CN109534470A - 一种淀粉废水除磷自动加药装置及其使用方法 - Google Patents

一种淀粉废水除磷自动加药装置及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及到淀粉废水处理技术，具体涉及一种淀粉废水除磷自动加药装置和使用方法，该装置包括反应箱、絮凝箱、PQC控制器、除磷剂溶解槽、pH调节剂溶解槽和絮凝剂溶解槽；所述除磷剂溶解槽通过除磷剂计量泵连通反应箱，所述pH调节剂溶解槽通过pH调节剂计量泵连通絮凝箱，所述絮凝剂溶解槽通过絮凝剂计量泵连通絮凝箱；所述反应箱的进料口处并联设有进水流量检测仪和进水总磷检测仪，所述絮凝箱配有检测其内物料酸碱度的pH检测电极。装置的使用方法包括加入药剂、设定控制参数、注入淀粉废水并检测参数、控制器调节药剂投入量等步骤。本发明依据现场进水流量，总磷即时状态通过PQC控制器随时调节药剂计量泵的流量。

Description

一种淀粉废水除磷自动加药装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及到淀粉废水处理技术，具体涉及一种淀粉废水除磷自动加药装置及其使用方法。
背景技术
磷作为水体系富营养化最主要营养物质，越来越受到人们的关注，磷在水体中过量存在，就会进一步加剧水体富营养化，许多行业和地方标准已将磷作为一项重要的污水排放指标加以限制。要求排水中总磷含量小于1mol/L，随着人类对环境的不断重视，排放标准也将不断提高。
淀粉废水中由于PO4-3的存在，与水处理后续产生的NH+2、N+2、Mg+2形成磷酸铵镁（俗称鸟粪石）并析出，附着在管道内壁上，形成垢体，堵塞管道，严重危及水处理系统运行。
目前，常用的除磷工艺主要有生物除磷、化学除磷。单纯的生物除磷效果有限，而且对于不具可生化性的废水也无法采用生物除磷的方法。化学除磷能始终可靠而有效地除磷。
化学除磷是向污水中人为投加除磷剂（金属盐药剂）与污水中溶解型的磷（磷酸盐）混合后，化学反应生成非溶解性沉淀物而从水中析出，再加絮凝剂，使细小颗粒凝聚成絮状物便于沉淀。化学除磷的影响因素主要有除磷剂投加量，反应pH值，以及作为辅助除磷时的投药点等。很显然，除磷剂投加量越多，处理效果越好，但除磷剂投加量与处理效果并不成正比。当投入量过大时废水中形成过量的Fe+3、Cl-1离子对设备和管道造成腐蚀，缩短其寿命，同时提高处理成本。因此，控制合理的药剂投入量非常重要的，最初靠定时投入药剂，投入量或多或少，成本偏高或者除磷不完全。近几年，多数采用DCS自控或PQC自控加药装置，但普通存在计算误差大、动作滞后、传递信号线繁杂、维修不方便等缺陷，研究一种检测计算精确，执行机构动作灵敏，操作维修方便的自控加药装置是非常必要的。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种淀粉废水除磷自动加药装置及其使用方法，加药动作灵敏，操作方便，便于维护。本发明采用的技术方案如下：
一种淀粉废水除磷自动加药装置，包括反应箱、絮凝箱、PQC控制器、除磷剂溶解槽、pH调节剂溶解槽和絮凝剂溶解槽；
所述除磷剂溶解槽通过除磷剂计量泵连通反应箱，所述pH调节剂溶解槽通过pH调节剂计量泵连通絮凝箱，所述絮凝剂溶解槽通过絮凝剂计量泵连通絮凝箱；
所述反应箱的进料口处并联设有进水流量检测仪和进水总磷检测仪，所述絮凝箱配有检测其内物料酸碱度的pH检测电极；
所述PQC控制器中设有数字量输入模块、FPGA计算单元、控制模块、现场总线模块和三个终端控制器，所述除磷剂计量泵、pH调节剂计量泵和絮凝剂计量泵分别一一对应电连接终端控制器，所述进水流量检测仪、进水总磷检测仪和pH检测电极均分别通过现场总线模块电连接数字量输入模块，所述数字量输入模块与FPGA计算单元电连接，所述FPGA计算单元与控制模块和总控室显示屏分别电连接，所述现场总线模块和三个终端控制器分别电连接控制模块；
所述反应箱、絮凝箱、除磷剂溶解槽、pH调节剂溶解槽和絮凝剂溶解槽中分别配置有螺旋桨搅拌机。
上述淀粉废水除磷自动加药装置，所述反应箱的搅拌机转速为180~200r/min，所述絮凝箱的搅拌机转速为50~70 r/min，所述除磷剂溶解槽、pH调节剂溶解槽和絮凝剂溶解槽的搅拌机转速均为100~120r/min。
上述淀粉废水除磷自动加药装置，所述除磷剂溶解槽、pH调节剂溶解槽、絮凝剂溶解槽均为厚度8mm、卷焊直径800mm、高1200mm的304不锈钢板。
上述淀粉废水除磷自动加药装置，所述反应箱与絮凝箱为同一个箱体通过隔板隔开的连通式结构且该箱体采用长4m、宽1.5m、高2m的304不锈钢，所述隔板底部留有300mm高度的连通口。
一种如所述淀粉废水除磷自动加药装置的使用方法，包括以下步骤：
S1)在除磷剂溶解槽、pH调节剂溶解槽和絮凝剂溶解槽中分别对应计量的加入除磷剂，pH调节剂、絮凝剂，并开启搅拌机搅拌溶解；
S2)在PQC控制器的人机接口模块按以下公式设定药剂流量控制参数，
Qf*Cp*Dp
Qy=η----------
Cy*Dy
所述公式中的符号为：Qy—药剂溶液流量 L/min；Qf—废水进水流量L/min；Cp—废水总磷浓度mol / L；
Cy—药剂浓度mol / L；Dp—总磷摩尔质量；Dy—药剂摩尔质量，η—药剂利用常数。
S3)开启除磷剂计量泵，pH调节剂计量泵，絮凝剂计量泵，启动PQC控制器，之后开始向反应箱内注入淀粉废水；
S4)进水流量检测仪和进水总磷检测仪分别将进水流量和进水总磷的即时状态信号分别传递到PQC控制器的FPGA计算单元；
除磷剂计量泵、pH调节剂计量泵、絮凝剂计量泵对应连接的终端控制器经输出端口将除磷剂、pH调节剂、絮凝剂的药剂投入流量的即时状态信号分别传递到FPGA计算单元；
S5)FPGA计算单元依据预先设定的控制参数和反馈的进水流量、pH值、废水总磷和药剂投入流量的信号计算产生控制指令，之后通过与控制模块、现场总线模块将控制指令信号分别传递到三个终端控制器；
S6)三个所述的终端控制器分别一一对应与除磷剂计量泵、pH调节剂计量泵、絮凝剂计量泵的电磁调节器连接，接受控制指令信号后驱动电磁调节器调节的柱塞行程实现自动调节药剂投入量。
上述步骤S1)中，搅拌完成后得到的所述除磷溶液的浓度为25-30%，所述絮凝剂溶液浓度为2～3‰。
本发明的有益效果为：加药装置有效溶解药剂也提高了药剂在淀粉废水中的溶解度，保证了除磷效果。依据现场进水流量，总磷即时状态通过PQC控制器随时调节药剂计量泵的流量，由于采用了FPGA计算单元和新型控制模块，控制参数计算精确，执行机构动作灵敏，确保药剂投入量控制在合理的范围内，既达到淀粉废水除磷完全彻底，又降低了除磷成本。
附图说明
图1为本发明实施例加药装置的结构原理示意图。
图中：反应箱1、絮凝箱2、进水流量检测仪3、进水总磷检测仪4、pH检测电极5、PQC控制器6、除磷剂溶解槽7-1、pH调节剂溶解槽7-2、絮凝剂溶解槽7-3、除磷剂计量泵8-1、pH调节剂计量泵8-2、絮凝剂计量泵8-3。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步解释说明。
一种淀粉废水除磷自动加药装置，包括反应箱1、絮凝箱2、PQC控制器6、除磷剂溶解槽7-1、pH调节剂溶解槽7-2和絮凝剂溶解槽7-3；
所述除磷剂溶解槽7-1通过除磷剂计量泵8-1连通反应箱1，所述pH调节剂溶解槽7-2通过pH调节剂计量泵8-2连通絮凝箱2，所述絮凝剂溶解槽7-3通过絮凝剂计量泵8-3连通絮凝箱2；
所述反应箱1的进料口处并联设有进水流量检测仪3和进水总磷检测仪4，所述絮凝箱2配有检测其内物料酸碱度的pH检测电极5；
所述PQC控制器6中设有数字量输入模块、FPGA计算单元、控制模块、现场总线模块和三个终端控制器，所述除磷剂计量泵8-1、pH调节剂计量泵8-2和絮凝剂计量泵8-3分别一一对应电连接终端控制器，所述进水流量检测仪3、进水总磷检测仪4和pH检测电极5均分别通过现场总线模块电连接数字量输入模块，所述数字量输入模块与FPGA计算单元电连接，所述FPGA计算单元与控制模块和总控室显示屏分别电连接，所述现场总线模块和三个终端控制器分别电连接控制模块；
所述反应箱1、絮凝箱2、除磷剂溶解槽7-1、pH调节剂溶解槽7-2和絮凝剂溶解槽7-3中分别配置有螺旋桨搅拌机。
上述淀粉废水除磷自动加药装置，所述反应箱1的搅拌机转速为180~200r/min，所述絮凝箱2的搅拌机转速为50~70 r/min，所述除磷剂溶解槽7-1、pH调节剂溶解槽7-2和絮凝剂溶解槽7-3的搅拌机转速均为100~120r/min。
上述淀粉废水除磷自动加药装置，所述除磷剂溶解槽7-1、pH调节剂溶解槽7-2、絮凝剂溶解槽7-3均为厚度8mm、卷焊直径800mm、高1200mm的304不锈钢板。两端焊接封头、上封头分别开加药孔和加水孔。
上述淀粉废水除磷自动加药装置，所述反应箱1与絮凝箱2为同一个箱体通过隔板隔开的连通式结构且该箱体采用长4m、宽1.5m、高2m的304不锈钢，所述隔板底部留有300mm高度的连通口。
除磷剂溶解槽7-1安装在反应箱1旁1米处，排液口与除磷剂计量泵8-1进口管连接，计量泵出口管接入反应箱1前端药剂进口管。pH调节剂溶解槽7-2安装在絮凝箱2前端1m处，排液口与pH调节剂计量泵8-2进口管相连，计量泵8-2的出口管与絮凝箱2前端pH调节剂进口管相连。絮凝剂溶解槽7-3安装絮凝箱2中部1m处，排液口与絮凝剂计量泵8-3的进口管连接，计量泵8-3的出口管与置于絮凝箱2中部的絮凝剂进口管连接。PQC控制器6安装在总控室。
上述淀粉废水除磷自动加药装置的使用方法，包括以下步骤：
S1)在除磷剂溶解槽7-1、pH调节剂溶解槽7-2和絮凝剂溶解槽7-3中分别对应计量的加入除磷剂，pH调节剂、絮凝剂，并开启搅拌机搅拌溶解；搅拌完成后得到的所述除磷溶液的浓度为25-30%，所述絮凝剂溶液浓度为2～3‰。
S2)在PQC控制器6的人机接口模块按以下公式设定药剂流量控制参数，
Qf*Cp*Dp
Qy=η-----------
Cy*Dy
所述公式中的符号为：Qy—药剂溶液流量 L/min；Qf—废水进水流量L/min；Cp—废水总磷浓度mol / L；
Cy—药剂浓度mol / L；Dp—总磷摩尔质量；Dy—药剂摩尔质量，η—药剂利用常数。
S3)开启除磷剂计量泵8-1，pH调节剂计量泵8-2，絮凝剂计量泵8-3，启动PQC控制器6，之后开始向反应箱1内注入淀粉废水；
S4)进水流量检测仪3和进水总磷检测仪4分别将进水流量和进水总磷的即时状态信号分别传递到PQC控制器6的FPGA计算单元；
除磷剂计量泵8-1、pH调节剂计量泵8-2、絮凝剂计量泵8-3对应连接的终端控制器经输出端口将除磷剂、pH调节剂、絮凝剂的药剂投入流量的即时状态信号分别传递到FPGA计算单元；
S5)FPGA计算单元依据预先设定的控制参数和反馈的进水流量、pH值、废水总磷和药剂投入流量的信号计算产生控制指令，之后通过与控制模块、现场总线模块将控制指令信号分别传递到三个终端控制器；
S6)三个所述的终端控制器分别一一对应与除磷剂计量泵8-1、pH调节剂计量泵8-2、絮凝剂计量泵8-3的电磁调节器连接，接受控制指令信号后驱动电磁调节器调节的柱塞行程实现自动调节药剂投入量。

Claims (6)

1.一种淀粉废水除磷自动加药装置，其特征在于：包括反应箱（1）、絮凝箱（2）、PQC控制器（6）、除磷剂溶解槽（7-1）、pH调节剂溶解槽（7-2）和絮凝剂溶解槽（7-3）；
所述除磷剂溶解槽（7-1）通过除磷剂计量泵（8-1）连通反应箱（1），所述pH调节剂溶解槽（7-2）通过pH调节剂计量泵（8-2）连通絮凝箱（2），所述絮凝剂溶解槽（7-3）通过絮凝剂计量泵（8-3）连通絮凝箱（2）；
所述反应箱（1）的进料口处并联设有进水流量检测仪（3）和进水总磷检测仪（4），所述絮凝箱（2）配有检测其内物料酸碱度的pH检测电极（5）；
所述PQC控制器（6）中设有数字量输入模块、FPGA计算单元、控制模块、现场总线模块和三个终端控制器，所述除磷剂计量泵（8-1）、pH调节剂计量泵（8-2）和絮凝剂计量泵（8-3）分别一一对应电连接终端控制器，所述进水流量检测仪（3）、进水总磷检测仪（4）和pH检测电极（5）均分别通过现场总线模块电连接数字量输入模块，所述数字量输入模块与FPGA计算单元电连接，所述FPGA计算单元与控制模块和总控室显示屏分别电连接，所述现场总线模块和三个终端控制器分别电连接控制模块；
所述反应箱（1）、絮凝箱（2）、除磷剂溶解槽（7-1）、pH调节剂溶解槽（7-2）和絮凝剂溶解槽（7-3）中分别配置有螺旋桨搅拌机。
2.根据权利要求1所述的淀粉废水除磷自动加药装置，其特征在于：所述反应箱（1）的搅拌机转速为180~200r/min，所述絮凝箱（2）的搅拌机转速为50~70 r/min，所述除磷剂溶解槽（7-1）、pH调节剂溶解槽（7-2）和絮凝剂溶解槽（7-3）的搅拌机转速均为100~120r/min。
3.根据权利要求1所述的淀粉废水除磷自动加药装置，其特征在于：所述除磷剂溶解槽（7-1）、pH调节剂溶解槽（7-2）、絮凝剂溶解槽（7-3）均为厚度8mm、卷焊直径800mm、高1200mm的304不锈钢板。
4.根据权利要求1所述的淀粉废水除磷自动加药装置，其特征在于：所述反应箱（1）与絮凝箱（2）为同一个箱体通过隔板隔开的连通式结构且该箱体采用长4m、宽1.5m、高2m的304不锈钢，所述隔板底部留有300mm高度的连通口。
5.一种如权利要求1所述淀粉废水除磷自动加药装置的使用方法，其特征在于包括以下步骤：
S1)在除磷剂溶解槽（7-1）、pH调节剂溶解槽（7-2）和絮凝剂溶解槽（7-3）中分别对应计量的加入除磷剂，pH调节剂、絮凝剂，并开启搅拌机搅拌溶解；
S2)在PQC控制器（6）的人机接口模块按以下公式设定药剂流量控制参数，
Qf*Cp*Dp
Qy=η---------
Cy*Dy
所述公式中的符号为：Qy—药剂溶液流量 L/min；Qf—废水进水流量L/min；Cp—废水总磷浓度mol / L；
Cy—药剂浓度mol / L；Dp—总磷摩尔质量；Dy—药剂摩尔质量，η—药剂利用常数；
S3)开启除磷剂计量泵（8-1），pH调节剂计量泵（8-2），絮凝剂计量泵（8-3），启动PQC控制器（6），之后开始向反应箱（1）内注入淀粉废水；
S4)进水流量检测仪（3）和进水总磷检测仪（4）分别将进水流量和进水总磷的即时状态信号分别传递到PQC控制器（6）的FPGA计算单元；
除磷剂计量泵（8-1）、pH调节剂计量泵（8-2）、絮凝剂计量泵（8-3）对应连接的终端控制器经输出端口将除磷剂、pH调节剂、絮凝剂的药剂投入流量的即时状态信号分别传递到FPGA计算单元；
S5)FPGA计算单元依据预先设定的控制参数和反馈的进水流量、pH值、废水总磷和药剂投入流量的信号计算产生控制指令，之后通过与控制模块、现场总线模块将控制指令信号分别传递到三个终端控制器；
S6)三个所述的终端控制器分别一一对应与除磷剂计量泵（8-1）、pH调节剂计量泵（8-2）、絮凝剂计量泵（8-3）的电磁调节器连接，接受控制指令信号后驱动电磁调节器调节的柱塞行程实现自动调节药剂投入量。
6.根据权利要求5所述淀粉废水除磷自动加药装置的使用方法，其特征在于：上述步骤S1)中，搅拌完成后得到的所述除磷溶液的浓度为25-30%，所述絮凝剂溶液浓度为2～3‰。
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