一种自来水加氯控制方法和系统与流程

本发明涉及净水处理技术领域，更具体的说，是涉及一种自来水加氯控制方法和系统。

背景技术：

加氯消毒是当前净水处理所采用的主要方式。水处理加氯过程中共有三处加氯点，分别是前加氯、库加氯和补加氯。其中，前加氯主要是杀灭水中的微生物、细菌、氧化有机物及延长加氯消毒的接触时间，同时起到助凝、助虑作用，而库加氯及补加氯主要是补充前加氯后的余氯不足，保证余氯量达到规定的指标。

目前国内所采用的加氯控制技术主要包括如下几种方式：

第一种是通过人工给定计算机投加率，以此来实现加氯量与水流量成正比的半自动控制。但是此方法只有在工艺环境比较稳定的条件下使用，才能保证出水水质，不能及时根据源水水质的变化改变其投加率。

第二种是根据源水水质与水量，建立前馈数学模型，然后将前馈数学模型编程输入计算机，计算机根据源水的瞬时参数变化计算出瞬时投加率，从而实现计算机自动控制。其中，模型控制参数有滤后水流量、出厂水流量、清水池水位、水质等。所述数学模型可采用数理统计法求得，有线性与非线性之分。采用此种控制方式，能及时根据源源水水量与水质变化，准确地改变其投加量，对提高水质与降低药耗起到一定的作用。但是由于这种方式需要的检测仪器较多，并要使检测仪器处于完好的状态也需要有一定的维护工作，因此，此种检测方法需要耗费较大的投资。

技术实现要素：

有鉴于此，有必要针对上述问题，提供一种自来水加氯控制方法和系统，对前加氯、库加氯和补加氯过程中，分别通过不同的参数进行加氯投加量的计算和控制，在使用过程中可以通过多种参数进行同样效果的加氯控制。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种自来水加氯控制方法，包括以下步骤：

S1、前加氯，根据源水流量、氨氮气值指标计算投加值；

ΔF1＝ΔQ/Qf*Fn1＝(Ql-Qf)/Qf*Fn1

F1＝Fn1+ΔF1*M＝Fn1+(Ql-Qf)/Qf*Fn1*M1

式中，ΔQ为源水流量变化量，Qf为变化前源水流量，Ql为变化后源水流量，Fn1为当前前加氯投加量，F1为新的前加氯投加量，ΔF1为前加氯投加量变化量，M1为当前前加氯投加量在新的前加氯投加量中所占比重系数；

S2、库加氯，采集源水流量和库氯值，并根据源水流量、库氯值分别计算库加氯投加量；

S3、补加氯，采集清水流量、余氯值和总氯值，并根据清水流量，余氯值和总氯值分别计算补加氯投加量。

作为优选的，所述步骤S1中，前加氯投加量根据源水流量的增减比例控制，前加氯投加量增减时需要乘以比重系数M1，M1＝0.8。

作为优选的，所述步骤S1中，还包括设定氨氮气值指标上限，当氨氮气值超过设定的上限时，前加氯投加量在当前的基础上翻倍。

作为优选的，所述步骤S2中，根据源水流量的增减比例控制库加氯投加量，通过以下算法计算库加氯投加量，具体包括：

Δ1F2＝ΔQ/Qf*Fn2＝(Ql-Qf)/Qf*Fn2

F2＝Fn2+Δ1F2*M＝Fn2+(Ql-Qf)/Qf*Fn2*M21

式中，Fn2为当前库加氯投加量，Δ1F2为库加氯投加量变化量，F2为新的库加氯投加量，M21为当前库加氯投加量在新的库加氯投加量中的比重系数， M21＝0.8。

作为优选的，所述步骤S2中，根据库氯值计算库加氯投加量的方法具体包括：

测试通过在时间点T1增加或减少当前库加氯投加量，测试时间点T1到时间点T2间库氯值的波峰或波谷，t＝T2－T1即为延时时间；

以延时时间作为测试周期，测试K值，K值即表征库加氯投加变化量与库氯值变化量的关系值，表示单位库氯值的变化量需要多少库加氯；

K＝ΔF2/(Imax-If)

ΔF2＝K*(Is-In)

F2＝Fn2+ΔF2*M2＝Fn2+K*(Is-In)*M22

式中，ΔF2为库加氯投加量变化量，Imax为库氯值的峰值，If为改变前库氯值，Is为设定库氯值，In为当前库氯值，F2为新库加氯投加量，Fn2为当前库加氯投加量，M22为当前库加氯投加量在新库加氯投加量中所占比重系数， M22＝0.3。

作为优选的，所述步骤S3中，根据清水流量计算补加氯投加量具体包括：

ΔF3＝ΔQ/Qf*Fn3＝(Ql-Qf)/Qf*Fn3

F3＝Fn3+ΔF3*M31＝Fn3+(Ql-Qf)/Qf*Fn*M31

式中，Fn3为当前补加氯投加量，ΔF3补加氯投加量变化量，F3为新的补加氯投加量，M31为当前补加氯投加量在新的补加氯投加量中的比重系数， M31＝0.8，测出上式中的参数值，即可得出需要的补加氯投加量并进行投加。

作为优选的，所述步骤S3中，根据余氯值或总氯值计算补加氯投加量的方法具体包括：

S31、计算补加氯投加量分别对余氯值和总氯值的延时时间及K1、K2值， K1值即表征补加氯投加变化量与余氯值变化量的关系值，单位余氯值的变化量需要多少补加氯，K2值即表征补加氯投加变化量与总氯值变化量的关系值，单位总氯值的变化量需要多少补加氯；

S32、根据延时时间及K值计算出在余氯值或总氯值或余氯值和总氯值共同参照下的补加氯投加量。

作为优选的，所述步骤S31具体包括：计算出补加氯投加量对余氯值和总氯值作用的延时时间及K1值，通过在时间点T1增加或减少当前补加氯投加量，测试时间点T1到时间点T2间库氯值的波峰或波谷，t1＝T2－T1即为延时时间；

根据测出的延时时间作为周期t1，并测试K1值：

K1＝ΔF3/(Is1-In1)

ΔF31＝K1*(Is1-In1)

ΔF3为补加氯投加量变化量，Is1为设定余氯值，In1为当前余氯值，并测试得出补加氯投加量对总氯值作用的延时时间t2及K2值：

K2＝ΔF3/(Is2-In2)

ΔF32＝K2*(Is2-In2)

式中，Is2为设定总氯值，In1为当前总氯值。

作为优选的，所述步骤S32包括：

仅通过余氯值计算补加氯投加量：

F3＝Fn3+ΔF31＝Fn3+K1*(Is1-In1)*M31

仅通过总氯值计算补加氯投加量：

F3＝Fn3+ΔF32＝Fn3+K2*(Is2-In2)*M32

通过余氯值和总氯值共同参照计算补加氯投加量：

F3＝Fn3+(ΔF31*X+ΔF32*Y)＝Fn+(K1*(Is1-In1)*X+K2*(Is2-In2)*Y)*K’

上式中，X、Y分别表示总氯值和余氯值在控制中所占的比重，0≤X≤1， 0≤Y≤1，且X+Y＝1，K’取值范围为0.5～0.8。

一种根据上述方法进行自来水加氯控制的系统，其特征在于，包括前加氯控制模块、库加氯控制模块和补加氯控制模块；

所述前加氯控制模块用于控制前加氯投加量的计算和投放；

所述库加氯控制模块包括源水流量控制单元和库氯值控制单元，所述源水流量控制单元用于根据源水流量的增加比例控制库加氯投加量的变化；所述库氯值控制单元用于根据库氯值控制库加氯投加量的变化；

所述补加氯控制模块包括余氯控制单元、总氯控制单元及复合控制单元；所述余氯控制单元用于根据余氯值控制补加氯投加量；所述总氯控制单元用于根据总氯值控制补加氯投加量；所述复合控制单元用于根据余氯值和总氯值共同作用控制补加氯投加量。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：在前加氯、库加氯和补加氯过程中，分别采集不同的参数对加氯投加量进行计算和控制，准确地改变其投加量，使得控制方式更加多样，同时在采集相关参数的仪器损坏或检修时，通过其他仪器进行采集计算，从而不致使设备出现投加空隙。

附图说明

图1为本发明实施例的方法流程图；

图2 为本发明实施例的系统结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明所述的一种自来水加氯控制方法和系统作进一步说明。

以下是本发明所述的一种自来水加氯控制方法和系统的最佳实例，并不因此限定本发明的保护范围。

图1示出了一种自来水加氯控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、前加氯，根据源水流量、氨氮气值指标计算投加值；

ΔF1＝ΔQ/Qf*Fn1＝(Ql-Qf)/Qf*Fn1

F1＝Fn1+ΔF1*M＝Fn1+(Ql-Qf)/Qf*Fn1*M1

式中，ΔQ为源水流量变化量，Qf为变化前源水流量，Ql为变化后源水流量，Fn1为当前前加氯投加量，F1为新的前加氯投加量，ΔF1为前加氯投加量变化量，M1为当前前加氯投加量在新的前加氯投加量中所占比重系数；

S2、库加氯，采集源水流量和库氯值，并根据源水流量、库氯值分别计算库加氯投加量；

S3、补加氯，采集清水流量、余氯值和总氯值，并根据清水流量，余氯值和总氯值分别计算补加氯投加量。

作为优选的，所述步骤S1中，前加氯投加量根据源水流量的增减比例控制，前加氯投加量增减时需要乘以比重系数M1，M1＝0.8。

作为优选的，所述步骤S1中，还包括设定氨氮气值指标上限，当氨氮气值超过设定的上限时，前加氯投加量在当前的基础上翻倍。

作为优选的，所述步骤S2中，根据源水流量的增减比例控制库加氯投加量，通过以下算法计算库加氯投加量，具体包括：

Δ1F2＝ΔQ/Qf*Fn2＝(Ql-Qf)/Qf*Fn2

F2＝Fn2+Δ1F2*M＝Fn2+(Ql-Qf)/Qf*Fn2*M21

式中，Fn2为当前库加氯投加量，Δ1F2为库加氯投加量变化量，F2为新的库加氯投加量，M21为当前库加氯投加量在新的库加氯投加量中的比重系数， M21＝0.8。

作为优选的，所述步骤S2中，根据库氯值计算库加氯投加量的方法具体包括：

测试通过在时间点T1增加或减少当前库加氯投加量，测试时间点T1到时间点T2间库氯值的波峰或波谷，t＝T2－T1即为延时时间；

以延时时间作为测试周期，测试K值，K值即表征库加氯投加变化量与库氯值变化量的关系值，表示单位库氯值的变化量需要多少库加氯；；

K＝ΔF2/(Imax-If)

ΔF2＝K*(Is-In)

F2＝Fn2+ΔF2*M2＝Fn2+K*(Is-In)*M22

式中，ΔF2为库加氯投加量变化量，Imax为库氯值的峰值，If为改变前库氯值，Is为设定库氯值，In为当前库氯值，F2为新库加氯投加量，Fn2为当前库加氯投加量，M22为当前库加氯投加量在新库加氯投加量中所占比重系数， M22＝0.3。

作为优选的，所述步骤S3中，根据清水流量计算补加氯投加量具体包括：

ΔF3＝ΔQ/Qf*Fn3＝(Ql-Qf)/Qf*Fn3

F3＝Fn3+ΔF3*M31＝Fn3+(Ql-Qf)/Qf*Fn*M31

式中，Fn3为当前补加氯投加量，ΔF3补加氯投加量变化量，F3为新的补加氯投加量，M31为当前补加氯投加量在新的补加氯投加量中的比重系数， M31＝0.8，测出上式中的参数值，即可得出需要的补加氯投加量并进行投加。

作为优选的，所述步骤S3中，根据余氯值或总氯值计算补加氯投加量的方法具体包括：

S31、计算补加氯投加量分别对余氯值和总氯值的延时时间及K1、K2值， K1值即表征补加氯投加变化量与余氯值变化量的关系值，单位余氯值的变化量需要多少补加氯，K2值即表征补加氯投加变化量与总氯值变化量的关系值，单位总氯值的变化量需要多少补加氯；

S32、根据延时时间及K值计算出在余氯值或总氯值或余氯值和总氯值共同参照下的补加氯投加量。

作为优选的，所述步骤S31具体包括：计算出补加氯投加量对余氯值和总氯值作用的延时时间及K1值，通过在时间点T1增加或减少当前补加氯投加量，测试时间点T1到时间点T2间库氯值的波峰或波谷，t1＝T2－T1即为延时时间；

根据测出的延时时间作为周期t1，并测试K1值：

K1＝ΔF3/(Is1-In1)

ΔF31＝K1*(Is1-In1)

ΔF3为补加氯投加量变化量，Is1为设定余氯值，In1为当前余氯值，并测试得出补加氯投加量对总氯值作用的延时时间t2及K2值：

K2＝ΔF3/(Is2-In2)

ΔF32＝K2*(Is2-In2)

式中，Is2为设定总氯值，In1为当前总氯值。

作为优选的，所述步骤S32包括：

仅通过余氯值计算补加氯投加量：

F3＝Fn3+ΔF31＝Fn3+K1*(Is1-In1)*M31

仅通过总氯值计算补加氯投加量：

F3＝Fn3+ΔF32＝Fn3+K2*(Is2-In2)*M32

通过余氯值和总氯值共同参照计算补加氯投加量：

F3＝Fn3+(ΔF31*X+ΔF32*Y)＝Fn+(K1*(Is1-In1)*X+K2*(Is2-In2)*Y)*K’

上式中，X、Y分别表示总氯值和余氯值在控制中所占的比重，0≤X≤1，0≤Y≤1，且X+Y＝1，K’取值范围为0.5～0.8。

图2示出了一种根据上述方法进行自来水加氯控制的系统，其特征在于，包括前加氯控制模块、库加氯控制模块和补加氯控制模块；

所述前加氯控制模块用于控制前加氯投加量的计算和投放；

所述库加氯控制模块包括源水流量控制单元和库氯值控制单元，所述源水流量控制单元用于根据源水流量的增加比例控制库加氯投加量的变化；所述库氯值控制单元用于根据库氯值控制库加氯投加量的变化；

所述补加氯控制模块包括余氯控制单元、总氯控制单元及复合控制单元；所述余氯控制单元用于根据余氯值控制补加氯投加量；所述总氯控制单元用于根据总氯值控制补加氯投加量；所述复合控制单元用于根据余氯值和总氯值共同作用控制补加氯投加量。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。