CN104944500B - 一种连续处理含重金属液体的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连续处理含重金属液体的控制方法，实时监控含重金属废水的pH、储液槽液位及进液压力，保证处于正常工作状态，提高了含重金属废水处理过程的连续性及稳定性；采用连续式吸附工艺处理含重金属废水，当吸附柱吸附重金属后进行再生，再生后的吸附柱再次用于吸附重金属，且吸附、再生同时循环进行，提高了处理含重金属废水的工作效率，降低了成本，广泛适用于含重金属废水的处理。

Description

一种连续处理含重金属液体的控制方法

技术领域

本发明属于含重金属液体处理技术领域，特别是涉及一种连续处理含重金属液体的控制方法。

背景技术

社会的进步和生产力的提高在加速工业化发展的同时，也导致了工业排污量急剧增加，大量重金属污染物排到了环境中，对生态环境造成了严重的危害。重金属能在环境中积累，并且无法被微生物降解，不论用何种方法处理，只能转移重金属离子的存在位置或改变其物理、化学形态，而不能将重金属离子分解破坏。因此，重金属离子在环境中是一种永久性的污染物，而且其中大部分是致癌、致畸、致突变的剧毒物质，其中铅、铬、镉、铜、锰、汞等重金属的污染最为严重。重金属离子主要随废水排出，可以长期停留并积累在环境中，造成生态系统的恶化，并通过食物链逐级富集，最终进入人体，主要表现为富集在人体某些器官内形成慢性中毒，危害人体健康。

近年来突发性环境污染事件中，重金属污染占了很大比例。重金属的来源非常广泛，主要包括工业来源、农业来源和城市来源三方面。国家对重金属污染问题日益重视。重金属防治“十二五”规划的出台，意味着重金属污染问正式纳入国家议题。

目前处理含重金属废水的方法主要有：化学沉淀，氧化还原处理法，电解法，溶剂萃取法，膜分离技术，离子交换法和生物处理技术。但这些方法均不能连续式进行生产，且各自存在着一定的技术缺点，如：处理量小，能耗大，效率低，稳定性差，过程繁琐，易造成二次污染。

综上所述，现有技术中的处理重金属废水的工艺存在效率低、能耗大、稳定性差缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种连续处理含重金属液体的控制方法，解决了现有技术中存在的处理含重金属液体方法不能连续式进行造成的处理含重金属废水过程效率低、能耗大、稳定性差的技术问题。

本发明所采用的技术方案是，一种连续处理含重金属液体的控制方法，具体按照以下步骤实施：

采用吸附柱对含重金属液体进行吸附处理，吸附柱为直径相同的管状体，在吸附柱内填充重金属吸附材料；含重金属液体的吸附处理工艺包括依次连续进行的若干的工序，每个工序区内设置有一个或一个以上串联连接的吸附柱单元，每个吸附柱单元内的吸附柱并联连接，且个数相等，记为m，m≥1；含重金属液体放置在pH调节槽内，其它各工序所需试剂使用前放置在各自相应的储液槽中，pH调节槽为含重金属液体的储液槽；

步骤1：pH调节槽内的pH₁电极仪表将采集到的含重金属液体的pH传送至伺服电脑，调节含重金属液体的pH，使其pH达到进液要求；

步骤2：各储液槽的液位传感器将采集到的液位传送至伺服电脑，伺服电脑判断液位是否在设定的液位范围内；若在设定时间内液位不在设定范围内的储液槽的液位未恢复，执行步骤5；

步骤3：各工序区的压力传感器将采集到的各工序区的进液压力传送到伺服电脑判断是否满足压力设定范围，当存在任一工序区进液压力不在设定范围时，执行步骤5；

步骤4：当步骤1～步骤3中的各参数均达到要求后，在时间模式、pH模式下进行含重金属液体的吸附处理工艺，得到去除重金属后的液体；

步骤5：关闭所有阀门和输送泵，系统停机。

当停机条件消除时，返回步骤1重新开始执行含重金属液体的处理过程。

优选地，重金属吸附材料为硅胶负载聚合胺、羧基双功能基复合吸附材料，含重金属液体的吸附处理工艺包括以下依次连续循环进行的工序：吸附工序，解析工序，预水洗工序、再生工序，水洗工序。

优选地，重金属吸附材料为硅胶负载聚合胺复合吸附材料，含重金属液体的吸附处理工艺包括以下依次连续循环进行的工序：吸附工序，解析工序，再生工序，水洗工序。

优选地，重金属吸附材料为硅胶负载聚合胺、羧基双功能基复合吸附材料，含重金属液体的吸附处理工艺包括以下依次连续循环进行的工序：吸附工序，解析工序，水洗工序。

步骤1的具体过程如下：

含重金属液体经预处理后进入缓冲槽，经泵输送，并经过滤器后流入pH调节槽后，向吸附区吸附柱输送；pH调节槽内的pH₁电极采集含重金属液体的pH值，并将其传送至伺服电脑，如果含重金属液体的pH₁在设定范围内，含重金属液体继续向吸附柱内输送；如果含重金属液体的pH₁小于设定范围的最小值，关闭含重金属液体进入吸附柱的进液阀门，打开旁路阀门，含重金属液体通过旁路重新流入pH调节槽，打开pH调节剂储槽的阀门，将pH调节剂NaOH输送至pH调节槽内调节pH，当将含重金属液体pH₁调至到设定范围内时，关闭旁路阀门和pH调节剂储槽的阀门，打开含重金属液体的进液阀门，使含重金属液体再次流入吸附区的吸附柱内；如果含重金属液体的pH₁大于设定范围的最大值，关闭含重金属液体进入吸附柱的进液阀门，打开旁路阀门，含重金属液体通过旁路重新流入pH调节槽，构成回路循环，利用含重金属液体自身的酸性降低pH，当含重金属液体的pH再次达到设定范围时，关闭旁路阀门，打开进入吸附柱的进液阀门，重新进入吸附柱。

步骤2的具体过程为各储液槽的液位传感器将采集到的液位传送至伺服电脑，并在显示器上显示；

若各储液槽的液位高于各自的系统设定值a，则伺服电脑发出信号至相应储液槽的高点液位报警开关进行报警，并关闭相应储液槽的液体输送泵及进液阀门，同时开始计时，时间在显示器上显示；

若各储液槽的液位低于系统设定值b，则伺服电脑发出信号至相应储液槽的低点液位报警开关进行报警，打开相应储液槽的进液阀门及液体输送泵，同时开始计时，时间在显示器上显示；

若在设定的时间内报警储液槽的液位恢复，将计时清零，继续进行含重金属液体的处理过程；若在设定时间内液位不在设定范围内的储液槽液位未恢复，执行步骤5。

步骤3的具体过程为：各工序的压力传感器采集各工序区内吸附柱的进液压力，并将其传送到伺服电脑，伺服电脑将各工序进液压力与设定值进行比较，当各工序的进液压力均满足设定值，继续进行含重金属液体的处理过程；当存在任一工序区压力不满足设定值时，执行步骤5。

步骤4中在时间模式下吸附处理含重金属液体工艺的具体过程为：

(1)开启各工序区的进液阀门和输送泵，各工序所用试剂分别从各工序区的始端吸附柱单元的各吸附柱进入，同时伺服电脑开始累计各工序区的进液阀门和输送泵的开启时间，作为各工序的运行时间，时间在显示器上显示；

(2)伺服电脑将记录的各工序区的运行时间与设定的运行时间比较，任一工序达到设定运行时间后，关闭相应工序区的进液阀门和输送泵；当所有的工序均达到设定运行时间后，各工序区的进液阀门和输送泵均为关闭状态，伺服电脑向步进电机发送命令驱动旋转机构带动各吸附柱旋转360m/N°，各工序区的始端吸附柱单元进入下一个工序区；其中，N为吸附柱的总个数；

(3)旋转完成后，将累计各工序区的运行时间清零；返回步骤1重复执行含重金属液体的处理过程；

吸附工序区末端吸附柱单元流出的液体即为去除重金属后的液体。

在pH模式下吸附处理含重金属液体工艺的具体过程为：

(1)开启各工序区的进液阀门和输送泵，各工序所用试剂分别从各工序区的始端吸附柱单元的各吸附柱进入，同时伺服电脑开始累计各工序区的进液阀门和输送泵的开启时间，作为各工序的运行时间，运行时间在显示器上显示；

(2)伺服电脑对吸附区的运行时间进行判断，当吸附区的时间大于设定值时，伺服电脑实时向设置在吸附区末端吸附柱单元液体流出管路上的pH₂仪表发送采集液体pH的信号，pH₂仪表将采集到的pH₂发送到伺服电脑，并在显示器上显示，若pH₂小于设定值时，关闭吸附区的进液阀门和输送泵，吸附工序完成运行；

伺服电脑将记录的除吸附区之外的工序区的运行时间与设定的运行时间比较，任一工序达到设定运行时间后，关闭相应工序区的进液阀门和输送泵；当各工序区的进液阀门和输送泵均为关闭状态时，伺服电脑向步进电机发送命令驱动旋转机构带动各吸附柱旋转360m/N°，各区的始端吸附单元进入下一个工序区；其中N为吸附柱的总个数；

(3)旋转完成后，将累计各工序区的运行时间清零，返回步骤1重复执行含重金属液体的处理过程；

吸附工序区末端吸附柱单元流出的液体即为去除重金属后的液体。

步骤4中的时间模式和pH模式可以相互切换进行含重金属液体的吸附处理工艺，具体为：若当前在时间模式下运行，切换运行模式信号传送到伺服电脑后，伺服电脑调用时间模式的参数数据继续在pH模式下进行吸附处理工艺；若当前在pH模式下运行，切换运行模式信号传送到伺服电脑后，伺服电脑调用pH模式的参数数据继续在时间模式下进行吸附处理工艺。

本发明的有益效果是：实时监控含重金属液体的pH、储液槽的液位及进液压力，保证处于正常工作状态，提高了含重金属液体处理过程的连续性及稳定性；采用连续式吸附工艺处理含重金属液体，当吸附柱吸附重金属后进行再生，再生后的吸附柱再次用于吸附重金属，且吸附、再生同时循环进行，提高了处理含重金属液体的工作效率，降低了成本。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

采用12个吸附柱对含镍废水进行处理，吸附柱为直径相同的管状体，在吸附柱内填充硅胶负载聚合胺复合吸附材料；含镍废水吸附处理工艺包括5个连续进行的工序：吸附工序、解吸工序、预水洗工序、再生工序及水洗工序，吸附工序区包含4个串联连接的吸附柱，解吸工序区包含1个吸附柱，预水洗工序区包含1个吸附柱，再生工序区包含3个串联连接的吸附柱，水洗工序区包含3个串联连接的吸附柱；含镍废水的储液槽为废水pH调节槽，含镍废水在吸附区内进行镍的吸附，其它工序所需试剂使用前放置在相应的储液槽中；

处理含镍废水的方法如下：

步骤1：调节含镍废水的pH

冶炼厂的含镍废水，经混凝沉淀法，将COD将至50mg/L以下，总固含量降至50mg/L以下，输送进入废水缓冲槽，再经泵输送，并经过滤器后流入废水pH调节槽后，向吸附区吸附柱输送；废水pH调节槽内的pH₁电极采集含镍废水的pH值pH₁，并将其传送至伺服电脑，在显示器上显示：

如果含镍废水的3.5≤pH₁≤4.5，伺服电脑发出信号使其继续向吸附柱内流动；如果含镍废水的pH₁＜3.5，关闭含镍废水进入吸附柱的进液阀门，打开旁路阀门，含镍废水通过旁路重新流入废水pH调节槽，构成回路循环，同时开启pH调节剂储槽的阀门，将pH调节剂储槽内的pH调节剂NaOH输送进入废水pH调节槽内调节pH；当含镍废水pH₁＞4.5时，关闭含镍废水进入吸附柱的进液阀门，打开旁路阀门，含镍废水通过旁路重新流入废水pH调节槽，构成回路循环，利用含镍废水酸性降低pH，当含镍废水再次达到3.5≤pH₁≤4.5时，关闭旁路阀门，打开进入吸附柱的进液阀门，重新进入吸附柱；

步骤2：控制调节各储液槽的液位

各储液槽的液位传感器将采集到的液位传送至伺服电脑，各储液槽的液位在伺服电脑的显示器上进行显示；

若有储液槽的液位高于系统设定值a，伺服电脑发出信号至相应储液槽的高点液位报警开关进行报警，并将相应储液槽的液体输送泵及进液阀门关闭，同时开始计时，时间在显示器上显示；若有储液槽的液位低于系统设定值b，则伺服电脑发出信号至相应储液槽的低点液位报警开关进行报警，并将相应储液槽进液阀门及液体输送泵打开，同时开始计时，时间在显示器上显示；若1min内报警储液槽的液位恢复，将计时清零，继续进行含镍废水的处理过程；若1min内报警储液槽的液位仍未恢复，转入步骤5；

步骤3：各工序区的压力传感器采集各工序区的进液压力传送至伺服电脑，在显示器上进行显示；伺服电脑将各工序进液压力与设定值进行比较：吸附工序运行压力上限为500kPa，解吸工序运行压力P₂上限为300kPa，预水洗工序运行压力上限为300kPa，再生工序运行压力上限为300kPa，水洗工序运行压力上限为300kPa；

当各工序的进液压力满足设定值，继续进行含镍废水的处理过程；当存在任一工序区压力不满足设定值时，执行步骤5。

步骤4：含镍废水的吸附处理工艺；

当在时间模式下运行时，按照如下步骤实施：

(1)当步骤1到3中的各参数均达到要求后，开启各工序区的进液阀门和输送泵，调节好pH的含镍废水输入到吸附区始端吸附柱，解吸剂输入解吸区始端到吸附柱，去离子水输入到预水洗区始端吸附柱，再生剂输入到再生区始端吸附柱，去离子水输入到水洗区始端吸附柱，同时伺服电脑开始累计各工序区的进液阀门和输送泵的开启时间，作为各工序的运行时间，并输出至显示器显示；

(2)伺服电脑将记录的各工序区的运行时间与设定的运行时间比较，任一工序达到设定运行时间后，关闭相应工序区的进液阀门和输送泵；当所有的工序均达到设定运行时间后，各工序区的进液阀门和输送泵均为关闭状态，此时，伺服电脑向步进电机发送命令驱动旋转机构带动各吸附柱旋转20°，也就是1个柱身位，吸附工序区的始端吸附柱进入解吸工序区，解吸工序区的吸附柱进入预水洗工序区，预水洗工序区的吸附柱进入再生工序区，再生工序区的始端吸附柱进入水洗工序区，水洗工序区的始端吸附柱进入吸附工序区；

各工序区设定的运行时间为：吸附工序运行时间为60min，解吸工序运行时间为30min，预水洗工序运行时间为5min，再生工序运行时间为30min，水洗工序运行时间为45min；

(3)旋转完成后，将累计的各工序区的运行时间清零；返回步骤1重复执行含镍废水的处理过程。

吸附区末端吸附柱流出的水即为去除镍后的废水。

当在pH模式下运行时，按照如下步骤实施：

(1)当步骤1到3中的各参数均达到要求后，开启各工序区的进液阀门和输送泵，调节好pH的含镍废水输入到吸附区始端吸附柱，解吸剂输入解吸区始端到吸附柱，去离子水输入到预水洗区始端吸附柱，再生剂输入到再生区始端吸附柱，去离子水输入到水洗区始端吸附柱，同时伺服电脑开始累计各工序区的进液阀门和输送泵的开启时间，作为各工序的运行时间，并输出至显示器上显示；

(2)伺服电脑对吸附区的运行时间进行判断，当吸附区运行5min后，伺服电脑实时向设置在吸附区末端吸附柱液体流出管路上的pH₂仪表发送采集液体pH的信号，pH₂仪表将采集到的pH₂发送到伺服电脑，并在显示器上显示，若pH₂小于设定值8.5时，关闭吸附区的进液阀门和输送泵，吸附工序完成运行；

伺服电脑将记录的除吸附区之外的工序区的运行时间与设定的运行时间比较，任一工序达到设定运行时间后，关闭相应工序区的进液阀门和输送泵；当各工序区的进液阀门和输送泵均处于关闭状态时，伺服电脑向步进电机发送命令驱动旋转机构带动各吸附柱旋转20°，吸附工序区的始端吸附柱进入解吸工序区，解吸工序区的吸附柱进入预水洗工序区，预水洗工序区的吸附柱进入再生工序区，再生工序区的始端吸附柱进入水洗工序区，水洗工序区的始端吸附柱进入吸附工序区；

(3)旋转完成后，将累计各工序区的运行时间清零，返回步骤1重复执行含镍废水的处理过程。

吸附区末端吸附柱流出的水即去除镍后的废水。

pH运行模式和时间运行模式可以任意切换执行，若当前在时间模式下运行，切换运行模式信号传送到伺服电脑后，伺服电脑调用时间模式的参数数据继续在pH模式下进行吸附处理工艺；若当前在pH模式下运行，切换运行模式信号传送到伺服电脑后，伺服电脑调用pH模式的参数数据继续在时间模式下进行吸附处理工艺。

步骤5：关闭所有阀门和输送泵，系统停机；

当停机条件消除时，返回步骤1重新开始执行含镍废水的处理过程。

实施例2

采用18个吸附柱对含铜废水进行处理，18个吸附柱以相邻两个吸附柱两两并联的方式，形成一个吸附柱单元；吸附柱为直径相同的管状体，在吸附柱内填充硅胶负载聚合胺、羧基双功能基复合吸附材料；含铜废水吸附处理工艺包括4个工序：吸附工序、解吸工序、再生工序及水洗工序，吸附工序区包含3个串联连接的吸附柱单元，解吸工序区包含1个吸附柱单元，再生工序区包含2个串联连接的吸附柱单元，水洗工序区包含3个串联连接的吸附柱单元；含铜废水的储液槽为废水pH调节槽，在吸附区内进行铜的吸附，其它工序所需试剂使用前放置在相应的储液槽中；

处理含铜废水的方法如下：

步骤1：调节含铜废水的pH

冶炼厂的含铜废水，经混凝沉淀法，将COD将至50mg/L以下，总固含量降至50mg/L以下，输送进入废水缓冲槽，再经泵输送，并经过滤器后流入废水pH调节槽后，向吸附柱输送；废水pH调节槽内的pH₁电极采集含铜废水的pH值pH₁，并将其传送至伺服电脑，在显示器上显示；

如果含铜废水的2.5≤pH₁≤4，伺服电脑发出信号使其继续向吸附柱内流动；如果含铜废水的pH₁＜2.5，关闭含铜废水进入吸附柱的进液阀门，打开旁路阀门，含铜废水通过旁路重新流入废水pH调节槽，构成回路循环，同时开启pH调节剂储槽的阀门，将pH调节剂储槽内的pH调节剂NaOH输送进入废水pH调节槽内调节pH；当含铜废水pH₁＞4时，关闭含铜废水进入吸附柱的进液阀门，打开旁路阀门，含铜废水通过旁路重新流入废水pH调节槽，构成回路循环，利用含铜废水酸性降低pH，当含铜废水再次达到2.5≤pH₁≤4时，关闭旁路阀门，打开进入吸附柱的进液阀门，重新进入吸附柱；

步骤2：控制调节各储液槽液位

各储液槽的液位传感器将采集到的液位传送至伺服电脑，并在显示器上进行显示；

若有储液槽的液位高于系统设定值a，则伺服电脑发出信号至相应储液槽的高点液位报警开关进行报警，将相应储液槽的液体输送泵及阀门关闭，同时开始计时，时间在显示器上显示；若有储液槽的液位低于系统设定值b，则伺服电脑发出信号至相应储液槽的低点液位报警开关进行报警，将相应储液槽进液阀门及液体输送泵打开，同时开始计时，时间在显示器上显示；

若2min内报警储液槽的液位恢复，将计时清零，继续执行含铜废水的处理过程；若2min内报警储液槽的液位仍未恢复，转入步骤5；

步骤3：各工序区的压力传感器采集各工序区的进液压力传送到伺服电脑，并在显示器上显示，伺服电脑将各工序进液压力与设定值进行比较：吸附工序运行压力上限为450kPa，解吸工序运行压力上限为350kPa，再生工序运行压力上限为350kPa，水洗工序运行压力上限为350kPa；

当各工序的进液压力满足设定值，继续执行含铜废水的处理过程；当存在任一工序区压力不满足设定值时，转入步骤5。

步骤4：含铜废水的吸附处理工艺；

当在时间模式下吸附处理含铜废水时，按照如下步骤实施：

(1)当步骤1到3中的各参数均达到要求后，开启各工序区的进液阀门和输送泵，调节好pH的含铜废水分别输入到吸附区始端吸附柱单元的各吸附柱，解吸剂分别输入到解吸区始端吸附柱单元的各吸附柱，再生剂分别输入到再生区始端吸附柱单元的各吸附柱，去离子水分别输入到水洗区始端吸附柱单元的各吸附柱，同时伺服电脑开始累计各工序区的进液阀门和输送泵的开启时间，作为各工序的运行时间，运行时间在显示器上显示；

(2)伺服电脑将记录的各工序区的运行时间与设定的运行时间比较，任一工序达到设定运行时间后，关闭相应工序区的进液阀门和输送泵；当所有的工序均达到设定运行时间后，各工序区的进液阀门和输送泵均处于关闭状态，此时，伺服电脑向步进电机发送命令驱动旋转机构带动各吸附柱旋转40°，也就是2个柱身位；吸附工序区的始端吸附柱单元进入解吸工序区，解吸工序区的吸附柱单元进入再生工序区，再生工序区的始端吸附柱单元进入水洗工序区，水洗工序区的始端吸附柱单元进入吸附工序区；

各工艺区的设定运行时间为：吸附工序运行时间为100min，解吸工序运行时间为400min，再生工序运行时间为50min，水洗工序运行时间为60min；

(3)旋转完成后，将累计各工序区的运行时间清零；返回步骤1重复执行含铜废水的处理过程；

吸附区末端吸附柱流出的水为去除铜后的废水。

当在pH模式下吸附处理含铜废水时，按照如下步骤实施：

(1)当步骤1到3中的各参数均达到要求后，开启各工序区的进液阀门和输送泵，调节好pH的含铜废水输入到吸附区始端吸附柱单元，解吸剂输入解吸区始端到吸附柱单元，再生剂输入到再生区始端吸附柱单元，去离子水输入到水洗区始端吸附柱单元，同时伺服电脑开始累计各工序区的进液阀门和输送泵的开启时间，作为各工序的运行时间，运行时间在显示器上显示；

(2)伺服电脑对吸附区的运行时间进行判断，当吸附区运行5min后，伺服电脑实时向设置在吸附区末端吸附柱单元流出液体管路上的pH₂仪表发送采集液体pH的信号，pH₂仪表将采集到的pH₂发送到伺服电脑，并在显示器上显示，若pH₂小于设定值8.0时，关闭吸附区的进液阀门和输送泵，吸附工序完成运行；

伺服电脑将记录的除吸附区之外的工序区的运行时间与设定的运行时间比较，任一工序达到设定运行时间后，关闭相应工序区的进液阀门和输送泵；当各工序区的进液阀门和输送泵均处于关闭状态时，伺服电脑向步进电机发送命令驱动旋转机构带动各吸附柱旋转40°，吸附工序区的始端吸附柱单元进入解吸工序区，解吸工序区的吸附柱单元进入再生工序区，再生工序区的始端吸附柱单元进入水洗工序区，水洗工序区的始端吸附柱单元进入吸附工序区；

(3)旋转完成后，将累计各工序区的运行时间清零，返回步骤1重复执行含铜废水的处理过程。

吸附区末端吸附柱单元流出的水为去除铜后的废水。

pH运行模式和时间运行模式可以任意切换执行，若当前在时间模式下运行，切换运行模式信号传送到伺服电脑后，伺服电脑调用时间模式的参数数据继续在pH模式下进行吸附处理工艺；若当前在pH模式下运行，切换运行模式信号传送到伺服电脑后，伺服电脑调用pH模式的参数数据继续在时间模式下进行吸附处理工艺。

步骤5：关闭所有阀门和输送泵，系统停机；

当停机条件消除时，返回步骤1重新开始执行含铜废水的处理过程。

实施例3

采用18个吸附柱对含铜废水进行处理，18个吸附柱以相邻三个吸附柱并联的方式，形成一个吸附柱单元；吸附柱为直径相同的管状体，在吸附柱内填充硅胶负载聚合胺、羧基双功能基复合吸附材料；含铜废水处理过程包括3个连续进行的工序：吸附工序、解吸工序、水洗工序，吸附工序区包含3个串联连接的吸附柱单元，解吸工序区包含1个吸附柱单元，水洗工序区包含2个串联连接的吸附柱单元；含重金属废水放置废水pH调节槽内，在吸附区内进行重金属的吸附，其它工序所需试剂使用前放置在相应的储液槽中；

处理含铜废水的方法如下：

步骤1：调节含铜废水的pH

冶炼厂的含铜废水，经混凝沉淀法，将COD将至50mg/L以下，总固含量降至50mg/L以下，输送进入废水缓冲槽，再经泵输送，并经过滤器后流入废水pH调节槽后，向吸附柱输送；废水pH调节槽内的pH₁电极采集含铜废水的pH值pH₁，并将其传送至伺服电脑，在显示器上显示；

如果含铜废水的3≤pH₁≤5.5，伺服电脑发出信号使其继续向吸附柱内流动；如果含铜废水的pH₁＜3，关闭含铜废水进入吸附柱的进液阀门，打开旁路阀门，含铜废水通过旁路重新流入废水pH调节槽，构成回路循环，同时开启pH调节剂储槽的阀门，将pH调节剂储槽内的pH调节剂NaOH输送进入废水pH调节槽内调节pH；当含铜废水pH₁＞5.5时，关闭含铜废水进入吸附柱的进液阀门，打开旁路阀门，含铜废水通过旁路重新流入废水pH调节槽，构成回路循环，利用含铜废水酸性降低pH，当含铜废水再次达到3≤pH₁≤5.5时，关闭旁路阀门，打开进入吸附柱的进液阀门，重新进入吸附柱；

步骤2：控制调节各储液槽的液位

各储液槽的液位传感器将采集到的液位传送至伺服电脑，并在显示器上进行显示，若有储液槽的液位高于系统设定值a，则伺服电脑发出信号至相应储液槽的高点液位报警开关进行报警，并关闭相应储液槽的液体输送泵及阀门，同时开始计时，时间在显示器上显示；若有储液槽的液位低于系统设定值b，则伺服电脑发出信号至相应储液槽的低点液位报警开关进行报警，并打开相应储液槽进液阀门及液体输送泵，同时开始计时，时间在显示器上显示；

若5min内报警储液槽的液位恢复，将计时清零，继续进行含铜废水的处理过程；若5min内报警储液槽的液位仍未恢复，转入步骤5；

步骤3：各工序区的压力传感器采集各工序区的进液压力，并将其传送到伺服电脑，在显示器上显示，伺服电脑将各工序进液压力与设定值进行比较：吸附工序运行压力上限为600kPa，解吸工序运行压力P₂上限为400kPa，再生工序运行压力上限为400kPa，水洗工序运行压力上限为450kPa；

当各工序的进液压力满足设定值，继续执行含铜废水的处理过程；当存在任一工序区压力不满足设定值时，转入步骤5。

步骤4：含铜废水的吸附处理工艺；

当在时间模式下处理含铜废水时，按照如下步骤实施：

(1)当步骤1到3中的各参数均达到要求后，开启各工序区的进液阀门和输送泵，调节好pH的含铜废水分别输入到吸附区始端吸附柱单元的各吸附柱，解吸剂分别输入解吸区始端到吸附柱单元的各吸附柱，去离子水分别输入到水洗区始端吸附柱单元的各吸附柱，同时伺服电脑开始累计各工序区的进液阀门和输送泵的开启时间，作为各工序的运行时间，运行时间在显示器上显示；

(2)伺服电脑将记录的各工序区的运行时间与设定的运行时间比较，任一工序达到设定运行时间后，关闭相应工序区的进液阀门和输送泵；当所有的工序均达到设定运行时间后，各工序区的进液阀门和输送泵均处于关闭状态，此时，伺服电脑向步进电机发送命令驱动旋转机构带动各吸附柱旋转60°，也就是3个柱身位，吸附工序区的始端吸附柱单元进入解吸工序区，解吸工序区的吸附柱单元进入水洗工序区，水洗工序区的始端吸附柱单元进入吸附工序区；

各工艺区的设定运行时间为：吸附工序运行时间为120min，解吸工序运行时间为40min，水洗工序运行时间为70min；

(3)旋转完成后，将累计各工序区的运行时间清零，返回步骤1重复执行含铜废水的处理过程。

当在pH模式下吸附处理含铜废水时，按照如下步骤实施：

(1)当步骤1到3中的各参数均达到要求后，开启各工序区的进液阀门和输送泵，调节好pH的含铜废水输入到吸附区始端吸附柱单元，解吸剂输入解吸区始端到吸附柱单元，去离子水输入到水洗区始端吸附柱单元，同时伺服电脑开始累计各工序区的进液阀门和输送泵的开启时间，作为各工序的运行时间，运行时间在显示器上显示；

(2)伺服电脑对吸附工序区的运行时间进行判断，当吸附区的运行5min后，伺服电脑实时向设置在吸附区第一个吸附柱单元与第二个吸附柱单元之间管路上的pH₂仪表发送采集液体pH的信号，pH₂仪表将采集到的pH₂发送到伺服电脑，若pH₂小于设定值6.0时，关闭吸附工序区的进液阀门和输送泵，吸附工序完成运行；

伺服电脑将记录的除吸附区之外的工序区的运行时间与设定的运行时间比较，任一工序达到设定运行时间后，关闭相应工序区的进液阀门和输送泵；当各工序区的进液阀门和输送泵均处于关闭状态时，伺服电脑向步进电机发送命令驱动旋转机构带动各吸附柱旋转60°，吸附工序区的始端吸附柱单元进入解吸工序区，解吸工序区的吸附柱单元进入水洗工序区，水洗工序区的第始端吸附柱单元进入吸附工序区；

(3)旋转完成后，将累计各工序区的运行时间清零，返回步骤1重复执行含铜废水的处理过程。

吸附区末端吸附柱单元流出的水为去除铜后的废水。

pH运行模式和时间运行模式可以任意切换执行，若当前在时间模式下运行，切换运行模式信号传送到伺服电脑后，伺服电脑调用时间模式的参数数据继续在pH模式下进行吸附处理工艺；若当前在pH模式下运行，切换运行模式信号传送到伺服电脑后，伺服电脑调用pH模式的参数数据继续在时间模式下进行吸附处理工艺。

步骤5：关闭所有阀门和输送泵，系统停机；

当停机条件消除时，返回步骤1重新开始执行含铜废水的处理过程。

本发明实时监控含重金属废水的pH、储液槽的液位及进液压力，保证处于正常工作状态，提高了含重金属废水处理过程的连续性及稳定性；采用连续式吸附工艺处理含重金属废水，当吸附柱吸附重金属后进行再生，再生后的吸附柱再次用于吸附重金属，且吸附、再生同时循环进行，提高了处理含重金属废水的工作效率，降低了成本。

Claims (10)

1.一种连续处理含重金属液体的控制方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

采用吸附柱对含重金属液体进行吸附处理，吸附柱为直径相同的管状体，在吸附柱内填充重金属吸附材料；含重金属液体的吸附处理工艺包括依次连续进行的若干的工序，每个工序区内设置有一个或一个以上串联连接的吸附柱单元，每个吸附柱单元内的吸附柱并联连接，且个数相等，记为m，m≥1；含重金属液体放置在pH调节槽内，其它各工序所需试剂使用前放置在各自相应的储液槽中，pH调节槽为含重金属液体的储液槽；

步骤1：pH调节槽内的pH₁电极仪表将采集到的含重金属液体的pH传送至伺服电脑，调节含重金属液体的pH，使其pH达到进液要求；

步骤2：各储液槽的液位传感器将采集到的液位传送至伺服电脑，伺服电脑判断液位是否在设定的液位范围内；若在设定时间内，储液槽液位未恢复至设定范围内，执行步骤5；

步骤3：各工序区的压力传感器将采集到的各工序区的进液压力传送到伺服电脑判断是否满足压力设定范围，当存在任一工序区进液压力不在设定范围时，执行步骤5；

步骤4：当步骤1～步骤3中的各参数均达到要求后，在时间模式、pH模式下进行含重金属液体的吸附处理工艺，得到去除重金属后的液体；

步骤5：关闭所有阀门和输送泵，系统停机；

当停机条件消除时，返回步骤1重新开始执行含重金属液体的处理过程。

2.根据权利要求1所述的一种连续处理含重金属液体的控制方法，其特征在于，重金属吸附材料为硅胶负载聚合胺、羧基双功能基复合吸附材料，含重金属液体的吸附处理工艺包括以下依次连续循环进行的工序：吸附工序，解析工序，预水洗工序、再生工序，水洗工序。

3.根据权利要求1所述的一种连续处理含重金属液体的控制方法，其特征在于，重金属吸附材料为硅胶负载聚合胺复合吸附材料，含重金属液体的吸附处理工艺包括以下依次连续循环进行的工序：吸附工序，解析工序，再生工序，水洗工序。

4.根据权利要求1所述的一种连续处理含重金属液体的控制方法，其特征在于，重金属吸附材料为硅胶负载聚合胺、羧基双功能基复合吸附材料，含重金属液体的吸附处理工艺包括以下依次连续循环进行的工序：吸附工序，解析工序，水洗工序。

5.根据权利要求2～4任一项所述的一种连续处理含重金属液体的控制方法，其特征在于，步骤1的具体过程如下：

含重金属液体经预处理后进入缓冲槽，经泵输送，并经过滤器后流入pH调节槽后，向吸附区吸附柱输送；pH调节槽内的pH₁电极采集含重金属液体的pH值，并将其传送至伺服电脑，如果含重金属液体的pH₁在设定范围内，含重金属液体继续向吸附柱内输送；如果含重金属液体的pH₁小于设定范围的最小值，关闭含重金属液体进入吸附柱的进液阀门，打开旁路阀门，含重金属液体通过旁路重新流入pH调节槽，打开pH调节剂储槽的阀门，将pH调节剂NaOH输送至pH调节槽内调节pH，当将含重金属液体pH₁调至到设定范围内时，关闭旁路阀门和pH调节剂储槽的阀门，打开含重金属液体的进液阀门，使含重金属液体再次流入吸附区的吸附柱内；如果含重金属液体的pH₁大于设定范围的最大值，关闭含重金属液体进入吸附柱的进液阀门，打开旁路阀门，含重金属液体通过旁路重新流入pH调节槽，构成回路循环，利用含重金属液体自身的酸性降低pH，当含重金属液体的pH再次达到设定范围时，关闭旁路阀门，打开进入吸附柱的进液阀门，重新进入吸附柱。

6.根据权利要求1所述的一种连续处理含重金属液体的控制方法，其特征在于，步骤2的具体过程为各储液槽的液位传感器将采集到的液位传送至伺服电脑，并在显示器上显示；

若各储液槽的液位高于各自的系统设定值a，则伺服电脑发出信号至相应储液槽的高点液位报警开关进行报警，并关闭相应储液槽的液体输送泵及进液阀门，同时开始计时，时间在显示器上显示；

若各储液槽的液位低于系统设定值b，则伺服电脑发出信号至相应储液槽的低点液位报警开关进行报警，打开相应储液槽的进液阀门及液体输送泵，同时开始计时，时间在显示器上显示；

若在设定的时间内报警储液槽的液位恢复，将计时清零，继续进行含重金属液体的处理过程；若在设定时间内，储液槽液位未恢复至设定范围内，执行步骤5。

7.根据权利要求1所述的一种连续处理含重金属液体的控制方法，其特征在于，步骤3的具体过程为：各工序的压力传感器采集各工序区内吸附柱的进液压力，并将其传送到伺服电脑，伺服电脑将各工序进液压力与设定值进行比较，当各工序的进液压力均满足设定值，继续进行含重金属液体的处理过程；当存在任一工序区压力不满足设定值时，执行步骤5。

8.根据权利要求2～4任一项所述的一种连续处理含重金属液体的控制方法，其特征在于，步骤4中在时间模式下吸附处理含重金属液体工艺的具体过程为：

(1)开启各工序区的进液阀门和输送泵，各工序所用试剂分别从各工序区的始端吸附柱单元的各吸附柱进入，同时伺服电脑开始累计各工序区的进液阀门和输送泵的开启时间，作为各工序的运行时间，时间在显示器上显示；

(2)伺服电脑将记录的各工序区的运行时间与设定的运行时间比较，任一工序达到设定运行时间后，关闭相应工序区的进液阀门和输送泵；当所有的工序均达到设定运行时间后，各工序区的进液阀门和输送泵均为关闭状态，伺服电脑向步进电机发送命令驱动旋转机构带动各吸附柱旋转360m/N°，各工序区的始端吸附柱单元进入下一个工序区；其中，N为吸附柱的总个数；

(3)旋转完成后，将累计各工序区的运行时间清零；返回步骤1重复执行含重金属液体的处理过程；

吸附工序区末端吸附柱单元流出的液体即为去除重金属后的液体。

9.根据权利要求2～4任一项所述的一种连续处理含重金属液体的控制方法，其特征在于，在pH模式下吸附处理含重金属液体工艺的具体过程为：

(1)开启各工序区的进液阀门和输送泵，各工序所用试剂分别从各工序区的始端吸附柱单元的各吸附柱进入，同时伺服电脑开始累计各工序区的进液阀门和输送泵的开启时间，作为各工序的运行时间，运行时间在显示器上显示；

(2)伺服电脑对吸附区的运行时间进行判断，当吸附区的时间大于设定值时，伺服电脑实时向设置在吸附区末端吸附柱单元液体流出管路上的pH₂仪表发送采集液体pH的信号，pH₂仪表将采集到的pH₂发送到伺服电脑，并在显示器上显示，若pH₂小于设定值时，关闭吸附区的进液阀门和输送泵，吸附工序完成运行；

伺服电脑将记录的除吸附区之外的工序区的运行时间与设定的运行时间比较，任一工序达到设定运行时间后，关闭相应工序区的进液阀门和输送泵；当各工序区的进液阀门和输送泵均为关闭状态时，伺服电脑向步进电机发送命令驱动旋转机构带动各吸附柱旋转360m/N°，各区的始端吸附单元进入下一个工序区；其中N为吸附柱的总个数；

(3)旋转完成后，将累计各工序区的运行时间清零，返回步骤1重复执行含重金属液体的处理过程；

吸附工序区末端吸附柱单元流出的液体即为去除重金属后的液体。

10.根据权利要求1所述的一种连续处理含重金属液体的控制方法，其特征在于，步骤4中的时间模式和pH模式可以相互切换进行含重金属液体的吸附处理工艺，具体为：若当前在时间模式下运行，切换运行模式信号传送到伺服电脑后，伺服电脑调用时间模式的参数数据继续在pH模式下进行吸附处理工艺；若当前在pH模式下运行，切换运行模式信号传送到伺服电脑后，伺服电脑调用pH模式的参数数据继续在时间模式下进行吸附处理工艺。