CN110652883A - 一种投加反渗透阻垢剂的安全调控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种投加反渗透阻垢剂的安全调控系统及方法，该系统包括：加药箱；自动称重器，设置在加药箱底部，用于测定一定时间段内加药箱的重量变化值；加药泵，加药泵的进口通过加药管道与加药箱连接，加药泵的出口通过投加管道与反渗透系统连接；超声波流量计，设置在投加管道上，用于监测药剂投加的实时流量及累计流量；PLC控制系统，分别连接自动称重器、加药泵和超声波流量计，用于调控加药方式和安全报警。本发明的应用领域较为广泛，凡较容易发生结垢的系统，都可采用安全调控系统及方法的加药措施，确保阻垢剂的安全和精确投加，是一套全方位监控和保障阻垢剂的准确投加的安全调控系统。

Description

一种投加反渗透阻垢剂的安全调控系统及方法

技术领域

本发明涉及一种安全调控系统及方法，尤其是关于一种适用于水深度处理和再生水回收利用的投加反渗透阻垢剂的安全调控系统及方法，属于水深度处理领域。

背景技术

随着水资源的日益短缺和膜技术的不断发展，反渗透法脱盐是水处理脱盐工艺中最成熟的物理脱盐技术之一，被广泛应用于许多行业的水处理中。结垢是反渗透技术发展过程中影响其正常运行的主要问题之一，当膜表面有垢沉积时，需要停运设备进行化学清洗，甚至更换膜元件。反渗透膜结垢将导致膜阻塞、膜通量减小、脱盐效率下降和渗透压增大等问题，沉积在膜元件表面的微小结晶核在膜通道的滞流层吸附积累，并慢慢变成更大的晶体颗粒,最后导致膜通量变小，甚至造成膜阻塞。通常，膜发生局部结垢之后使得局部(末端)膜压增大和其余部分水力负荷增大,从而逐渐引起膜系统大面积地膜结垢，最终导致反渗透系统的瘫痪，因此膜结垢现象对于反渗透系统来说是致命和绝不允许的。

反渗透阻垢剂主要是起阻垢的作用，阻碍膜表面胶体物质和无机盐垢的沉积，延长膜元件的清洗周期，降低运行成本。近年来阻垢剂的研究取得了很大的进展，从含磷类阻垢剂到绿色环保类阻垢剂，经历了从单一到复配再到改性的蜕变过程。但是阻垢剂在反渗透系统中的投加效果不佳，阻垢剂溶液的配置浓度不准确，加药箱的出水流量波动，加药泵的性能欠佳，加药管路的材质不坚固，以及加药系统在出现故障时的反应迟钝，水厂运营人员无法快速做出调节等一系列问题，都会导致阻垢剂的加药浓度不稳定，加药效率低，反渗透膜装置中的离子浓度偏高，引起反渗透膜的局部结垢，给整个反渗透系统，甚至于整个工程埋下了很大的风险。尤其是对于水中硫酸钙、硫酸钡等难以化学清洗恢复的结垢物质，需要制定一套严密的加药调控系统，来保障阻垢剂的加药剂量、加药浓度和加药频率。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种投加反渗透阻垢剂的安全调控系统及方法，以预防结垢的发生，保障反渗透系统的安全性。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种投加反渗透阻垢剂的安全调控系统，包括：加药箱；自动称重器，设置在所述加药箱底部，用于测定一定时间段内所述加药箱的重量变化值；加药泵，所述加药泵的进口通过加药管道与所述加药箱连接，所述加药泵的出口通过投加管道与反渗透系统连接；超声波流量计，设置在所述投加管道上，用于监测药剂投加的实时流量及累计流量；PLC控制系统，分别连接所述自动称重器、加药泵和超声波流量计，用于调控加药方式和安全报警。

所述的安全调控系统，优选的，在位于所述加药泵上游的所述加药管道上设置有所述过滤器。

所述的安全调控系统，优选的，在位于所述超声波流量计上游的所述投加管道上还设置有所述静态混合器。

所述的安全调控系统，优选的，在位于所述静态混合器上游的所述投加管道上还设置有压力变送器，所述压力变送器亦连接所述PLC控制系统，用于监测所述投加管道的压力值。

所述的安全调控系统，优选的，所述加药泵采用多功能型计量泵，所述多功能型计量泵内部具有：双隔膜单元，若一个隔膜单元破裂时，通过另一个隔膜单元进行药剂投加；隔膜报警单元，用于当隔膜单元破损时及时发出报警信息，提示运营人员及时维修计量泵；流量监测单元，用于连续监测药剂投加的实时流量及累计流量并传输至所述PLC控制系统。

所述的安全调控系统，优选的，所述反渗透系统包括依次连接的保安过滤器、增压泵和反渗透膜元件，所述保安过滤器的进口与所述投加管道连接，所述反渗透膜元件的出口与产水管道连接。

所述的安全调控系统，优选的，在所述加药管道上还设置有背压阀。

所述的安全调控系统，优选的，在位于所述反渗透系统的产水管道上设置浊度计。

一种基于上述安全调控系统的投加反渗透阻垢剂的安全调控方法，包括以下步骤：

1)开启所述PLC控制系统和加药泵，所述加药泵将所述加药箱中的药剂注入所述投加管道并经所述静态混合器充分混合后输送到所述反渗透系统，所述PLC控制系统根据水量和浓度需求按比例控制所述加药泵自动调节药剂投加量；

2)所述自动称重器自动测定一定时间段内所述加药箱的重量变化值并传输至所述PLC控制系统，与所述PLC控制系统中设定的药剂投加量进行比较，如偏差超过允许值，所述PLC控制系统将发出警告提示运营人员检查所述加药箱或所述加药泵进行调校；

3)与此同时，所述超声波流量计监测药剂投加的实时流量及累计流量并传输至所述PLC控制系统，与所述PLC控制系统中设定的药剂投加量进行比较，并实时对所述加药泵输入调校信息以控制所述加药泵的转速，确保投加量准确。

4)所述压力变送器实时监测所述投加管道的压力值并输送至所述PLC控制系统，若所述投加管道的压力值在短时间内迅速下降并逐渐衰减，所述PLC控制系统发出报警，提示运营人员及时对所述投加管道进行检查。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明通过加药箱、自动称重器、加药泵和超声波流量计多方位的监控，使得阻垢剂的加药流量投加精确，能够有效防止反渗透系统中的局部结垢。2、本发明强化加药泵的多功能使其有备用、报警和流量信息，于投加管道上配置超声波流量计来矫正流量，于投加点处配置压力变送器来检测投加管道的安全，保证阻垢剂的投加措施安全无误，大大降低了在投加过程中可能发生的意外风险，解决了对于进水盐分较高、易结垢的反渗透系统中阻垢剂投加计量不准确，加药箱的出水流量波动，加药泵的性能欠佳，以及加药系统在出现故障时的反应迟钝，水厂运营人员无法快速做出调节等一系列问题导致的阻垢剂加药失败而引起的反渗透膜结垢的问题。3、本发明的应用领域较为广泛，凡较容易发生结垢的系统，都可采用安全调控系统的加药措施，确保阻垢剂的安全和精确投加，是一套全方位监控和保障阻垢剂的准确投加的安全调控系统。

附图说明

图1为本发明安全调控系统的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。

如图1所示，本发明提供的投加反渗透阻垢剂的安全调控系统，包括：加药箱1；自动称重器2，设置在加药箱1底部，用于测定一定时间段内加药箱1的重量变化值；加药泵4，加药泵4的进口通过加药管道与加药箱1连接，加药泵4的出口通过投加管道8与反渗透系统10连接；超声波流量计7，设置在投加管道8上，用于监测药剂投加的实时流量及累计流量；PLC控制系统9，分别连接自动称重器2、加药泵4和超声波流量计7，用于调控加药方式和安全报警。

在上述实施例中，优选的，在位于加药泵4上游的加药管道上设置有过滤器3，用于过滤掉加药箱1内可能带进来的固体残渣，以保护加药泵4不受污染。

在上述实施例中，优选的，在位于超声波流量计7上游的投加管道8上还设置有静态混合器5，用于使药液和原水充分混合后，输送到反渗透系统10。

在上述实施例中，优选的，在位于静态混合器5上游的投加管道8上还设置有压力变送器6，压力变送器6亦连接PLC控制系统9，用于监测投加管道8的压力值：若投加管道8完好无损，投加管道8的压力值为恒定值；若投加管道8发生破损或泄露，投加管道8的压力值会在短时间内迅速下降并逐渐衰减，PLC控制系统9发出报警，提示运营人员及时进行检查。

在上述实施例中，优选的，加药泵4采用多功能型计量泵，该多功能型计量泵内部具有：双隔膜单元，若一个隔膜破裂时，仍然可以继续通过备用隔膜进行药剂投加，增加计量泵的安全使用系数；隔膜报警单元，当隔膜破损时及时发出报警信息，提示运营人员及时维修计量泵，不耽误安全调控系统运行工期；流量监测单元，能够连续监测药剂投加的实时流量及累计流量并传输至PLC控制系统9，方便运营人员实时检查药剂投加量并设定报警信息。

在上述实施例中，优选的，反渗透系统10包括依次连接的保安过滤器、增压泵和反渗透膜元件，保安过滤器的进口与投加管道8连接，反渗透膜元件的出口与产水管道连接。

在上述实施例中，优选的，在加药管道上还设置有背压阀11，以保证流量不受影响。

在上述实施例中，优选的，若阻垢剂投加不准确，发生结垢，反渗透膜元件被损坏，会导致反渗透膜元件产水的浊度快速上升，故在位于反渗透系统10的产水管道上设置浊度计12，用于监测产水浊度。

基于上述实施例提供的安全调控系统，本发明还提供了一种投加反渗透阻垢剂的安全调控方法，包括以下内容：

1)开启PLC控制系统9和加药泵4，加药泵4将加药箱1中的药剂注入投加管道8并经静态混合器5充分混合后输送到反渗透系统10，PLC控制系统9根据水量和浓度需求按比例控制加药泵4自动调节药剂投加量；

2)自动称重器2自动测定一定时间段内加药箱1的重量变化值并传输至PLC控制系统9，与PLC控制系统9中设定的药剂投加量进行比较，如偏差超过允许值，PLC控制系统9将发出警告提示运营人员检查加药箱1或加药泵4进行调校，从而从源头上控制加药流量的准确性；

3)与此同时，超声波流量计7监测药剂投加的实时流量及累计流量并传输至PLC控制系统9，与PLC控制系统9中设定的药剂投加量进行比较，并实时对加药泵4输入调校信息以控制加药泵4的转速，确保投加量准确。

4)压力变送器6实时监测投加管道8的压力值并输送至PLC控制系统9，若投加管道8的压力值在短时间内迅速下降并逐渐衰减，PLC控制系统9发出报警，提示运营人员及时对投加管道8进行检查。

最后应说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其进行限制，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，但是这些修改或等同替换均不能脱离本发明的技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种投加反渗透阻垢剂的安全调控系统，其特征在于，包括：

加药箱(1)；

自动称重器(2)，设置在所述加药箱(1)底部，用于测定一定时间段内所述加药箱(1)的重量变化值；

加药泵(4)，所述加药泵(4)的进口通过加药管道与所述加药箱(1)连接，所述加药泵(4)的出口通过投加管道(8)与反渗透系统(10)连接；

超声波流量计(7)，设置在所述投加管道(8)上，用于监测药剂投加的实时流量及累计流量；

PLC控制系统(9)，分别连接所述自动称重器(2)、加药泵(4)和超声波流量计(7)，用于调控加药方式和安全报警。

2.根据权利要求1所述的安全调控系统，其特征在于，在位于所述加药泵(4)上游的所述加药管道上设置有所述过滤器(3)。

3.根据权利要求1所述的安全调控系统，其特征在于，在位于所述超声波流量计(7)上游的所述投加管道(8)上还设置有所述静态混合器(5)。

4.根据权利要求3所述的安全调控系统，其特征在于，在位于所述静态混合器(5)上游的所述投加管道(8)上还设置有压力变送器(6)，所述压力变送器(6)亦连接所述PLC控制系统(9)，用于监测所述投加管道(8)的压力值。

5.根据权利要求1所述的安全调控系统，其特征在于，所述加药泵(4)采用多功能型计量泵，所述多功能型计量泵内部具有：

双隔膜单元，若一个隔膜单元破裂时，通过另一个隔膜单元进行药剂投加；

隔膜报警单元，用于当隔膜单元破损时及时发出报警信息，提示运营人员及时维修计量泵；

流量监测单元，用于连续监测药剂投加的实时流量及累计流量并传输至所述PLC控制系统(9)。

6.根据权利要求1所述的安全调控系统，其特征在于，所述反渗透系统(10)包括依次连接的保安过滤器、增压泵和反渗透膜元件，所述保安过滤器的进口与所述投加管道(8)连接，所述反渗透膜元件的出口与产水管道连接。

7.根据权利要求1所述的安全调控系统，其特征在于，在所述加药管道上还设置有背压阀(11)。

8.根据权利要求1所述的安全调控系统，其特征在于，在位于所述反渗透系统(10)的产水管道上设置浊度计(12)。

9.一种基于权利要求4所述安全调控系统的投加反渗透阻垢剂的安全调控方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)开启所述PLC控制系统(9)和加药泵(4)，所述加药泵(4)将所述加药箱(1)中的药剂注入所述投加管道(8)并经所述静态混合器(5)充分混合后输送到所述反渗透系统(10)，所述PLC控制系统(9)根据水量和浓度需求按比例控制所述加药泵(4)自动调节药剂投加量；

2)所述自动称重器(2)自动测定一定时间段内所述加药箱(1)的重量变化值并传输至所述PLC控制系统(9)，与所述PLC控制系统(9)中设定的药剂投加量进行比较，如偏差超过允许值，所述PLC控制系统(9)将发出警告提示运营人员检查所述加药箱(1)或所述加药泵(4)进行调校；

3)与此同时，所述超声波流量计(7)监测药剂投加的实时流量及累计流量并传输至所述PLC控制系统(9)，与所述PLC控制系统(9)中设定的药剂投加量进行比较，并实时对所述加药泵(4)输入调校信息以控制所述加药泵(4)的转速，确保投加量准确。

4)所述压力变送器(6)实时监测所述投加管道(8)的压力值并输送至所述PLC控制系统(9)，若所述投加管道(8)的压力值在短时间内迅速下降并逐渐衰减，所述PLC控制系统(9)发出报警，提示运营人员及时对所述投加管道(8)进行检查。

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