反馈，而不考虑游离氨限值，没有 预防二氯胺和确保饮用水生物稳定性的安全措施，使余氯稳定性低，不安全，自动加氯控制难以在 自来水厂得到真正应用，而自动加氯工艺优化，较好解决了长期困扰和制约国内自动加氯的瓶颈。
4.2.1 在线游离氨仪
检测原理如同便携式仪器，但其操作是自动的；可同时显示一氯胺和游离氨，也可按游离氨和 一氯胺所消耗的氨（0.2×一氯胺浓度）总和来显示总氨氮[3]。余氯仪是测总氯，其值偏高于一氯胺 浓度，不能测一氯胺。在线 CA71A 氨氮仪测总氨氮，不能测游离氨。相比较在线游离氨仪价格低 于在线氨氮仪，性价比又高，虽然日常运行药剂费用相对较高，但对自动加氯控制尤其重要。
3.2.2 控制参数界面
该界面仅供水质管理员进行后台参数的设置与修改，所有参数均可被控制程序直接调用。 1. 前加氯界面：设加氯流量投加比 K1 及游离氯控制目标值。 2. 后加氯界面：设后加氯投加比 K2 及出厂一氯胺控制目标值。 3. 后加氨界面：设后加氨投加比 K3 及出厂游离氨控制目标值。
4.实施及成果
3.1.4 后加氯
按出厂余氯（一氯胺）目标值与滤池游离氯差值，计算出加氯量。出厂水一氯胺目标值为 1.3 mg/L（新国标为≥0.5 mg/L），CT 值为 86（国标 CT 值≥60）。
自动化控制系统在自来水厂中应用
自动化控制系统在自来水厂中应用摘要：随着现代社会的快速发展，人们对于水的需求量也在不断的递增，而目前水资源的稀缺问题也成为社会发展当中的主要问题之一，同时工业的发展也导致大量的水资源遭到了破坏，而为了满足人们的用水需求，需要进一步的完善自来水厂的供水工艺，并通过应用自动化控制技术来进一步的提升供水质量。
自动化控制系统是在自来水厂供水工艺当中的一种全新应用，其可以有效的实现供水过程的自动化控制，并提升供水质量，因此在自来水厂也得到了十分广泛的应用。
本文主要阐述了自来水厂供水控制系统总体设计，重点对关键工艺的自动化控制系统进行了介绍，分析了整套新技术、自动控制设计。
该系统大大提高了自来水厂的自动化管理水平，提高了工作效率、降低了生产成本。
关键词：自动化控制系统；自来水厂；供水工艺如今，随着社会经济的快速发展，自来水厂也应该向着制度化、规范化、科学化的方向不断发展。
而在自来水厂的生产过程当中，供水是十分重要的一项内容，通过应用自动化控制系统可以有效地对供水过程进行控制和现代化的管理，从而提升供水质量和生产效率，并提高企业的经济效益。
因此在自来水厂供水工艺当中，应该充分的应用自动化控制系统，并做好相关的设计和研究，使该系统可以在自来水厂的生产过程当中发挥出更大的作用。
1自来水厂制水工艺介绍自来水厂的制水工艺具体包括以下环节，首先是要提取原水，对其进行加矾、加氯处理之后，经过处理的原水会到达脉冲池和加速池，其中部分水源会进入到汗水池及泵房，最后转为废水排出。
而脉冲池当中的水会进入到综合滤池，加速池的水会进入到双阀滤池，之后再进行加氯加氨处理，使两个滤池当中的水分别进入到两个清水库当中，再集中进入到集水井，最后到达二级泵房，经过管网之后完成整个制水过程。
而在制水时需要对水进行处理，我们可以按照具体的处理工艺级别来进行划分。
首先第一级处理主要是采用机械的方法来将水中一些较大的污染物进行排除，而第二级处理则是生物处理，也就是通过利用微生物来将相关的污染物进行水解，使其变为水质。
自来水厂的自动化控制
自来水厂的自动化控制标题：自来水厂的自动化控制引言概述：随着科技的不断发展，自来水厂的生产管理也在不断升级，自动化控制技术在自来水厂中的应用越来越广泛。
本文将从自来水厂自动化控制的定义、优势、应用领域、关键技术和发展趋势等方面进行详细介绍。
一、自来水厂自动化控制的定义1.1 自动化控制是指利用现代化的控制系统和设备，对自来水生产过程进行智能化管理和监控。
1.2 自动化控制系统能够实现对自来水厂生产过程的全面控制和调节，提高生产效率和质量。
1.3 自动化控制技术通过传感器、执行器、控制器等设备实现对自来水生产过程的实时监测和自动调节。
二、自来水厂自动化控制的优势2.1 提高生产效率：自动化控制系统能够实现自来水生产过程的自动化操作，减少人工干预，提高生产效率。
2.2 保障水质安全：自动化控制系统能够实时监测水质数据，及时调整处理工艺，确保自来水质量符合国家标准。
2.3 减少人力成本：自动化控制系统可以减少人工操作，降低人力成本，提高自来水厂的经济效益。
三、自来水厂自动化控制的应用领域3.1 水源处理：自动化控制系统可对水源进行实时监测和调节，确保水源处理过程稳定可靠。
3.2 净水处理：自动化控制系统能够对净水处理工艺进行智能化管理，提高净水质量。
3.3 配水系统：自动化控制系统可实现对配水系统的远程监控和控制，提高供水可靠性和稳定性。
四、自来水厂自动化控制的关键技术4.1 传感技术：传感器能够实时监测水质、水量等参数，为自动化控制系统提供准确的数据支持。
4.2 控制技术：控制器能够根据传感器反馈的数据对自来水生产过程进行自动调节，保持生产过程稳定。
4.3 通信技术：通信设备能够实现自来水厂生产数据的远程传输和监控，提高生产管理的便利性和效率。
五、自来水厂自动化控制的发展趋势5.1 智能化：自来水厂自动化控制系统将向智能化方向发展，实现更加智能化的生产管理。
5.2 网络化：自来水厂自动化控制系统将与互联网相结合，实现远程监控和管理。
自来水厂的自动化控制
自来水厂的自动化控制自来水厂是为了向居民和工业用户提供清洁、安全的饮用水而建立的设施。
为了提高生产效率和水质的稳定性，自来水厂通常会采用自动化控制系统来监测和控制整个生产过程。
本文将详细介绍自来水厂的自动化控制系统的标准格式。
一、引言自动化控制系统是利用计算机技术和传感器技术，对自来水生产过程进行监测和控制的系统。
它能够实现对水源处理、净水、消毒、储水和供水等环节的自动化管理，提高生产效率和水质的稳定性。
二、系统组成1. 传感器：用于监测水源的水质、水位、流量等参数，并将数据传输给控制器。
2. 控制器：根据传感器的数据，对整个生产过程进行控制和调节。
控制器可以根据预设的参数自动调整处理设备的运行状态，保证水质的稳定性。
3. 处理设备：包括水源处理设备、净水设备、消毒设备、储水设备和供水设备等。
这些设备根据控制器的指令进行自动运行，完成相应的处理工作。
三、系统工作流程1. 水源处理：自动化控制系统首先对水源进行处理，包括去除悬浮物、溶解物、细菌和病毒等。
传感器监测水源的水质参数，并将数据传输给控制器。
控制器根据预设的参数，自动调节处理设备的运行状态，保证水质的稳定性。
2. 净水：处理后的水源经过净水设备进一步去除杂质和溶解物，提高水质。
传感器监测净水的水质参数，并将数据传输给控制器。
控制器根据预设的参数，自动调节净水设备的运行状态，保证净水的质量。
3. 消毒：净水经过消毒设备进行消毒处理，杀灭水中的细菌和病毒。
传感器监测消毒后水的水质参数，并将数据传输给控制器。
控制器根据预设的参数，自动调节消毒设备的运行状态，保证消毒效果。
4. 储水：消毒后的水进入储水设备进行储存，以备供水时使用。
传感器监测储水设备的水位和水质参数，并将数据传输给控制器。
控制器根据预设的参数，自动调节储水设备的运行状态，保证储水的稳定性。
5. 供水：储水设备中的水根据用户需求进行供水。
传感器监测供水设备的水位和流量参数，并将数据传输给控制器。
自来水厂的自动化控制
自来水厂的自动化控制引言概述：自来水厂是供应城市居民饮用水的重要设施之一，而自动化控制技术在自来水厂的运行中起着关键作用。
自动化控制系统可以提高生产效率、降低运营成本，并确保水质的稳定和安全。
本文将介绍自来水厂自动化控制的重要性以及其在五个方面的应用。
一、水源处理1.1 水质监测与调节：自动化控制系统通过传感器实时监测水源的水质参数，如浊度、PH值、溶解氧等，根据预设的标准进行调节，确保水质符合饮用水标准。
1.2 水量控制：自动化控制系统可以根据需求自动调节水源的供水量，避免浪费和过度抽取，提高水资源的利用率。
1.3 脱盐处理：自动化控制系统可以实现对水源中的盐类进行监测和调节，确保饮用水中的盐分符合标准。
二、净水处理2.1 过滤系统控制：自动化控制系统可以实现对净水处理过程中的过滤系统进行监控和调节，确保过滤效果良好，减少杂质对水质的影响。
2.2 加药控制：自动化控制系统可以根据水质监测结果自动控制加药设备的投药量和投药时间，确保消毒效果达标。
2.3 清洗和维护：自动化控制系统可以定期进行清洗和维护操作，延长设备寿命，减少故障发生的可能性。
三、配水系统3.1 储水池水位控制：自动化控制系统可以实时监测储水池的水位，根据需求自动控制水泵的启停，保持水位在合理范围内。
3.2 管网压力控制：自动化控制系统可以根据管网的压力变化自动调节水泵的运行状态，保持管网压力稳定，避免管道破裂或漏水。
3.3 水质监测与调节：自动化控制系统可以在配水过程中实时监测水质参数，根据需求调节投药设备，确保供水水质符合标准。
四、能耗管理4.1 设备运行监测：自动化控制系统可以实时监测设备的运行状态和能耗情况，及时发现问题并进行调整，降低能耗。
4.2 能源调度：自动化控制系统可以根据需求和能源价格自动调整设备的运行模式和能源的使用，实现能源的高效利用。
4.3 节能措施：自动化控制系统可以根据设备的运行情况提供节能建议，如合理设置设备的启停时间、调整运行参数等，降低能耗。
水厂氯气投加自动控制系统的研究
水厂氯气投加自动控制系统的研究【摘要】投加氯气消毒工序是水厂水处理问题中最为重要的一个环节，其结果是要控制出厂水中的余氯含量满足规定的要求。
出厂水中的余氯含量是衡量自来水清洁程度的重要指标。
余氯含量太低则不能对自来水进行彻底的消毒。
含量过高又容易与水中物质发生化学作用生成致癌物质。
因此对于水厂来说，采取一种有效的氯气投加控制方式则显得尤为重要。
本文结合先进的控制方法，阐述了一套氯气投加自动控制方案。
【关键词】控制系统；氯气投加；措施引言消毒是水处理过程中必不可少的一个工序，其结果直接决定了出厂水质量的优劣。
传统处理方法通过人工添加液氯和漂白粉达到消毒和漂白的作用机理。
如今水厂的加氯系统已有的PLC系统和底层自动化的硬件配套系统可以实现加氯功能，但是不能实现自动控制的功能，缺少安全可靠的性能，因此研究人员经过努力并结合PLC技术，完善出一套自动加氯控制系统的方案。
1 氯气投加自动控制系统1.1 特点水厂氯气投加自动控制系统的作业机理是能够进行远程集中监控其生产情况，并且能够及时作出自动投加调整，保证水厂出水余氯的含量能够满足控制标准的要求，并且能够对生产异常情况以及机械设备问题作出预告，使得工作人员能够及时处理事故状况，保证生产的安全性。
因此其特点主要有安全稳定、易维护性、灵活性强、集成化较好、可扩展性等。
1.2 作用过程液氯作为水厂加氯系统的重要氯源，首先需要经过蒸发器将其加热使其成为气态，然后再需要经过真空调节器输送至加氯机，用加氯机来控制加氯量，同时还必须经由特殊的氯气管道输送至氯气投加点，利用水射器在投加点处将其投送到管道。
1.3 分类现如今，在自来水厂中，加氯工艺包含两个部分，即滤前水加氯环节（前加氯）和滤后水加氯环节（后加氯）。
前加氯通常是在原水进入沉淀池之前进行，其主要目的是为了清除出原水中的藻类，避免其在沉淀池或滤池中进一步的滋生繁殖。
通常在前加氯过程中投加的氯气量不大，同时氯在沉淀池和滤池的消耗量较大，因此使得滤后水中剩余氯的含量很少，即前加氯几乎不影响出厂水的余氯含量。
水厂加氯机系统自动化
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水厂加氯机系统 自动化
张 同君
（ 哈尔滨市松北供水ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 限公司 黑龙江
哈尔滨
１ ０２ ） ５ ０ ８
【 要】 尔滨市松 北供水有限公 司水厂采用地 下水供水水源 ， 摘 哈 属地下水性 质， 水中合铁 、 高于 国家标准， 锰 因此， 水厂在 经过 生物除铁 除
３加 氯 机 自动 控 制 ．
３１ ． 控制系统 ： 加氯 系统 自动原理如图 １ 所示
１净 化 工 艺 ． 源水通过远程控制水 源井潜水泵输送到净水厂 ， 在净水厂经过生 物除铁除锰过滤后进人清水库 ， 在进入清水库之前根据净水流量通过 加氯机进行加氯消毒 已经加 氯的净水在水库经过充分混合通过泵站
输送到用户 。
２加氯系统及 工作原理 ．
２１ ．加氯 系统 加氯一般分 为前加氯 、 后加氯以及后补加氯 。 前加氯 ： 主要用 于氧化和降解原水 中的有机物和杀藻 ， 以消除对 净水构筑物和净水 工艺设备 的影 响 并 且对后续 的沉淀 反应作用 明 显 ． 以降低混凝剂 的投加量 。 可 后加氯 ： 主要用 于杀菌消毒和保持清水池有一定的余 氯量 。 后补加氯 ： 主要用于保持 自 来水供水管 网的余氯 。 一般情况下 ， 后补加氯不是必须 ． 所以后￣ ／ 氯 的加氯机常常用作后加氯的备用 。 ｔ ， ｍ 本水厂采用的是后加氯 的消毒方法 水厂加氯控制 ： 加氯机 ． 是将氯气 加入水 中的设备 ， 氯气 由液态氯 变为气 态氯 ， 经由以下设备 ， 电子秤称重 、 液氯 钢瓶 （ ０ｋ 氯瓶 ） ５０ ｇ 中的 氯由液态挥发为气态 。 由氯瓶 角阀 ． 经 柔性铜管 ， 氯气过滤器 ， 氯气 压 力表 ， 减压阀（ 加氯量较大 时才会用到 ）真 空调 节器 ， ， 加氯机 ， 水射 器
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浅析自来水厂加氯工艺的自动化控制改造
发表时间：2019-04-29T09:55:21.563Z 来源：《基层建设》2019年第6期作者：李鑫
[导读] 摘要：水是人们无法离开的重要资源，和人们的生命息息相关，同时随着人类社会的不断进步，对水环境造成了非常大的破坏，因此为了给人们提供更加安全和健康的水，自来水厂都对做了加氯处理。
西安水务（集团）有限责任公司 710061
摘要：水是人们无法离开的重要资源，和人们的生命息息相关，同时随着人类社会的不断进步，对水环境造成了非常大的破坏，因此为了给人们提供更加安全和健康的水，自来水厂都对做了加氯处理。
进过加氯处理的水能够达到饮用水标准，因此自来水厂都在寻求如何更高效的对水进行加氯处理，在当前的自来水加氯处理中，对自动化加氯工艺的应用较为普遍，并且对灭杀细菌、病毒等微生物也有很好的作用，但当前正在使用的自动化加氯技术还存在余氯处理滞后、水流量的测量不完善、水质变化不明显、干扰因素多等问题，必须对加氯工艺的自动化进行一定改造。
因此为了强化加氯工艺自动化控制的功能，本文从模糊控制以及PID结构两个方面对其改造进行了分析。
关键词：加氯工艺；自动化控制；水厂
给水处理中的加氯工艺是一个较难控制的环节，考虑到加氯系统的大时滞和系统干扰的特点,采用串级控制结构；针对系统参数变化较大和仪表漂移,采用自校正控制.在对自来水厂加氯系统的实际改造中,通过建立清水池进、出口余氯的动态模型和使用基于自适应的串级控制方案,取得了良好的控制效果。
一、自来水厂加氯工艺自动化控制的难点
（一）余氯的处理滞后
当前自来水厂正在使用的加氯自动化系统在控制余氯的时候会产生一定的延时，因此也就导致加氯的工作点出现了余氯检测滞后，同时由于自来水厂的清水池进水流量对余氯检测的滞后有着直接影响，导致清水池中的余氯无法作为加氯工作的参考。
通常出现以上情况都只能按照工作人员的经验决定加氯的量，但是这种加氯的方式只适合用在水质和水量都比较稳定的时候，如果水质和水量出现了比较大的波动，这种依据经验加氯的方式无法取得良好效果。
除了自来水厂清水池的余氯处理滞后以外，自来水厂在供水是的余氯处理也存在滞后的现象，对出水余氯有影响的因素主要有三个，分别为二泵房出水量、清水池水位、清水池进水力量，出水余氯的滞后时间都比较长，如果水流量越大其表现得越明显，通常都会出现2到3个小时的滞后，长时间的滞后再加上水流量的变化也导致控制效果非常不明显。
（二）水流量的测量不完善
不能在线对清水池的进水流量进行控制是很多自来水厂都存在的问题，而前文也介绍了自来水厂清水池的进水流量对余氯处理有着直接影响，因此也就无法对加氯工作有参考作用，由此也就导致加氯工作有了很大的随机性。
（三）水质变化不明显
通常情况下，水质会随着季节的变化而变化，如果水质出现变化则必须对加氯工作进行调整。
如果水质变化明显的话只需要改变加氯的量就可以保证水的质量，但是水质在四季中发生的变化非常小，但即使变化也要进行加氯处理，因此具体加多少就存比较大的困难。
（四）干扰因素多
第一，自清水池流量受自来水厂泵房开关影响，而清水池流量又影响着余氯的处理，进而也就对加氯工作产生了影响，另外为了清除水中的杂质，需要进行反冲洗操作，而反冲洗也会对加氯自动化控制系统造成比较大的影响。
第二，通常自来水厂的泵房开关都由控制室进行调节，而控制室对泵房开关的了解并不全面，不能从实际出发改变对开关进行控制，由此也就导致一旦水质出现大幅度波动无法很好的控制水流量，最终对加氯量造成很大影响。
二、自来水厂加氯工艺的自动化控制改造
（一）建立模糊控制系统
模糊控制就是对人类的模仿，这还是一直智能化的处理手段。
首先使用模糊控制要先建立相应的规则，当建立完毕模糊控制规则以后，需要确定实时传感器的模糊信号和模糊输出量，并且要将模糊信号和模糊输出量和最终执行器建立联系。
在整个模糊控制系统中，控制器的作用不可取代，控制器对整个系统进行控制是通过计算机来实现的，利用计算机可为被控制对象提供一个值域，通过该值域能够确定具体被控制对象的误差范围，将这个误差范围释放到控器中就能够让控制器在一定规律下对模糊控制系统进行控制。
值域范围的提供是利用模糊控制中的模糊语言来完成的，通过计算机可以利用模糊语言提供一个误差信号，然后根据信号确定一个模糊子集，通过对子集内部的模糊信号可形成一定的规则，也就是前文提到的模糊控制规则，最后通过执行器就可以对结果加以实施。
这对于自来水厂的加氯工艺来讲，可以在一定范围内对水进行加氯处理，不仅保证了水质，而是加氯效率有了很大提升。
（二）PID控制
通过前文介绍的模糊控制能够有效提升自来水厂的加氯效率和质量，而笔者也明确了控制器在模糊控制系统中的重要作用，接下来我们明确加氯的具体情况，这样为控制对象设定值域的时候能够更加精确。
明确加氯的具体情况我们可以从清水池余氯和出水氯值差来进行，确定了具体的氯值差以后我们可以将其提供给PID控制系统进行调节，调节之后的结果就可以作为控制对象的域值使用。
但同时前文也介绍了余氯检测滞后的问题，因此为了尽量缩小值域和余氯实际值之间的误差，要尽量缩短余氯检测和投放之间的时间差，这样水中的含氯量受到的影响就会被降低，最终的结果也将更加精确。
结束语：综上所述，随着我国经济的不断发展，热门的用需求也在不断增长，同时社会在发展的过程中对水环境造成了严重破坏，在对水资源进行利用之前必须进行一定的处理。
目前在水中加氯是最常用的处理方式，而面对逐渐增长的用水需求，如何提高加氯的效率和质量是非常严肃的话题。
当前自来水厂的加氯工艺自动化还有一些难点，对加氯效果产生了一定影响，本文只是对当前的难点作了一定改进，未来还需要继续对此进行研究。
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