1.什么是流動(dòng)電流儀？

流動(dòng)電流儀是一種用于在線檢測水中膠體顆粒表面電荷特性（通常以流動(dòng)電流值表示）的精密儀器，它的核心功能是連續(xù)、實(shí)時(shí)地測量水樣中膠體物質(zhì)的電荷狀態(tài)。

您可以將在線流動(dòng)電流儀理解為一個(gè)水處理過程的“電荷眼睛”。它不直接測量濁度、pH值或化學(xué)藥劑量，而是測量這些因素共同作用后的一個(gè)綜合性結(jié)果——膠體顆粒的帶電程度。

2.流動(dòng)電流儀主要作用是什么？

在線流動(dòng)電流儀主要作用是用于水處理的混凝（絮凝）過程的控制。

具體來說，它的作用包括：

優(yōu)化混凝劑投加量：通過實(shí)時(shí)監(jiān)測電荷變化，自動(dòng)控制混凝劑（如鋁鹽、鐵鹽）的投加量，確保達(dá)到良好的混凝效果。

克服水質(zhì)波動(dòng)的干擾：原水的水質(zhì)（如濁度、pH、有機(jī)物含量）經(jīng)常變化。流動(dòng)電流儀能快速反映這些變化對膠體穩(wěn)定性的影響，并及時(shí)調(diào)整藥劑投加，保證出水水質(zhì)穩(wěn)定。

實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制：將流動(dòng)電流儀的檢測信號與加藥泵聯(lián)動(dòng)，形成閉合回路控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)混凝過程的全程自動(dòng)化，減少人工依賴。

節(jié)省藥劑成本：避免藥劑投加不足（效果差）或過量（浪費(fèi)、殘留、產(chǎn)生污泥多），可實(shí)現(xiàn)高達(dá)10%-30%的藥劑節(jié)約。

預(yù)警功能：監(jiān)測值的異常波動(dòng)可以預(yù)示原水水質(zhì)發(fā)生重大變化或設(shè)備故障。

3.流動(dòng)電流儀的工作原理

在線流動(dòng)電流儀的工作原理基于電動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象中的流動(dòng)電流效應(yīng)。其工作流程和原理可以分解如下：

核心概念：

水中大多數(shù)膠體顆粒（如粘土、細(xì)菌、有機(jī)物）表面都帶有負(fù)電荷。它們相互排斥，難以聚集沉淀。混凝劑（正電荷）的作用就是中和這些負(fù)電荷。

儀器結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部件：

檢測池（傳感器）：內(nèi)部有一個(gè)可做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞或一個(gè)固定的環(huán)形空間。

環(huán)形電極：位于檢測池兩端，用于檢測電流。

活塞驅(qū)動(dòng)裝置：使活塞在檢測池內(nèi)高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

信號放大器與處理器：將微弱的電信號放大、處理并輸出。

工作過程：

取樣：水樣被連續(xù)引入檢測池。

產(chǎn)生剪切：活塞在檢測池內(nèi)高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)，對水樣產(chǎn)生強(qiáng)烈的剪切作用。這相當(dāng)于迫使水沿著檢測池內(nèi)壁（或活塞表面）來回流動(dòng)。

電荷分離：由于水中的膠體顆粒是帶電的，它們會(huì)吸附一層帶相反電荷的離子（反離子）在周圍，形成“雙電層”。當(dāng)水被強(qiáng)制流動(dòng)時(shí)，帶電的膠體顆粒核心（因其質(zhì)量/體積較大，慣性大）傾向于保持靜止或運(yùn)動(dòng)滯后，而外層的反離子（溶解離子，慣性小）則更容易隨水流運(yùn)動(dòng)。這就導(dǎo)致了正、負(fù)電荷在空間上的短暫分離。

產(chǎn)生電流：這種電荷分離在檢測池兩端的環(huán)形電極上感應(yīng)出一個(gè)微弱的交變電流，這就是流動(dòng)電流。

檢測與輸出：電極檢測到這個(gè)電流信號，經(jīng)過放大和整流處理后，輸出一個(gè)與膠體顆粒凈表面電荷密度成比例的流動(dòng)電流值。該值通常是一個(gè)無量綱的相對值，范圍在-1000到+1000之間。控制器讀取到傳感器檢測的流動(dòng)電流值后，會(huì)將流動(dòng)電流值轉(zhuǎn)換并進(jìn)行直觀的檢測數(shù)值顯示；控制器配置有PID控制功能，在對流動(dòng)電流值與設(shè)定基準(zhǔn)值進(jìn)行對比計(jì)算后會(huì)輸出用于調(diào)節(jié)計(jì)量泵或加藥閥開度的4-20mA信號。

簡單比喻：就像用勺子快速攪動(dòng)一碗帶有細(xì)小沙粒（帶負(fù)電）和鐵屑（帶正電的混凝劑）的湯。攪拌時(shí)，不同電荷的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)趨勢不同，從而產(chǎn)生一個(gè)可以測量的“電荷流”信號。

4.流動(dòng)電流儀的應(yīng)用場景

在線流動(dòng)電流儀主要應(yīng)用于需要混凝-絮凝過程的領(lǐng)域：

飲用水處理廠：這是最經(jīng)典的應(yīng)用場景。用于控制鋁鹽、鐵鹽等混凝劑的投加，確保自來水濁度、鋁殘留達(dá)標(biāo)。

市政污水處理廠：用于初級強(qiáng)化處理或化學(xué)除磷過程的混凝控制。

工業(yè)廢水處理：處理含金屬、顏料、油脂等需要混凝的廢水。

紙漿與造紙工業(yè)：控制濕部化學(xué)，優(yōu)化填料和纖維的留著率。

5.流動(dòng)電流儀的優(yōu)勢與局限性

優(yōu)勢：

實(shí)時(shí)連續(xù)：提供秒級的反。

靈敏度高：對電荷變化敏感。

綜合性強(qiáng)：反映了所有影響膠體穩(wěn)定性的綜合因素。

維護(hù)相對簡單：無消耗性化學(xué)試劑，主要維護(hù)工作是定期清洗傳感器。

局限性：

非直接水質(zhì)參數(shù)：它測量的是“電荷”而非“濁度”或“污染物濃度”，需要與工藝目標(biāo)（如出水濁度）建立相關(guān)關(guān)系。

受干擾因素：高濃度有機(jī)物、表面活性劑或油類物質(zhì)可能污染傳感器表面，影響測量準(zhǔn)確性。

需要校準(zhǔn)：初始安裝時(shí)需要根據(jù)實(shí)際水質(zhì)確定基準(zhǔn)值。

總結(jié)

在線流動(dòng)電流儀是現(xiàn)代水處理領(lǐng)域一項(xiàng)關(guān)鍵的過程控制儀表。它通過監(jiān)測膠體顆粒的流動(dòng)電流，直接揭示了混凝過程的核心——電荷中和狀態(tài)，從而為實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)、自動(dòng)、高效的混凝加藥控制提供了可能。其廣泛應(yīng)用顯著提升了水處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性、出水質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)性。