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发展趋势1、微电子、仪器仪表、电气设备、自动化技术的进行2、给水排水工程由土木工程型向设备型转化，给水排水工程的仪表化，设备化，自动化迅速发展3、各种先进的自动，自动控制技术、设备、仪表已在给水排水工程的各个工艺环节以至全系统上应用。第一章1、自动控制系统的基本目的：解放劳动力提高效率：应用自动控制技术可以解脱繁重的、单调的、低效的人类劳动，以提高生产效率和提高生活水平；提高精度和质量：对现代生产中很复杂的或极精密的工作，用人力不能胜任时，应用自动控制技术就可以保证高质量地完成任务。2、自动控制：在人不直接参加情况下，利用外加的设备或装置使整个生产过程或工作机械自动地按预定规律运行，或使其某个参数按预定要求变化。自动控制系统基本构成：整定文件：或给定文件，给出被控量应取的值。测量元件：检测被控量的大小，如流量计等。比较元件：用来得到给定值与被控量之间的误差。放大元件：用来放大误差信号，驱动执行机构。执行元件：用来执行控制命令，推动被控对象。电机是典型的执行文件校正元件：用来改善系统的动、静态性能。能源元件：用来提供控制系统所需的能量。第二章1、常用仪表与设备可分为以下几类：过程参数检测仪表：包括各种水质参数在线检测仪表，如浊度、pH值等，工作参数的检测，如压力。过程控制仪表：如电动、气动单元组合仪表。调节控制的执行设备：水泵、电磁阀、调节阀等。2、测量仪表性能指标：（1）精确度：即精度，表示仪表测量结果的可靠程度，精度等级数值越小，仪表测量精确度越高。精度一定，减小量程可减小测量误差。（2）变差：外界条件不变的情况下使用同一仪表对某一变量进行正反行程测量时对应于同一测量值所得的读书间的差异，使用中不能超出仪表允许误差。（3）线性度：检测仪表的输入输出信号之间存在线性对应关系，并将仪表的刻度制成线性。线性度衡量实际特性偏离线性程度的指标（4）灵敏度和分辨率：灵敏度指仪表仪表输出京华量与引起此变化量之比，反映仪表对被测量变化的灵敏程度3、pH计的清洗方法机械刷洗、超声波清洗、水喷射清洗、化学溶液喷射清洗、复合清洗4、pH计应用的注意事项：（1）电极清洗方式：要选用于所测液体的介质条件环境;(2)安装配管应合理：以保证介质的流通性能;(3)信号干扰问题：电势mv级，易受干扰，在泵后安装时最好距电机一定距离;(4)保持输入端插口的清洁：不用时将短路线接入;(5)玻璃电极的玻璃球泡切忌与硬物相接触;(6)预热：短时间测量5min，长时间测量20min以上;(7)甘汞电极内部的氯化钾溶液保持在2/3左右;(8)测量时必须注意控制溶液的温度的变化。5、电导率检测仪表（1）定义：导电能力强弱，水被污染程度和溶液中所含发芽率分或其他离子的量，水质监测常规项目之一。（2）维护保养：A、定期标定：包括零点标定（5%的无水亚硫酸钠中进行）和量程标定（空气或空气饱和的水中进行）B、定期清洗：人工清洗或自动清洗C、电极更换：仪器中传感器状态显示耗尽时需要更换D、仪器停用时应产即将电极浸泡在除盐水中，不允许处于干燥状态。6、浊度检测仪表（1）浊度是否等同于SS浓度？悬浮物浓度指单位水体中可以用滤纸截留的物质的量，而浊度是一种光学效应，它表现出光线透过水层时受到阻碍的程度。浊度不能代替悬浮物，但浊度与悬浮物浓度之间内在的联系：一般情况下，悬浮物浓度越高，水体浊度就越高，反之悬浮物浓度低浊度出越低。（2）浊度仪基本构造及特点a、透射光测定法：结构简单，测量范围广，稳定性差，受色度影响大，仪器线性差，现少采用。b、散射光测定法：当前浊度仪的主要形式，90摄氏度散射，前后散射，窗口污染，线性色度影响较好。c、比较测定法：色度影响小，稳定性好，线性理想。d、表面散射光测定法：无窗口污染，线性好，色度较小，范围广，校正方便，杂质分布不均会造成误差。（3）浊度仪校正需注意的问题：不能用蒸馏水代替零浊度水；检定时对环境温度有要求。（4）光学测定浊度时需要标准浊度水样7、生化需氧量（BOD）检测仪表BOD指在有溶解氧的条件下，好痒微生物在分解水中有机物的生物化学氧化过程中所消耗的溶解氧量。（1）测定方法及原理五天培养法、检压法、库仑法、微生物电极法等。a、五天培养法：水样经稀释后，在20度条件下培养五天，求出培养前后水样中溶解氧含量，差值即是。b、检压法：水样置于装有一个CO2吸收剂小池的密闭培养瓶中，用压力计测出压力降低值求出BOD。c、库伦法：在减压法的基础上发展起来的，微生物氧化分解有机物所消耗的氧由电解产生的氧气来供给和补充，压差由导电溶液的继电回路自动控制。d、微生物电极法：将微生物技术与电化学检测技术相结合。在适宜的BOD物质浓度范围内，电极输出电流降低值与BOD物质浓度之间呈线性关系。（2）BOD监测仪微生物膜电极BOD测定仪：20min内完成一个水样的测定，适用于多种易降解废水的监测。8、化学需氧量（COD）检测仪表COD指在一定条件下，氧化1L水样中还原性物质所消耗的氧化剂量反映水中受还原性物质污染程度。测定方法及原理：重铬酸钾法和酸性高锰酸钾法，记CODcr和CODMn重铬酸钾法：定重铬酸钾在强酸溶液中将有机物氧化，剩余的重铬酸钾以邻菲罗啉为指示剂，用硫酸亚铁铵回滴，由实际消耗的重铬酸钾量计算出COD。9、紫外（UV）吸收检测仪表有机物对254nm附近的光有强烈的吸收，面对可见光吸收甚微，反映水受有机物的污染程度。（1）测定方法及原理分光光度法：选一定波长的光照射被测物质溶液，测量其吸光度，依据吸光度计算被测组分的含量。理论依据：吸收定律，即郎伯-比尔定律。10、总有机碳（TOC）检测仪表TOC是以碳的含量表示水中有机物总量的一项综合性指标，反映水中总有机物的污染程度。（1）测定方法及其原理燃烧氧化—非分散红外吸收法：将水样注入高温炉内的石英管，高温下在催化剂（铂和三氧化二铬）的作用下，使有机物燃烧裂解转化为CO2，用红外线气体分析仪测定，从而确定水中碳的含量，目前应用广泛。11、总需氧量（TOD）检测仪表TOD指水中有机物和还原性无机物在高温下燃烧生成稳定的氧化物时的需氧量，TOD和TOC的比值可以提供水中有机碳种类的大致信息。测定方法及原理：TOD分析仪工作流程如图：O2，N2CO2，H2OCO2水样Pt催化剂900°12、流量监测仪（1）种类按测量原理分：A、学原理：差压式、转子流量计、靶式流量计、涡轮式流量计、堰槽式流量计。B、电学原理：电磁式、电感式、应变电阻式流量计C、声学原理：超声波式、声学式流量计D、热学原理：热量式，直接、间接热量式流量计E、光学原理：激光式、光电式流量计F、原子物理学原理：核磁共振式、核辐射式流量计13、超声波流量计：原理：传播速度变化，射束位移，多普勒效应，流动产生的声音，对应的测量方法是传播速度差法，（相位差法，时间差法，声循法）射束位移法，石英燃烧管冷却脱水器氧燃料电池记录仪多普勒法，听音法特点：无妨碍测量，对高粘度液体，非导电性液体或气体也适用，被侧对象广，测量方便等14、常用塔里检测仪表（1）弹性式压力表：目前生产过程使用最广泛的压力表。包括弹簧管压力计，波纹管压力计，膜式压力计，其中弹簧管压力计机构简单，使用方便，价格便宜，使用范围广。目前工业上使用最多的测压仪表。（2）压力传感器：能满足自动化系统集中检测显示和控制的要求，包裹。应变力压力，压电式压力传感压阻式，电容式压力传感器，集成式压力传感器。15、高可靠性水质自动监测系统包括4要素：（1）高质量的系统设备；（2）完备的系统设计；（3）严格的施工管理；（4）负责的运行管理。16、监测基站构成：监测基站管理系统、PLC控制单元、水样采集单元、水样预处理单元、在线监测仪、管路清洗、除藻单元、电力保证单元、防雷设置、辅助单元。（大坦沙污水处理厂水质水量在线监测一二期出水口监测基站仪器布局—很丑XD）第三章水泵及管理系统的控制调节1、水泵与管道系统组成a、水泵与管道系统：城市供水系统（输配水管网，二级泵站，加压泵站）b、城市雨水污水系统（排水管网、雨水泵站、污水泵站）c、小区、建筑给水系统（小区、建筑给水管网、加压设施）d、小区、建筑排水系统（排水管网、小区排水泵站、室内污水提升泵站）2、水泵控制系统的分类（1）开停双位控制改变每台泵的开、停状态；改变水泵的运行台数（2）对工作点的调节控制调节阀门的开启度；改变泵的转速3、离心泵及其调节调节方式：变速调节或阀门调节4、汽蚀的危害（1）产生振动和噪声（2）降低泵的性能。汽蚀产生了大量的气泡，堵塞了流道，破坏了泵内液体的连续流动，使泵的流量、扬程和效率明显下降。（3）破坏过流部件。因机械剥蚀和电化学腐蚀的作用，使金属材料发生破坏，通常受汽蚀破坏的部位多在叶轮出口附近和排液室进口附近。汽蚀初期，表现为金属表面出现麻点，继而表面呈现海绵状、沟槽状、蜂窝状、鱼鳞状等痕迹。严重时可造成叶片或前后盖板穿孔、甚至叶轮破裂，酿成严重事故。5、目前泵站管理存在的问题：（1）泵站有人职守，三班工作制（2）大量费用用于人工（3）主管部门不能随时掌握泵站情况（4）管理效率偏低6、排水泵站自动化系统组成：监控中心、通信网络、测控终端、外围设备7、变频调速恒压给水（1）工作原理：通过调节水泵工作电源频率的方式，改变水泵的转速，从而改变水泵的工况，构成反馈控制系统，实现恒压变量供水。（2）水泵调速方法及调速范围：调速方法第四章给水处理系统控制技术1、混凝与混凝控制（1）定义：水中胶体粒子及微小悬浮物的聚集过程（2）影响因素无机盐混凝剂吸热反应低温水解困难a、水温影响低温水粘度大不利于胶体脱稳凝聚水温低胶体水化作用强妨碍胶体凝聚电机转速不变电机转速不变液力耦合器调速电磁离合器调速变速箱调速可控硅串级调速变频调速b、增加混凝剂或者投加高分子助凝剂2、混凝控制技术分类控制方式：（1）脱机控制（据实验或观测结果对投药工况进行间歇的人工干预调整）：经验目测法ȥ电位法（2）在线控制（根据控制参数连续检测的结果，控制系统对投药量进行连续自动调节）：简单反馈控制前馈控制复合控制3、分散系脱稳机理（1）压缩双电层作用（modificationoftheelectricaldoublelayer)混凝剂提供大量异号离子→涌入胶体→ȥ电位↓。该过程的实质是加入的反离子与扩散层原有反离子之间静电斥力把原有部分反离子挤压到吸附层中，从而使扩散层厚度减小。由于扩散层厚度的减小，胶粒得以迅速凝聚。ȥ电位=0（等电状态）→胶粒最易发生凝结（凝聚）。ȥ电位达到临界电位（使胶粒间排斥的能量小于胶粒布朗运动的动能）→胶粒就开始明显的聚结。（2）吸附架桥作用（polymerbridgingofcolloids)吸附架桥作用主要是指链状高分子聚合物在静电引力、范德华力和氢键力等作用下，通过活性部位与胶粒和细微悬浮物等发生吸附桥连的过程（絮凝）。（3）吸附电中和机理胶粒表面对异号离子、异号胶粒、链状离子或分子带异号电荷的部位有强烈的吸附作用；由于这种吸附作用中和了电位离子所带的电荷，减少了静电斥力，降低了ζ电位，使胶体的脱稳和凝聚易于发生。（4）沉淀网捕作用沉淀金属氧化物（如氧化铝，三氯化铁）或带金属的碳酸盐（如碳酸钙）时，水中的胶粒和细微悬浮物可被这些沉淀物在形成时作为晶核或吸附质所网捕。4、影响混凝效果的主要因素废水水质的影响（1）浊度：浊度不同，所需的混凝剂用量也不同。（2）pH值：在混凝过程中，都有一个相对最佳的pH值存在，使混凝反应速度最快，絮体溶解度最小。（3）水温:水温会影响无机盐类的水解；另外，水温低，水的粘度增大。（4）共存杂质：杂质的存在可能促进（除S、P外的无机金属盐），也可能阻碍混凝的进行（磷酸离子、高级有机酸离子等）。5、分散系脱稳机理（1）压缩双电层作用混凝剂提供大量异号离子→涌入胶体→ζ电位降低该过程的实质是加入的反离子与扩散层原有反离子之间的静电斥力把原有部分反离子挤压到吸附层中，从而使扩散层厚度减小。由于扩散层厚度的减小，胶粒得以迅速凝聚。ζ电位=0（等电状态）→胶粒最易发生聚结（凝聚）ζ电位达到临界电位（使胶粒间排斥的能量