CN104986842A - 一种带加热装置的一体化聚丙烯酰胺溶解熟化和投加系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一种带加热装置的一体化聚丙烯酰胺溶解熟化和投加系统及其使用方法，包括加药点、PLC控制系统和用于盛放药剂的溶解箱，所述溶解箱上方设置有用于向溶解箱内加入水的进水气动阀，溶解箱内设置有用于对溶解箱内的液体进行加热的加热器，溶解箱内的药剂经设置连接有稀释水流量计的管道与加药点相连通，所述加热器、溶解箱进水气动阀、稀释水流量计均与PLC控制系统相连接。本发明能够保证聚丙烯酰胺溶解熟化时溶液的温度可以全自动稳定控制在30～35℃范围之内，可以均匀快速地对聚丙烯酰胺进行溶解熟化，不仅不会破坏其分子链，而且还会增强絮凝反应效果。本系统采用一体化设计，为成套设备，自带PLC控制系统，具有广泛的适应性。

Description

一种带加热装置的一体化聚丙烯酰胺溶解熟化和投加系统及其使用方法

技术领域

本发明属于水处理技术领域，涉及一种带加热装置的一体化聚丙烯酰胺溶解熟化和投加系统及其使用方法。

背景技术

水处理系统通常采用固体高分子聚合物—聚丙烯酰胺作为混凝过程中的助凝剂，聚丙烯酰胺使用前需要进行充分的溶解熟化才能保证其絮凝反应效果。聚丙烯酰胺在水中溶胀及溶解过程中，其酰胺基既形成分子内氢键，又与水分子形成氢键，分子内氢键构成聚丙烯酰胺的环结构和螺旋结构相结合的刚性链段，这种刚性链段造成了聚丙烯酰胺溶液粘度较大和难以溶解熟化。由于聚丙烯酰胺的溶解熟化效果受水温影响较大，而现有的溶解熟化和投加系统均无加热设备，当溶解水温较低时溶液中经常残留有“大团块状”和“鱼眼状”的颗粒，熟化效果差，严重影响药剂的絮凝反应效果。为了提高溶解熟化效果，一般采用提高搅拌器的转速来实现，但提高转速不仅会破坏聚丙烯酰胺的分子链结构，而且还会增加搅拌器的振动，增加噪音污染。在北方冬季这种现象尤为突出，经常会造成相关水处理系统的处理效果或出力达不到设计要求。另外，传统的聚丙烯酰胺投加设备一般采用机械隔膜式计量泵，由于溶液中存在没有溶解彻底的颗粒且粘度较高，容易在机械隔膜计量泵进出口形成堵塞，造成药剂不能正常投加，影响水处理系统的正常运行。

为了提高水处理系统的药剂混凝反应效果，需要开发一种新型聚丙烯酰胺溶解熟化及投加系统。

发明内容

为了克服现有技术中问题，本发明的目的是提供一种带加热装置的一体化聚丙烯酰胺溶解熟化和投加系统及其使用方法，该系统不仅可以增强聚丙烯酰胺的溶解熟化效果，提高聚丙烯酰胺投加的可靠性，而且还可以节约药剂的使用量，具有良好的经济效益和环保效益。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种带加热装置的一体化聚丙烯酰胺溶解熟化和投加系统，包括加药点、PLC控制系统和用于盛放药剂的溶解箱，所述溶解箱上方设置有用于向溶解箱内加入水的进水气动阀，溶解箱内设置有用于对溶解箱内的液体进行加热的加热器，溶解箱内的药剂经设置连接有稀释水流量计的管道与加药点相连通，所述加热器、进水气动阀、稀释水流量计均与PLC控制系统相连接。

所述溶解箱内还设置有搅拌器、温度测量仪和液位计，搅拌器、温度测量仪和液位计均与PLC控制系统相连接。

所述管道上设置有溶解箱出料气动阀、加药泵进料气动阀、加药泵；溶解箱出料气动阀、加药泵进料气动阀、加药泵均与PLC控制系统相连接。

所述加药泵为单螺杆泵。

所述稀释水流量计连接有稀释水气动调节阀。

所述溶解箱为方形结构。

所述溶解箱的数量为2台。

一种带加热装置的一体化聚丙烯酰胺溶解熟化和投加系统的使用方法，首先，PLC控制系统自动打开进水气动阀，注入工业水，当液位计显示值到达PLC控制系统设定值时，自动关闭进水气动阀，启动溶解箱搅拌器和加热器，待水温达到30℃～35℃时，提示运行人员按照0.1％的质量浓度分散投入聚丙烯酰胺，PLC控制系统自动进入溶解熟化阶段，投加时，PLC控制系统自动打开溶解箱出料气动阀，打开加药泵进料气动阀，启动加药泵，再打开稀释水气动调节阀并自动调节，使稀释水流量计达到药剂溶液流量的4～9倍，使稀释后药剂浓度达到质量浓度为0.01～0.02％，PLC控制系统采集加热器与温度测量仪的控制信号自动调节运行，使溶解箱的水温在30～35℃范围之内，PLC控制系统通过收集液位计、加药进料气动阀、加药流量计、稀释水流量计的反馈信号，实现加药泵和稀释水气动调节阀自动调节。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果：本发明通过设置带有加热器的溶解箱，能够保证聚丙烯酰胺溶解熟化时溶液的温度可以全自动稳定控制在30～35℃范围之内，可以均匀快速地对聚丙烯酰胺进行溶解熟化，不但不会破坏其分子链，而且还会增强絮凝反应效果。聚丙烯酰胺溶解速度快，无“大团块状”和“鱼眼状”的颗粒，解决聚丙烯酰胺溶解熟化过程中出现的“大团块状”和“鱼眼状”的颗粒的问题，改善其溶解熟化效果。本系统采用一体化设计，为成套设备，自带PLC控制系统，可以快速替换原有的聚丙烯酰胺加药装置，具有广泛的适应性，并且溶解箱、加热器及附属设备均布置在一个框架内，运输、安装方便。

进一步的，本发明中加热器为电加热器，溶解箱为方形结构，并且溶解箱的数量为2台，每台溶解箱内均设置有搅拌器、加热器、液位计和温度控制仪，2台溶解箱交替使用和配药，保证了药剂的溶解熟化效果和连续出药。

进一步的，同时设置工业水稀释系统，将投加后的溶液稀释至0.01％～0.02％的质量浓度，不仅有利于聚丙烯酰胺分子链的伸展，而且还增强了聚丙烯酰胺在水中的扩散作用，改善了水处理絮凝反应的效果，降低了药剂用量。

进一步的，加药泵为单螺杆泵，可以通过粘度较高的药剂溶液，不会发生堵塞现象。

本发明的带加热装置的一体化聚丙烯酰胺溶解熟化和投加系统使用时，通过进水气动阀注入工业水，可以将熟化后的聚丙烯酰胺溶液在投加时稀释5～10倍，增强聚丙烯酰胺在水中的分散作用，提高絮凝效果，降低药剂用量；并且PLC控制系统自动进入溶解熟化阶段，能够使药剂溶液的温度稳定控制在30～35℃范围之内，可以均匀快速地对聚丙烯酰胺进行溶解熟化，不仅不会破坏其分子链，而且还会增强絮凝反应效果。使用方简便，并且通过PLC控制系统实现自动调节，具有广泛的适应性。

附图说明

图1为本发明的系统示意图。

图中，1为溶解箱、2为搅拌器、3为加热器、4为进水气动阀、5为温度测量仪，6为液位计，7为溶解箱出料气动阀，8为加药泵进料气动阀，9为加药泵，10为加药流量计，11为稀释水气动调节阀，12为稀释水流量计，13为PLC控制系统。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述。

参见图1，本发明包括用于盛放药剂的溶解箱1、搅拌器2、加热器3、进水气动阀4、温度测量仪5、液位计6、溶解箱出料气动阀7、加药泵进料气动阀8、加药泵9、加药流量计10、稀释水气动调节阀11、稀释水流量计12以及PLC控制系统13，所述溶解箱1内设置有温度测量仪5、液位计6、搅拌器2和用于对溶解箱1内的药剂进行加热的加热器3，溶解箱1上方设置有用于向溶解箱1内加入工业水的进水气动阀4，溶解箱1内的药剂经设置在溶解箱1底部且与加药点相连通的管道，该管道上设置有溶解箱出料气动阀7、加药泵进料气动阀8、加药泵9，加药泵9与加药点之间的管道还与稀释水流量计12相连，稀释水流量计12与稀释水气动调节阀11相连通，通过稀释水气动调节阀11可以通入工业水，对药剂进行稀释；所述搅拌器2、加热器3、进水气动阀4、液位计6、溶解箱出料气动阀7、加药泵进料气动阀8、加药泵9、稀释水气动调节阀11、稀释水流量计12均与PLC控制系统13相连接。

本发明中加热器3为电加热器，溶解箱1为方形结构，并且溶解箱1的数量为2台，每台溶解箱内均设置有搅拌器、加热器、液位计和温度控制仪，2台溶解箱交替使用和配药，保证了药剂的溶解熟化效果和连续出药。所述加药泵9为单螺杆泵，可以通过粘度较高的药剂溶液，不会发生堵塞现象。

上述带加热装置的一体化聚丙烯酰胺溶解熟化和投加系统的使用方法：首先，PLC控制系统13自动打开进水气动阀4，注入工业水，当液位计6显示值到达PLC控制系统设定值时，自动关闭进水气动阀4。启动溶解箱搅拌器2和加热器3，待水温达到30℃～32℃时，提示运行人员按照0.1％的浓度(质量比)分散投入定量的聚丙烯酰胺，PLC控制系统自动进入溶解熟化阶段。投加时，PLC控制系统自动打开溶解箱出料气动阀7，打开加药泵进料气动阀8，启动加药泵9，再打开稀释水气动调节阀11并自动调节，使稀释水流量计12达到药剂溶液流量的4～9倍，保证稀释后药剂浓度达到质量浓度为0.01～0.02％。PLC控制系统采集加热器3与温度测量仪5的控制信号自动调节运行，保证溶解箱的水温在30～35℃范围之内。PLC控制系统通过收集液位计6、加药进料气动阀8、加药流量计10、稀释水流量计12等反馈信号，实现加药泵9和稀释水气动调节阀11自动调节。

下面通过一个具体实施例进行说明。

某电厂废水处理系统设计水量为500m³/h，聚丙烯酰胺加药量为1.0mg/L，配置的药剂质量浓度为0.1％，采用本发明一种带加热装置的聚丙烯酰胺溶解熟化和投加系统。根据计算，聚丙烯酰胺加药泵流量为500L/h，溶解箱有效容积为2×6m³，分为2格，即相当于2台溶解箱，每格分别配置有搅拌器2、电加热器3、温度测量仪5、液位计6及其他附属设备，其中电加热器单台功率为60kW。

配药时，PLC控制系统自动打开进水气动阀4，注入工业水，当溶解箱液位计6当达到设计液位时，自动关闭进水气动阀4，自动启动搅拌器2和电加热器3，电加热器与温度测量仪通过PLC控制系统自动计算连锁控制，再从投料口分散均匀投入聚丙烯酰胺粉末，PLC控制系统自动进入溶解熟化阶段，使药剂溶液的温度稳定控制在30～35℃范围之内。聚丙烯酰胺投加时，PLC控制系统自动打开溶解箱出料气动阀7和加药泵进料气动阀8，启动加药泵9，PLC控制系统根据加药流量计10和废水处理系统总进水流量的反馈信号自动变频调节加药泵9，使加药流量计10达到PLC控制系统的计算值，再启动稀释水气动调节阀11，通过PLC控制系统实现自动调节，使稀释后的药剂质量浓度达到0.01％～0.02％。

本发明具有以下优点：

1)本发明提出了一种带加热装置的一体化聚丙烯酰胺溶解熟化和投加系统，可以控制药剂溶液温度在30～35℃范围之内；

2)本发明提出了一种带加热装置的一体化聚丙烯酰胺溶解熟化和投加系统，可以将熟化后的聚丙烯酰胺溶液在投加时稀释5～10倍，增强聚丙烯酰胺在水中的分散作用，提高絮凝效果，降低药剂用量；

3)本发明提出了一种带加热装置的一体化聚丙烯酰胺溶解熟化和投加系统，通过采用了单螺杆泵投加聚丙烯酰胺溶液，不会发生堵塞现象；

4)本装置采用一体化设计，为成套设备，自带PLC控制系统，可以快速替换原有的聚丙烯酰胺加药装置，具有广泛的适应性。

Claims (8)

1.一种带加热装置的一体化聚丙烯酰胺溶解熟化和投加系统，其特征在于，包括加药点、PLC控制系统(13)和用于盛放药剂的溶解箱(1)，所述溶解箱(1)上方设置有用于向溶解箱(1)内加入水的进水气动阀(4)，溶解箱(1)内设置有用于对溶解箱(1)内的液体进行加热的加热器(3)，溶解箱(1)内的药剂经设置连接有稀释水流量计(12)的管道与加药点相连通，所述加热器(3)、进水气动阀(4)、稀释水流量计(12)均与PLC控制系统(13)相连接。

2.根据权利要求1所述的带加热装置的一体化聚丙烯酰胺溶解熟化和投加系统，其特征在于，所述溶解箱(1)内还设置有搅拌器(2)、温度测量仪(5)和液位计(6)，搅拌器(2)、温度测量仪(5)和液位计(6)均与PLC控制系统(13)相连接。

3.根据权利要求1所述的带加热装置的一体化聚丙烯酰胺溶解熟化和投加系统，其特征在于，所述管道上设置有溶解箱出料气动阀(7)、加药泵进料气动阀(8)、加药泵(9)；溶解箱出料气动阀(7)、加药泵进料气动阀(8)、加药泵(9)均与PLC控制系统(13)相连接。

4.根据权利要求3所述的带加热装置的一体化聚丙烯酰胺溶解熟化和投加系统，其特征在于，所述加药泵(9)为单螺杆泵。

5.根据权利要求1所述的带加热装置的一体化聚丙烯酰胺溶解熟化和投加系统，其特征在于，所述稀释水流量计(12)连接有稀释水气动调节阀(11)。

6.根据权利要求1所述的带加热装置的一体化聚丙烯酰胺溶解熟化和投加系统，其特征在于，所述溶解箱(1)为方形结构。

7.根据权利要求1所述的带加热装置的一体化聚丙烯酰胺溶解熟化和投加系统，其特征在于，所述溶解箱(1)的数量为2台。

8.一种带加热装置的一体化聚丙烯酰胺溶解熟化和投加系统的使用方法，其特征在于，首先，PLC控制系统(13)自动打开进水气动阀(4)，注入工业水，当液位计(6)显示值到达PLC控制系统设定值时，自动关闭进水气动阀(4)，启动溶解箱搅拌器(2)和加热器(3)，待水温达到30℃～35℃时，提示运行人员按照0.1％的质量浓度分散投入聚丙烯酰胺，PLC控制系统自动进入溶解熟化阶段，投加时，PLC控制系统自动打开溶解箱出料气动阀(7)，打开加药泵进料气动阀(8)，启动加药泵(9)，再打开稀释水气动调节阀(11)并自动调节，使稀释水流量计(12)达到药剂溶液流量的4～9倍，使稀释后药剂浓度达到质量浓度为0.01～0.02％，PLC控制系统采集加热器(3)与温度测量仪(5)的控制信号自动调节运行，使溶解箱的水温在30～35℃范围之内，PLC控制系统通过收集液位计(6)、加药进料气动阀(8)、加药流量计(10)、稀释水流量计(12)的反馈信号，实现加药泵(9)和稀释水气动调节阀(11)自动调节。