论文部分内容阅读
摘要：在电力、石油、化工、冶金工业、环境工程、水处理等领域中常需要将某种液体连续自动地注入到另一种液体中成为一种混合液，或者使加入的药剂与液体中存在的某种组分发生化学反应，以达到预期的工艺要求。制水加药混凝处理是一个非常复杂的过程，影响制水混凝的因素多，并且混能沉淀时间非常长，这给自动加药系统带来了非常大的挑战。而流动电流仪在自动加药系统中的应用，使得制水方式更科学，能够有效的控制混凝过程，提高制水质量，减少制水成本。
关键词：流动电流仪；自动加药系统；应用
前言
在制水、净水环节中，混凝剂的投加是必不可少的一个环节。在生产实践当中，所要进行处理的原水的水质、水量是不固定的，常处于变化之中。因此，要想实施净水工艺处理，投加混凝剂，那么就要根据水量以及水质制定出混凝剂投加量。确定混凝剂投加量不是很难，只需要通过混凝剂搅拌试验就可以很好的完成，但是，水质变化量太过迅速，混凝剂搅拌试验总处在一个滞后的状态。之前有很多供水系统、废水处理行业采取人工的方式进行制水净化处理，而采取人为的方式很难准确的控制加药的投加量，导致净水水质不稳，投加药量过大，从而浪费制水成本。随着科技的发展，制水行业逐渐利用流动电流仪来控制、掌握混凝剂投加量，取得效果非常明显。目前我国有非常多的制水处理行业都将流动电流仪应用到自动加药系统中。
一、影响混凝效果的因素
（一）水质的PH值
若想确定需用药剂的种类，那么首先必须判定PH值大小。PH值大小决定着选用药剂的种类、加药量，决定着混凝沉淀效果，它影响着混凝剂的水解速度以及混凝剂存在的性能与形态。
（二）水温
混凝水解多是吸热反应，温度低会影响混凝矾花形成的速度和结构，水温低时絮体形成的比较缓慢，并且结构松散，颗粒细小；温度过于高会使混凝剂分解成不溶性物质，或者促使絮凝剂发生老化，从而降低混凝的效果。
（三）水中粘性杂质
水中粘性杂质混凝效果相当差，主要是因为稳定性高、颗粒小原因。
（四）混凝剂种类
混凝剂的种类正确与否对混凝效果起决定性作用，判断混凝剂的种类主要从悬浮物、PH值、胶体的浓度和性质等等。如污染物主要成胶体状态，应先选无机混凝剂；如絮体比较小，需加高分子絮凝剂或使用活化硅胶等助凝剂。
（五）混凝剂投加顺序
如果混凝剂的种类、药量等等，都选择选择正确，但如果投加的顺序不正确那也起不到效果。一般而言，当无机混凝剂与有机混凝剂并用是，先加无机混凝剂。但当处理的胶粒在50μs以上时，需要先加有机混凝剂。
二、流动电流仪的装置构造及工作原理
流动电流仪装置主要由两部分组成，一个是检测水样的传感器，另一个是检测信号放大处理器。其最主要的核心是传感器。流动电流仪的构造如图所示：
从图中可以看出，传感器由圆筒以及活塞组成。这两个部件之间存在着一个环形空间，其间隙非常小。投药之后，水样以一定的流量进入到此环形空间，此时活塞开始往复运动，运动的速度频率为每秒数次，在这个过程中，不断排出、吸入水样。这时水中胶体颗粒吸附于活塞与圆筒的表面，当活塞进行运动时，环形空间里水也在不住的运动，由于活塞运动、水以及胶体之间的摩擦便产生流动电流。流动电流产生之后便由两端电极收集起来，然后通过信号放大器放大，整流成直流信号输出。当水中胶体颗粒浓度、加药量以及水流量发生变化时，混凝剂投加量就可以根据流动电流的参数来调节控制。
三、流动电流仪在自动加药系统中的应用
（一）判断分析混凝剂和原水水质是否适合采用流动电流仪
判断分析混凝剂和原水水质是否适合采用流动电流仪是至关重要的。根据对流动电流仪的试验结果以及实际应用得出结论，流动电流仪具有一定的适用范围。其不适于利用流动电流仪进行混凝剂控制、投加的有：油类、农药类、原水盐类等。农药类以及油类其表面的活性剂将对流动电流产生干扰，即便其浓度非常低也会产生影响。原水盐类，对流动电流仪的测量精准度有一定的影響，因为其PH值变化非常大，这就会促使流动电流仪测量数值发生偏差，其更多的应用在无机类混凝剂中。因此在利用流动电流仪时一定要判断好混凝剂以及原水水质是否适合，否则将起不到应有的效果。
（二）流动电流仪基准值的设定
利用流动电流仪时，首先第一步要进行就是，基准值的设定。基准值的设定分为两种方法：
（1）烧杯实验。首先，系统滞后时间的确定，就是从混凝剂投加的时间点到流动电流仪传感器的时间。其次，加矾量的确定。其方法是利用常规的烧杯搅拌试验。再有，反复进行加药量的烧杯实验，并且把时间定位系统滞后时间。最后，将刚刚进行完成的烧杯实验放入到流动电流仪的检测室中，并且要将进出口全部堵住，记录其从传感器到沉淀池出水所需时间的流动电流值，作为基准值。另外，一定要观察加油后出水质量、浊度如何，再根据实际情况调整基准值。
（2）如果其水量以及原水水质条件相对较稳，那么一开始要足够的混凝剂，然后慢慢减少投加量，与此同时测量出沉淀池的水质量、水浊度是多少，当沉淀池的水达到既定的浊度目标时，这时流动电流仪的数值就是基准值。
（三）掌握好取样时间点距投药时间点
所谓掌握好取样时间点距投药时间点，就是使水体与所投加的药充分混合、凝聚。取样时间不可短，但是也不能过长。一般在投药后两至三个小时。
（四）以流动电流技术构成的混凝控制系统的典型流程图如下：
原水投加混凝剂后，经充分混合，取出一部分作为监测水样。对该水样的要求是既要充分混合均匀，对整体有良好代表性；又要避免时间过长，生成粗大矾花，干扰测定并造成测量系统的较大滞后水样经取样管送入流动电流检测仪（SCD），检测后得到的检测值，代表水中胶体在加药混凝后的脱稳程度。由混凝工艺理论得知，生产工艺条件参数一定时，混凝池的出水浊度与混凝后的胶体脱稳程度相对应。选择一个出水浊度标准，就相应有一个特定的检测值，可将此测定值作为控制系统的目标期望值，即控制系统的给定值。控制系统的核心是调整混凝剂的加药量，以改变水中胶体的脱稳程度，使水在混合后的检测值围绕在一个允许的误差范围内波动，达到混凝剂优化控制的目的。
总结：流动电流仪可以有效的控制混凝过程，提高制水质量，减少制水成本。本文从影响混凝效果的因素出发，再对流动电流仪的装置构造及工作原理以及流动电流仪在自动加药系统中的应用进行分析探讨。希望对流动电流仪在自动加药系统中的应用起到借鉴作用。
参考文献：
[1]尹振阳.采油井场自动加药系统设计与研究[D].西安石油大学，2012.
[2]徐学武，吴文秀，刘琛.油井自动加药系统的设计开发[J].石油机械，2015，01：100-102.
[3]张雪.SC5200型流动电流检测仪在净水处理中的应用[J].科技与企业，2013，02：327.
关键词：流动电流仪；自动加药系统；应用
前言
在制水、净水环节中，混凝剂的投加是必不可少的一个环节。在生产实践当中，所要进行处理的原水的水质、水量是不固定的，常处于变化之中。因此，要想实施净水工艺处理，投加混凝剂，那么就要根据水量以及水质制定出混凝剂投加量。确定混凝剂投加量不是很难，只需要通过混凝剂搅拌试验就可以很好的完成，但是，水质变化量太过迅速，混凝剂搅拌试验总处在一个滞后的状态。之前有很多供水系统、废水处理行业采取人工的方式进行制水净化处理，而采取人为的方式很难准确的控制加药的投加量，导致净水水质不稳，投加药量过大，从而浪费制水成本。随着科技的发展，制水行业逐渐利用流动电流仪来控制、掌握混凝剂投加量，取得效果非常明显。目前我国有非常多的制水处理行业都将流动电流仪应用到自动加药系统中。
一、影响混凝效果的因素
（一）水质的PH值
若想确定需用药剂的种类，那么首先必须判定PH值大小。PH值大小决定着选用药剂的种类、加药量，决定着混凝沉淀效果，它影响着混凝剂的水解速度以及混凝剂存在的性能与形态。
（二）水温
混凝水解多是吸热反应，温度低会影响混凝矾花形成的速度和结构，水温低时絮体形成的比较缓慢，并且结构松散，颗粒细小；温度过于高会使混凝剂分解成不溶性物质，或者促使絮凝剂发生老化，从而降低混凝的效果。
（三）水中粘性杂质
水中粘性杂质混凝效果相当差，主要是因为稳定性高、颗粒小原因。
（四）混凝剂种类
混凝剂的种类正确与否对混凝效果起决定性作用，判断混凝剂的种类主要从悬浮物、PH值、胶体的浓度和性质等等。如污染物主要成胶体状态，应先选无机混凝剂；如絮体比较小，需加高分子絮凝剂或使用活化硅胶等助凝剂。
（五）混凝剂投加顺序
如果混凝剂的种类、药量等等，都选择选择正确，但如果投加的顺序不正确那也起不到效果。一般而言，当无机混凝剂与有机混凝剂并用是，先加无机混凝剂。但当处理的胶粒在50μs以上时，需要先加有机混凝剂。
二、流动电流仪的装置构造及工作原理
流动电流仪装置主要由两部分组成，一个是检测水样的传感器，另一个是检测信号放大处理器。其最主要的核心是传感器。流动电流仪的构造如图所示：
从图中可以看出，传感器由圆筒以及活塞组成。这两个部件之间存在着一个环形空间，其间隙非常小。投药之后，水样以一定的流量进入到此环形空间，此时活塞开始往复运动，运动的速度频率为每秒数次，在这个过程中，不断排出、吸入水样。这时水中胶体颗粒吸附于活塞与圆筒的表面，当活塞进行运动时，环形空间里水也在不住的运动，由于活塞运动、水以及胶体之间的摩擦便产生流动电流。流动电流产生之后便由两端电极收集起来，然后通过信号放大器放大，整流成直流信号输出。当水中胶体颗粒浓度、加药量以及水流量发生变化时，混凝剂投加量就可以根据流动电流的参数来调节控制。
三、流动电流仪在自动加药系统中的应用
（一）判断分析混凝剂和原水水质是否适合采用流动电流仪
判断分析混凝剂和原水水质是否适合采用流动电流仪是至关重要的。根据对流动电流仪的试验结果以及实际应用得出结论，流动电流仪具有一定的适用范围。其不适于利用流动电流仪进行混凝剂控制、投加的有：油类、农药类、原水盐类等。农药类以及油类其表面的活性剂将对流动电流产生干扰，即便其浓度非常低也会产生影响。原水盐类，对流动电流仪的测量精准度有一定的影響，因为其PH值变化非常大，这就会促使流动电流仪测量数值发生偏差，其更多的应用在无机类混凝剂中。因此在利用流动电流仪时一定要判断好混凝剂以及原水水质是否适合，否则将起不到应有的效果。
（二）流动电流仪基准值的设定
利用流动电流仪时，首先第一步要进行就是，基准值的设定。基准值的设定分为两种方法：
（1）烧杯实验。首先，系统滞后时间的确定，就是从混凝剂投加的时间点到流动电流仪传感器的时间。其次，加矾量的确定。其方法是利用常规的烧杯搅拌试验。再有，反复进行加药量的烧杯实验，并且把时间定位系统滞后时间。最后，将刚刚进行完成的烧杯实验放入到流动电流仪的检测室中，并且要将进出口全部堵住，记录其从传感器到沉淀池出水所需时间的流动电流值，作为基准值。另外，一定要观察加油后出水质量、浊度如何，再根据实际情况调整基准值。
（2）如果其水量以及原水水质条件相对较稳，那么一开始要足够的混凝剂，然后慢慢减少投加量，与此同时测量出沉淀池的水质量、水浊度是多少，当沉淀池的水达到既定的浊度目标时，这时流动电流仪的数值就是基准值。
（三）掌握好取样时间点距投药时间点
所谓掌握好取样时间点距投药时间点，就是使水体与所投加的药充分混合、凝聚。取样时间不可短，但是也不能过长。一般在投药后两至三个小时。
（四）以流动电流技术构成的混凝控制系统的典型流程图如下：
原水投加混凝剂后，经充分混合，取出一部分作为监测水样。对该水样的要求是既要充分混合均匀，对整体有良好代表性；又要避免时间过长，生成粗大矾花，干扰测定并造成测量系统的较大滞后水样经取样管送入流动电流检测仪（SCD），检测后得到的检测值，代表水中胶体在加药混凝后的脱稳程度。由混凝工艺理论得知，生产工艺条件参数一定时，混凝池的出水浊度与混凝后的胶体脱稳程度相对应。选择一个出水浊度标准，就相应有一个特定的检测值，可将此测定值作为控制系统的目标期望值，即控制系统的给定值。控制系统的核心是调整混凝剂的加药量，以改变水中胶体的脱稳程度，使水在混合后的检测值围绕在一个允许的误差范围内波动，达到混凝剂优化控制的目的。
总结：流动电流仪可以有效的控制混凝过程，提高制水质量，减少制水成本。本文从影响混凝效果的因素出发，再对流动电流仪的装置构造及工作原理以及流动电流仪在自动加药系统中的应用进行分析探讨。希望对流动电流仪在自动加药系统中的应用起到借鉴作用。
参考文献：
[1]尹振阳.采油井场自动加药系统设计与研究[D].西安石油大学，2012.
[2]徐学武，吴文秀，刘琛.油井自动加药系统的设计开发[J].石油机械，2015，01：100-102.
[3]张雪.SC5200型流动电流检测仪在净水处理中的应用[J].科技与企业，2013，02：327.