摘要：近年来，我国的城市净水厂建设逐渐增多，在常规水处理工艺中，液氯消毒一直是保障出厂水质安全的关键环节。从实际运营角度出发，针对Ａ水厂加氯系统存在的主要问题进行分析并实施技术改造，通过增设加氯点和加氯辅助设备、闭环加氯控制改造及实施的方式，使水厂加氯系统更加准确和安全。
关键词：加氯系统；消毒；技术改造；闭环加氯；安全；水厂
引言
净水厂水处理的整个过程中氯气的投放对于水质能否达标起着相当关键的作用。在加氯系统中，传统的控制方法为：前加氯采用流量比例控制，后加氯采用余氯反馈控制。由于影响加氯效果的因素很多，如水质、天气、水厂的具体工艺特点等，而且后加氯存在时间滞后问题，同时对控制方法和投加氯氨存在的问题目前有不同的看法，特别是对水射器安装位置和余氯取样位置的规范化确定目前尚无完整的理论，从而使加氯系统不够规范，实际运行效果也不是十分理想。在有的系统中，虽然采用了一些其他控制方法，取得一定的效果，但并未完全解决加氯系统存在的问题。氯气投加自动控制系统可以使氯气良好准确安全的投加，既能得到良好的出水水质，又能取得较好的经济效益，在给水厂水处理过程中具有十分重要的意义。
1加氯工艺介绍
由于原水污染严重，水厂采用滤前和滤后两次加氯的方式。前加氯环节中投加的氯气相对比较少，而经混凝、沉淀、滤池过滤后水中几乎没有余氯，所以前加氯对出厂水的余氯基本没有影响；滤后加氯主要是补充第一次原水加氯后余氯的不足，保证管网末梢的余氯达到指标，因此后加氯尤为重要。本文中所提到的加氯系统没有特别强调的都是指滤后水加氯。在滤后水加氯工艺中，存储在氯瓶中的液氯经过管道送入液氯蒸发器，经过滤除去氯气中的杂质，然后到达自动加氯机，在投加点利用水射器进行氯气投加。
2原加氯系统存在的问题
改造前，原加氯系统在实际运行中存在诸多不足：①切换氯瓶时会有液氯溢出，无法稳定供气；②沉淀池排泥、滤池反冲洗会引起水量的变化，进而引起余氯的突变；③在加氯量的调节方面，需手动改变加氯机开度，调节氯气流量，调节粗糙，反馈过慢，致使加氯不够可靠。④称量设备陈旧，采用老式的台秤，由工作人员称量读取加氯量，存在一定的误差，并且不能保证氯的有效使用。
3影响加氯效果的主要因素
（1）加氯目的是为了消毒。在加氯控制中，一般以水中的游离余氯作为被控对象，保持出厂水的游离余氯在一定范围内。但是，原水的氨氮对加氯后的游离余氯的形成起到非常重要的作用。由于氨氮与氯在水中形成氯胺，原水的氨氮对加氯后的游离余氯的形成影响较大，采用游离余氯作为被控对象，很难达到理想的效果，在这种情况下，可采用总氯作为对比参考。我们在程序设计中考虑此种情况，对加氯量进行数学建模计算，当加氯量超过设定值时，而检测到的游离氯较少的话，会报警提醒水厂值班人员进行检查和干预。（2）采样时间的长短，直接影响加氯的效果。通常后加氯在投加氯后经过充分混合后，尽量缩短采样时间，一般以3分钟为宜。缩短采样时间通常有两种方法：一是尽量缩短采样水管的长度；二是提高采样水管的流速。（3）余氯分析仪的检测值的正确性是控制加氯的关键。由于余氯分析仪存在零点漂移，应定期进行校正。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在校正时应在余氯分析仪探头附近取样，并立即进行分析，将人工检测到的余氯值对余氯分析仪进行标定。（4）滤后水流量因反应沉淀池排泥和滤池的反冲洗发生较大的变化。也是影响加氯的一个重要因素。由于影响后加氯控制的因素较复杂，因此，控制比较麻烦。基于以上几种因素，采用比例加PID的复合环控制，比单独采用PID控制的效果要好。
4改造措施
4.1氯气气源系统控制
利用电子秤对氯瓶进行秤量，并设低限报警开关，实现自动压力切换，保证不间断供氯；监视蒸发器的自动、运行、故障，压力接点的闭合，监视压力切换器氯气管路电动球阀的自动、全开、全关等状态。
4.2增设补加氯点
由于后加氯不能快速与水混合并发生反应，为实现加氯量更加准确，一方面技改时在吸水井上增加补加氯点进行微调解决滤后水加氯点的加氯负担，当出厂水DN1200总管上的余氯仪数据接近内控余氯标准数值并呈逐渐下降趋势时进行启用投加。另一方面，为确保出厂水余氯量的稳定，改造时在清水池中重新优化在线余氯仪表安装位置。采用多道隔板往复式流道布置，在不考虑水流上下层流量影响的条件下可将清水库中的清水简化为理想的层流。
4.3氯气加热器
加氯系统中用到的ＰＶＣ管虽然对氯气有较好的抵抗性，但液氯却可使其变形、破裂。所以要尽量避免从氯罐出来的氯气因多种原因（环境温度、过量蒸发、管路走向）重新液化后进入ＰＶＣ管件中。氯气加热器安装在加氯机的进口前，在多数情况下可以防止氯气的重新液化，并给液氯滴提供蒸发的机会。
4.4增加原水氨氮异常报警
采集漏氯报警器的报警、漏氯量，加氯机的自动、运行、故障状态以及加氯机的加氯量等状态和参数。
4.5闭环控制系统的建立
根据水厂加氯系统的硬件配置情况，计划采用闭环加氯运行模式进行技术改造，该系统正常运行时为PLC自控运行，无需人工干预，当系统出现故障时自动切换至人工操作模式，更大程度保证了加氯系统的安全可靠。闭环加氯正常情况下设定初始投加氯量进行后加氯投加，补加氯。当清水池中在线余氯仪表数据异常并反馈给控制系统后，PLC执行程度视具体余氯值对后加氯和补加氯环节进行加氯量调整。此外，补加氯点会再次根据出厂水余氯信号进行精确微调，这将作为水厂消毒工艺的最后屏障保证出厂水余氯达到国标和内控水质标准。
4.5水厂加氯机的运用
加氯机是水厂加氯系统中的核心装置，是现代化水处理系统中必不可少的设备之一。主要由水射器、调节阀、流量计和压差控制器等主要部分组成，在加氯系统的运行时，根据PLC发出的调节阀的开度信号来控制真空调节阀的开度，并可通过将传感器连接到PLC监测系统实现自动系统中故障的检测。按照真空加氯机运行的文丘里原理，当气体在管道的流速接近于声速时，气体流量与气体调节阀开启度的线性关系，与调节阀上下游压差无关。目前加氯系统中所采用加氯机分为两种型式，即差压调节型和声速型。通过两种加氯机的比对，可以看出其各自的优缺点，但在实际生产过程中，差压调节型由于其稳定性较好，比较广泛地应用于各大水厂加氯系统之中，特别是在无人值守的工作条件下使用的更多。
结语
综上所述，自加氯系统改造以来，加氯自动控制系统在运行过程中可以使氯气准确、安全地投加，既很好地控制了出水余氯，又取得了较好的经济效益，在给水处理过程中发挥了十分重要的作用。运行中当管道水量发生较大变化时，此系统的余氯值基本保持不变，说明此系统对余氯的控制稳定、准确，而且大大降低了工人的劳动强度，提高了更换氯瓶的安全性。但此系统目前还存在一些不完善之处，如不能适应不同季节水质的较大变化、比例系数Ｋｆ需要根据经验进行及时调节、余氯分析仪未能将反馈信号引入自动投加系统等，诸如此类的问题仍需在今后的使用中不断改进，使系统在给水处理中发挥更大的作用。
参考文献:
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［3］张韫．茂名市第一净水厂加氯系统的技术改造［Ｊ］．城镇供水，2001（4）：9－11．
论文作者:张鹏
论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期
论文发表时间:2019/5/9
标签：加氯论文; 氯气论文; 系统论文; 余氯论文; 水厂论文; 净水厂论文; 闭环论文; 《防护工程》2019年第1期论文;