改进加氯系统稳定出厂水余氯值——提升出厂水水质合格率

张永慧

中国中石化胜利油田供水公司民丰水务项目部民丰水厂

摘要：胜利油田供水分公司民丰水厂是油田最早建设第一座，经过数次工艺改进，现在水质合格率受出厂水余氯影响较多，水厂新工艺2008年底投入运行，新工艺加氯系统对滤前加氯控制比较理想，而滤后投加点要经过清水池，系统滞后相对较大，采用手动和流量配比，控制系统的调节特性不好，尤其是当水质水量变化较大时问题更明显；且民丰水厂原水供应和水厂水处理距离较远分属两个单位，协调相对反应较慢。民丰水厂滤后加氯取样点位置距离滤后加氯点4米左右，按流量计46厘米/秒计算，氯气从投加到取样管线返回到余氯仪只有10多秒时间，氯气在管线混合反应时间短，影响滤后余氯值测量准确度。后加氯取样管线在主管线上部，清水池水位低时，管线不满管或有空气，返冲洗2台反冲泵用水量比较大，主管线里只有很少水流过，影响到余氯测量结果,造成加氯量忽高忽低，加氯曲线上下波动。现在民丰水厂加氯控制方式为就地手动控制加中控室远程流量配比控制，这种方式随值班人员的经验、每次旋转的力度、清水池的停留时间等差异造成每次调节结果都不一样，调节方式很难保持出厂水余氯的恒定，影响出厂水合格率，增加了水厂职工劳动强度，同时因人为操作不及时调整加氯量造成氯气资源的浪费。水厂相关人员针对水厂实际情况，采取了四方面措施来改进加氯系统稳定水厂出厂水余氯。

关键词：加氯  流量  位置  余氯

一、民丰水厂加氯系统简介

1、加氯系统包括2部分：前加氯和滤后加氯

图1前加氯和滤后加氯机图2 水厂氯库

新工艺加氯系统对滤前加氯控制比较理想，而滤后投加点要经过清水池，系统滞后相对较大。前加氯部分主要杀灭水中细菌、微生物、也起到部分助凝、助滤作用；滤后加氯是保证出厂余氯的最重要环节，主要是起消毒作用，直接关系到出厂水的合格率和稳定性。

2、加氯控制方式采用手动和流量配比方式

前加氯采用流量配比控制比较理想，而后加氯也采用手动控制、流量配比、控制系统的调节特性不好；这两种方式随值班人员的经验、清水池的停留时间等差异造成每次调节结果都不一样，这样调节很难保持出厂水余氯的恒定.影响出厂水合格率，增加了水厂职工劳动强度；同时因人为操作不及时调整加氯量造成氯气资源的浪费。

3、余氯PID方式余氯值波动非常大

中控室采用加氯系统的余氯PID系统选项时，余氯值非常不稳定调节数值上下幅度相差很大。

通过对比可以看出采用PID控制方式时余氯值曲线相对于正常余氯值曲线波动非常厉害，对出厂水余氯控制不利。

4、主要采用流量配比控制

比例控制一般应用在前加氯比较多，比例控制结构简单，但是它也有应用的局限性，比如温度变化或滤后水水质波动大时，对余氯的稳定控制能力就有影响，而且究竟比值设定值合不合理，只能靠操作人员凭经验去调节 。

5、滤后加氯取样点位置不合理

（1）、取样管线位置距离滤后加氯点4米左右，按流量计46厘米/秒计算，氯气从投加到取样管线返回到余氯仪只有10多秒时间，氯气在管线混合反应时间短，影响滤后余氯值测量准确度。

（2）、后加氯取样管线在主管线上部，清水池水位低时，管线不满管或有空气，返冲洗2台反冲泵用水量比较大，主管线里只有很少水流过，这样就影响到余氯测量结果,造成加氯量忽高忽低，加氯曲线上下波动。

二、对加氯系统的改进措施

为了达到出厂余氯的稳定控制，小组成员反复对比运行报表和中控参数，确定改进措施：

1、改进流量配比控制方式受反冲影响较大的状况

新工艺反冲泵2台流量大约1400方/小时  ，反冲6组池子时间约3小时，每24小时反一次，夏季还要缩短时间周期，老清水池容量6000方，老泵房外输能力1200-1300方左右，高峰期1700-1800方；在反冲洗这段时间，反冲洗用水量基本和原水量持平，连通清水池主管线只有少量水流过，由于采用流量配比控制，氯气基本处于停加状态，这时间段出厂水基本是清水池库存水，余氯下降很快，出厂水余氯曲线呈陡降趋势；决定采取调整运行参数错开反冲时间，先反冲1、2、3#三组滤池约1.5小时，2个小时后在反4、5、6#另外三组滤池，这样增加中间水量及氯气量补充，降低了对出厂余氯的影响。

2、调整外输机泵搭配

清水泵房内部是由3组池子组成，来自新工艺滤后水管线与之相连接，1#池进水管线安装位置较低，2#、3#池中间墙有3个水泥涵洞连通，1#、2#池钢管连通；长时间使用1#池，再次倒用2、3#池时，将近3500方水的余氯值非常低，3小时内出厂余氯达不到合格标准，运行时合理搭配1#和2#、3#池使用，5台外输泵倒替使用，避免出厂余氯值超标。

3、改变后加氯取样点位置

原计划在流量计阀井管线上开空安装取样管线，这样距离加氯点位置比原取样管位置远些使氯气混合时间长些，但玻璃钢管线开口困难，决定在原取样管安装套管上水平45 度位置开孔安装管线并加装三通与原取样管线连接，这样可以转换使用不同位置的取样管，可以进行效果对比。

4、改进余氯PID控制反馈方式

通过中控室对余氯PID控制使用测试，中控室余氯PID信号取自滤后在线余氯仪，氯气在水中混合时间短，测量值波动大；受滤后余氯取样及水量变化的影响，PID控制不很理想，调整频繁上下浮动较大呈锯齿形状。采取对余氯PID改用出厂水在线余氯仪反馈值方法，采用复合环、余氯串级控制等方式，进行了综合调试试验，达到了最终确保出厂水余氯稳定的目的。

三、改进措施取得的效果及总结

通过实施以上四项改进措施，调整运行参数错开反冲时间，改进了流量配比控制方式受反冲影响较大的状况；增加中间水量及氯气量补充，使出厂水余氯趋于稳定、调整工艺运行参数外输泵搭配运行合理的搭配，避免了余氯的突然降低。改进余氯取样点位置、调整工艺参数，对余氯PID控制反馈改用出厂水在线余氯仪反馈值，稳定了民丰水厂出厂水余氯值，提升水质合格率、整体提高了水厂运行安全可靠性；同时降低工人劳动强度，降低氯气消耗量节约了一部分药剂费用；虽然分公司7个水厂采用的自控、药剂投加设备不完全相同，但民丰水厂加氯控制的改进对其他水厂的出厂水余氯控制会起到一定借鉴作用。

参考：

《出厂水余氯稳定性控制》-江迎春，徐军，徐飞

《供水系统加氯模式优化理论与计算方法》- 邓涛

作者简介：张永慧，男，1970年11月出生，高级技师，自动化维护首席技师，从事水厂自动化技术工作。

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