CN110540282A - 一种水体pH值调节方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水体pH值调节方法,包括如下步骤:步骤S1,利用水泵的压力将二氧化碳气体和水混合形成碳酸溶液;步骤S2,将形成的碳酸溶液投加至原水以调节原水的pH值,本发明通过将二氧化碳气体与水在高压下混合形成碳酸溶液,并将形成的碳酸溶液投加至原水以调节原水的pH值,可提高二氧化碳利用率,降低其溢失率,将其调节pH值的能力发挥至最大。
Description
技术领域
本发明涉及水处理技术领域,特别是涉及一种利用二氧化碳调节pH值的水体pH值调节方法。
背景技术
目前国内的大部分浅池型水库都存在季节性局部区域藻类生长等富营养化问题。由于藻类在生成过程中需要大量二氧化碳,因而使水中碳酸盐中的二氧化碳被大量消耗,形成氢氧化钙,使pH升高。
混凝剂主要用于生活饮用水的净化和工业废水以及特殊水质的处理。目前,国内大多数水厂都采用铝盐系混凝剂,铝是两性物质,在弱碱情况下有一定的溶解度。因而当水库pH升高时,出厂水存在铝超标风险。同时在中性或碱性pH下,水厂采用的加氯消毒工艺更易生成消毒副产物THMs。铝和消毒副产物都对人体有潜在的危害。人体摄入过量的铝会引起老年性痴呆症、肾功能失调、对体细胞和生殖细胞具有致突变作用。而消毒副产物THMs具有致突变性、致癌性和致畸性,可引起肝、肾和肠道肿瘤。
目前针对原水pH值过高,水厂所采取方法主要有两种,一种为适当增加混凝剂的投加量,利用混凝剂强酸弱碱盐的性质,降低沉后水的pH值,然而该方法降pH值效果有限,需要消耗较多混凝剂,制水成本上升较多;另一种方法为直接在原水pH值偏高时投加浓酸,但是该方法需新建加酸系统,工程投资比较大;强酸具有腐蚀性,属危险化学品,存在安全风险。
鉴于现有的上述方法均存在诸多弊端,故实有必要提供一种处理效果好、成本低、安全可靠、便于操作的水体pH值调节技术以满足生产及供水安全需要。
发明内容
为克服上述现有技术存在的不足,本发明之目的在于提供一种水体pH值调节方法,以利用二氧化碳在水中形成碳酸,投加至原水中降低pH值,解决现有技术在降低pH值方面存在的不足。
为达上述目的,本发明提出一种水体pH值调节方法,包括如下步骤:
步骤S1,利用水泵的压力将二氧化碳气体和水混合形成碳酸溶液;
步骤S2,将形成的碳酸溶液缓慢投加至原水以调节原水的PH值。
优选地,于步骤S1中,所述二氧化碳气体和水的质量比在1:400~1:600之间。
优选地,于步骤S1中,采用SV型静态混合器将二氧化碳气体与水混合形成碳酸溶液。
优选地,所述SV型静态混合器的混合压力不低于0.4MPa。
优选地,于步骤S2中,采用管道投加将形成的碳酸溶液投加至原水。
优选地,于碳酸溶液管道出口端设置微孔曝气头。
优选地,所述方法还包括如下步骤:
通过原水中设置的pH在线监测仪实时获取调整后的pH值,并根据获得的pH值,调整二氧化碳投加量。
优选地,在碳酸溶液与原水反应若干时间后,再获取调整后的pH值。
与现有技术相比,本发明一种水体pH值调节方法通过将二氧化碳气体与水在高压下混合形成碳酸溶液,并将形成的碳酸溶液投加至原水以调节原水的pH值,可提高二氧化碳利用率,降低其溢失率,将其调节pH值的能力发挥至最大,同时,本发明可以实时地监测调整后的pH值,并根据此数值及时进行投加量的调整。
附图说明
图1为本发明之水体pH值调节方法所应用的装置的结构示意图;
图2为本发明一种水体pH值调节方法的步骤流程图;
图3为本发明实施例中不同二氧化碳投加方式中二氧化碳利用率对比示意图;
图4为本发明实施例中二氧化碳投加量与pH降低值的关系示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用,本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用,在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。
图1为本发明之水体pH值调节方法所应用的装置的结构示意图。该装置主体结构为一个316L材质的混合器1,与混合器1贯通的进气口2、进水口3以及气水混合液出口4。所述进水口3管道上设有水泵7和压力指示计8,保证水流压力。所述进气口2管道上设有压力指示计8,观察进气压力。所述气水混合液出口4伸入原水管道6中,并在气水混合液出口4出口端设置微孔曝气头,保证碳酸溶液与原水均匀充分混合反应,所述原水管道6后端,即碳酸溶液与原水充分反应后设有pH在线监测仪5,实时监测调整后的pH值。
图2为本发明一种水体pH值调节方法的步骤流程图。如图2所述,本发明一种水体pH值调节方法,包括如下步骤:
步骤S1,利用水泵的压力将二氧化碳气体和水混合形成碳酸溶液,二氧化碳气体和水的质量比在1:400~1:600之间。一般地,混合后的压力不低于0.4MPa,保证大部分二氧化碳气体溶解在水中。在本发明具体实施例中,所述二氧化碳气体与水于混合器1中在高压下混合形成碳酸,具体地,混合器1可采用SV型静态混合器将二氧化碳气体与水在高压下混合形成碳酸,静态混合器的结构可有助于二氧化碳气体进一步溶解,并形成碳酸溶液,在本发明具体实施例中,高压可利用水泵的压力实现的,水泵压力设置为不低于0.4MPa,由于因为静态混合器产生的压降很小,所以混合前后的压力均不低于0.4MPa。
步骤S2,将形成的碳酸溶液缓慢投加至原水以调节原水的pH值。在本发明具体实施例中,形成的碳酸溶液投加至原水时选择管道投加,并于碳酸溶液管道出口端设置微孔曝气头,以便于碳酸溶液能够均匀充分的与原水混合反应,微孔曝气头的孔径和选型可根据具体水量、位置进行调整。
优选地,本发明之水体pH值调节方法,还包括如下步骤:
原水中设置pH监测点,碳酸溶液与原水反应若干时间(例如60s)后,通过pH在线监测仪5获取调整后的pH值,并根据获得的pH值,调整二氧化碳投加量,具体地,pH在线监测探头5检测到的pH值会传送至设备主机,设备主机上的PID控制器会根据接收到的pH值信号与预先设定的pH定值之间的差异调整比例度,进而通过设置于进气口前端的气体管道上的电动直行程调节阀调节二氧化碳投加量,最终使在线监测仪5检测到的pH值与设备主机设定值一致为止,也就是说,于进气口前端的气体管道上安装有电动直行程调节阀,该调节阀上通过信号线与设备主机连接,设备主机根据pH在线监测仪5的信号产生相应的调节信号至调节阀,调节阀则根据调节信号调整进气量。当pH在线监测仪5检测的pH值发生改变,该pH值传回PID控制器,然后再调整(例如根据pH值微量调整投加量),直至最后偏差为零,即测量值与设定值一致。
在本发明中,开展了对比试验,考察气体直接投加和转化为碳酸进行液液投加时二氧化碳投加量的区别。由图3可以看出,将二氧化碳转化为碳酸再进行投加的方式可以高效的利用二氧化碳,减少二氧化碳的溢出。当同时降低1.1个pH值时,曝气方式的投加量为217mg/L,而液液投加方式消耗的CO2浓度仅为12.88mg/L,这说明曝气投加可造成94%的溢出率。本实验由于未考虑接触池结构和曝气方式,故溢出率相对较高。但在相比之下也可以得出在液液投加方式下二氧化碳的利用率更高。
进一步利用本发明中的投加方式考察不同二氧化碳投加量与pH降低值的关系,如图4所示。从图中可以看出,随着二氧化碳投加量增加,pH降低值呈现升高的趋势。当二氧化碳投加量增加至约16mg/L时,pH值可降低1.5。说明在此投加方式下,可利用少量的二氧化碳达到降低pH值的效果。故利用该方法可以有效的降低水体pH值,从而达到控制水厂出水铝浓度的目的。
综上所述,本发明一种水体pH值调节方法通过将二氧化碳气体与水在高压下混合形成碳酸溶液,并将形成的碳酸溶液投加至原水以调节原水的pH值,可提高二氧化碳利用率,降低其溢失率,将其调节pH值的能力发挥至最大,同时,本发明可以实时地监测调整后的pH值,并根据此数值及时进行投加量的调整。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰与改变。因此,本发明的权利保护范围,应如权利要求书所列。
Claims (8)
1.一种水体pH值调节方法,包括如下步骤:
步骤S1,利用水泵的压力将二氧化碳气体和水混合形成碳酸溶液;
步骤S2,将形成的碳酸溶液缓慢投加至原水以调节原水的pH值。
2.如权利要求1所述的一种水体pH值调节方法,其特征在于:于步骤S1中,所述二氧化碳气体和水的质量比在1:400~1:600之间。
3.如权利要求2所述的一种水体pH值调节方法,其特征在于:于步骤S1中,采用SV型静态混合器将二氧化碳气体与水混合形成碳酸溶液。
4.如权利要求3所述的一种水体pH值调节方法,其特征在于:所述SV型静态混合器的混合压力不低于0.4MPa。
5.如权利要求3所述的一种水体pH值调节方法,其特征在于:于步骤S2中,采用管道投加将形成的碳酸溶液投加至原水。
6.如权利要求4所述的一种水体pH值调节方法,其特征在于:于碳酸溶液管道出口端设置微孔曝气头。
7.如权利要求1所述的一种水体pH值调节方法,其特征在于,所述方法还包括如下步骤:
通过原水中设置的pH在线监测仪实时获取调整后的pH值,并根据获得的pH值,调整二氧化碳投加量。
8.如权利要求7所述的一种水体pH值调节方法,其特征在于:在碳酸溶液与原水反应若干时间后,再获取调整后的pH值。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20191206 |