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水厂开停机对水质在线仪表的影响
摘要：针对受城市供水调节水量影响水厂需要开停机的情况，通过观察机组开机和停机后1小时内水质在线仪表数据变化情况，研究了机组开停机对于水质在线浊度和在线余氯仪表的影响。同时探讨了在机组开停机后，稳流箱对于水质在线仪表的作用。结果表明：机组开机后，在线浊度有2分钟左右的剧烈波动，在线余氯受水流波动影响较小；机组停机后，在线浊度仪和在线余氯仪水流波动影响较小；安装稳流箱后减小了开机时在线浊度仪表数据波动区间。
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受城市管网水量和水压的变化，城市用户白天和夜间的用水量变化较大[1]。对于没有变频器[2]的水厂来说，通过机组开停机进行水量调节成为日常操作。合肥供水集团四水厂由于受多方面因素影响，使用的电机为固定频率，其中直供滨湖区域的机组为24小时连续生产，而向东流路加压站供水的另一路机组则需要在夜间停机，第二天早晨开机运行，以此来满足城市管网供水要求。在开停机操作过程中，出水管道水流方向发生改变，管道产生扰动，导致水质在线仪表监测数据发生剧烈波动，影响制水人员对于出厂水质的判断。笔者以该水厂为例，以滨湖在线浊度和余氯作为比照，探讨加压站供水机组开停机操作对于水质在线浊度和余氯的影响。另一方面，为探讨稳流箱对于水质在线仪表的作用，对出厂在线仪表进行整体改造，更换同一品牌仪表，在取水管道后端加装稳流箱，根据改造前后在线仪表数据比对来研究稳流箱对于水质在线仪表的作用。
1、出厂在线仪表介绍
1.1 改造前
对滨湖区域供水监测的在线仪表为美国哈希1720E浊度仪和哈希CL17余氯仪，安装有稳流箱；对加压站区域供水监测的在线仪表为德国E+HCUS52D型浊度仪和CCS51D型，没有安装稳流箱；其中哈希浊度仪为散射光法[3],可以实时检测浊度；哈希余氯仪为分光光度法[4],检测周期为5分钟每次；E+H浊度仪和余氯仪都为电极法[5],可以实时检测浊度和余氯。
1.2 改造后
对滨湖区域供水和加压站区域供水监测的在线仪表都为美国赛默飞AquaClear低浊度仪和赛默飞ChlorineXP余氯分析仪，都安装有稳流箱；其中浊度仪为散射光法，可以实时检测浊度；余氯仪为分光光度法，检测周期为2分钟每次。
2、开停机数据变化
2.1 改造前数据
2.1.1 开停机时间
2.1.2 开机
以每天6:40到7:39总共60分钟的在线仪表数据为分析对象，以不停机滨湖供水在线仪表数据作为比照，分析出厂水在线浊度、余氯变化情况。
2.1.2.1 浊度
从图1可以看出，开机以后，2分钟内浊度急剧变化，最高值超过5NTU,2分钟后浊度恢复正常，波动原因为：受开机瞬间管道压力和流量变化，水中浊度短时间波动。
2.1.2.2 余氯
从图2可以看出，开机以后，5分钟内余氯急剧变化，5分钟后余氯恢复稳定，波动原因为：受停机影响，余氯仪水样杯中水的余氯值随时间流逝逐渐降低；开机后出厂水从取水管道进入在线余氯仪水样杯中，余氯数值很快恢复正常。
2.1.3 停机
以每天23:00到24:00总共60分钟在线仪表数据为分析对象，以不停机滨湖供水仪表数据作为比照，分析出厂水在线浊度、余氯变化情况。
2.1.3.1 浊度
从图3可以看出，停机以后，2分钟内浊度缓慢变化，最高为0.28NTU,2分钟后浊度恢复正常，波动原因为：受停机瞬间管道压力和流量变化，水中浊度短时间波动。
2.1.3.2 余氯
从图4可以看出，停机以后，15分钟内余氯缓慢变化，15分钟后余氯恢复稳定，波动原因为：停机后余氯仪不进水，水样杯中水的余氯数值缓慢下降。
2.2 改造后数据
2.2.1 开停机时间
2.2.2 开机
以每天5:50到6:49总共60分钟在线仪表数据为分析对象，以不停机滨湖供水在线仪表数据作为比照，分析出厂水在线浊度、余氯变化情况。
2.2.2.1 浊度
从图5可以看出，开机以后，2分钟内浊度急剧变化，最高值为0.25NTU,2分钟后浊度恢复正常，波动原因为：受开机瞬间管道压力和流量变化，水中浊度剧烈波动。
2.2.2.2 余氯
从图6可以看出，开机以后，2分钟内余氯急剧变化，2分钟后余氯恢复稳定，波动原因为：受停机影响，取水管道没有水样进入余氯仪表，余氯数值为零值；开机后在线余氯仪正常进水，仪表开始检测。
2.2.3 停机
以每天22:10到23:09总共60分钟在线仪表数据为分析对象，以不停机滨湖供水在线仪表数据作为比照，分析出厂水在线浊度、余氯变化情况。
2.2.3.1 浊度
从图7可以看出，停机以后，除第四天外在线浊度在2分钟内基本不变；而第四天波动较大，4分钟后恢复，波动原因为：受停机瞬间管道压力和流量变化，在线浊度短时间波动。
2.2.3.2 余氯
从图8可以看出，停机以后，余氯2分钟后数值归零，波动原因为：停机后在线余氯仪不进水，余氯测量数值为零值。
3、结果分析
3.1 对在线浊度影响
3.1.1 开机影响
由图1和图5可以看出：开机后2分钟内在线浊度剧烈变化，随后恢复正常。主要是由于开机后出水管道水量和水压发生剧烈波动，导致出水管道水流急剧变化，水中悬浮颗粒增加，水中浊度上升；等开机运行稳定后，出水流速相对稳定，水中浊度恢复正常。
3.1.2 停机影响
由图3和图7可以看出：停机后2分钟内在线浊度缓慢上升，随后恢复稳定。主要是由于停机后出水管道水量和水压归零，水流瞬间停止，水中产生扰动，水中浊度缓慢上升，取水管路没有水进入，仪表数值保持稳定。
3.2 对在线余氯影响
3.2.1 开机影响
由图2和图6可以看出：开机后5分钟内，E+H余氯仪表数值随着水样进入逐渐上升直至稳定波动，而赛默飞余氯仪表数值在检定周期内恢复正常数值。开机时出水管道压力和流量变化对于余氯值没有影响，余氯仪表只受取水流量和压力影响。
3.2.2 停机影响
由图4和图8可以看出，停机后由于取样管中没有水进入，E+H余氯仪表由于有水样杯，其余氯数值缓慢下降；赛默飞余氯仪表数值在检测周期内归零。
3.3 稳流箱作用
由图1和图5可以看出：开机后浊度最高值由改造前的5NTU降为改造后的0.25NTU,由图1和图5可以看出：大幅降低了浊度波动范围。
4、结语
水厂机组开机后，在线浊度数据有2分钟左右的剧烈波动，在线余氯数据在正常进水后不受影响；机组停机5分钟前后，在线浊度余氯数据变化较小，只受进水量影响；在线仪表安装稳流箱后，减少了开机时在线浊度波动范围，对在线余氯没有影响。
参考文献:
[1]范健超.变频器在水泵供水系统中的应用[J].黑龙江文学,2020,11(24):120-121.
[2]陶若凌.合肥市供水系统用水量预测与压力优化调控技术研究[D].杭州:浙江大学,2020:19-20.
[3]施美霞.水质分析中的浊度检测研究[J].化工管理,2020(28):175-176.
[4]徐慧龙,何耀星,等.供水管网在线监测系统的安装及维护[J].科技风,2016(13):153-154.
[5]袁耀芬.多种余氯在线监测仪在自来水厂的应用研究[J].自动化应用,2021(02):56-58.
文章来源：宋龙.水厂开停机对水质在线仪表影响[J].科技风,2022,(03):49-52.
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