CN115262266B

CN115262266B - 纸机抄造系统实时微生物检测调控装置及预警、调控方法

Info

Publication number: CN115262266B
Application number: CN202110816795.3A
Authority: CN
Inventors: 邱振权
Original assignee: Suzhou Sevico Environmental Protection Technology Service Co ltd
Current assignee: Suzhou Sevico Environmental Protection Technology Service Co ltd
Priority date: 2021-07-20
Filing date: 2021-07-20
Publication date: 2023-09-19
Anticipated expiration: 2041-07-20
Also published as: CN115262266A

Abstract

本发明涉及一种纸机抄造系统实时微生物远程检测调控装置及其远程检测预警方法、调控方法，其中微生物远程检测调控装置包括它包括信息采集装置、中央处理装置、云平台实时综合数据分析反馈装置、杀菌剂存贮装置和杀菌剂精确投加装置；本发明通过检测多个水体参数，反馈至云平台实时综合数据分析反馈装置，综合分析并与大数据对比对系统内微生物状态进行预测，中央处理装置控制杀菌剂精确投加装置自动调节杀菌剂的添加启停和调节用量，前瞻性的远程检测调控水体中微生物变化趋势，减少了杀菌剂的使用，提高了纸张成品质量，同时本系统的杀菌剂能够适应造纸系统中的各个不同情况而使各部分均达到优异的杀菌、抑菌、降低各种微生物及生物膜的效果。

Description

纸机抄造系统实时微生物检测调控装置及预警、调控方法

技术领域

本发明属于造纸领域，具体涉及一种纸机抄造系统实时微生物远程检测调控装置及其远程检测预警方法、调控方法。

背景技术

纸机是现代造纸工业的核心设备，它的正常运转是造纸工业发展的基本要求。纸的主要成分是木质素纤维，以及造纸过程中添加的化学助剂，这些都是微生物生长的良好养分。造纸过程中湿部水循环和施胶涂布等环节，温度、湿度、pH均适宜微生物生长繁殖。而微生物的繁殖会给纸机系统带来各种各样的问题。

造纸过程中，在浆料流经的器壁上，常着生一类粘液状的附着物，之地柔软而黏滑，习惯称之为“腐浆”。“腐浆”沉积在多个方面危害着造纸生产，“腐浆”在器壁上增长至一定厚度变逐渐脱落，随浆料进入纸机，容易堵塞管道和腐蚀设备，降低生产效率；“腐浆”还会造成断纸、孔洞、在纸页上形成透明或彩色的小点等纸病；“腐浆”严重时还会阻塞铜网，污损毛布，引起纸张断头，造成纸机的非计划性停机。生产过程中出现“腐浆”现象必须停止生产，并对机器设备进行彻底的清洗，这会影响纸机的正常生产运行，并且浪费大量水资源。

目前在造纸工业中，通常采用封闭式的白水循环系统，这一方面提高的水资源的利用率，减少了废水的排放，但是另一方面，封闭式的白水循环系统使得以固形物及溶解物形式存在的营养物质浓度增加，使得纸机系统中更容易滋生微生物。

同时，在现有的造纸工业中，纸机抄造系统中的微生物控制应用多年来一直使用远程在线监测参数，例如pH或溶解氧。然而，仅在一个系统或一个区域中的微生物污染仍可能受到其他系统或区域的影响出现问题，并且还存在微生物杀菌监测不精准及人工操作滞后的问题。因此，很明显需要用于在纸机抄造系统中多个关键系统及区域进行前瞻性微生物远程检测预警及调控的改进方法，为了让操作员通过远程操作平台或移动操作端实时了解纸机抄造系统内的状态，及时远程操控，减少造纸过程中微生物状态而造成的计划外的停机风险。

发明内容

本发明的目的是在现有技术的基础上，提供一种纸机抄造系统实时微生物远程检测调控装置，以及应用该装置的远程检测预警方法、调控方法。

本发明的技术方案如下：

一种纸机抄造系统实时微生物远程检测调控装置，它包括信息采集装置、中央处理装置、云平台实时综合数据分析反馈装置、杀菌剂存贮装置、杀菌剂精确投加装置、远程操作平台和移动操作端；所述信息采集装置包括溶解氧探头、pH值探头、温度探头、ORP探头、余氯探头、总氯探头、电导率探头、ATP荧光检测仪、Tra-Cide杀菌剂残余毒性监测仪中的一种或几种，所述信息采集装置的监测端分别设于纸机抄造系统中的纸机浆料系统、纸机白水系统、纸机回用水系统、纸机损浆系统、纸机清水系统和辅料系统中，所述信息采集装置通过数据通信网络与所述中央处理装置相连接并将信息实时传输到所述云平台实时综合数据分析反馈装置进行综合分析比对，再由云平台实时综合数据分析反馈装置将数据信息反馈到远程操作平台和移动操作端进行远程手动/自动操作；所述杀菌剂存贮装置设有多个杀菌剂贮罐，各杀菌剂贮罐各自经由所述杀菌剂精确投加装置与所述纸机浆料系统、纸机白水系统、纸机回用水系统、纸机损浆系统、纸机清水系统或辅料系统相连通；所述杀菌剂精确投加装置与所述中央处理装置相连接。

本发明中的杀菌剂贮罐包括浆料杀菌剂贮罐、白水杀菌剂贮罐、清水和回用水杀菌剂贮罐及辅料杀菌剂贮罐，所述浆料杀菌剂贮罐内的浆料杀菌剂主要由次氯酸钠、溴化铵、硫酸铵、戊二醛、双氧水、苯扎氯氨、DBNPA、二溴二甲基海因、1,3,5-三羟乙基均三嗪组成；所述白水杀菌剂贮罐内的白水杀菌剂主要由次氯酸钠、二溴二甲基海因、1,3,5-三羟乙基均三嗪组成，所述清水和回用水杀菌剂贮罐内的清水和回用水杀菌剂主要由二氯辛基异噻唑啉酮DCOIT、溴代乙酸一缩乙二醇单甲醚酯、、PDTC组成。

纸机浆料系统内的纸机浆料包括原生浆和回收浆。

本发明中的杀菌剂贮罐包括浆料杀菌剂贮罐、白水杀菌剂贮罐、清水和回用水杀菌剂贮罐及辅料杀菌剂贮罐。

本发明中的信息采集装置的监测端，例如各种探头，具体可以分别设于纸机抄造系统中的纸机浆池、网下白水池、浓白水槽、清白水槽、生化回用水池、损纸池、清水池、温水池和辅料槽内的物料快速流动区或物料慢速流动区内。信息采集装置通过数据通信网络与中央处理装置相连接，数据通信网络包括有限通信和无线通信，其中无线通信的方式包括但不限于4G、5G或蓝牙等方式。

本发明中的浆料杀菌剂贮罐经由所述杀菌剂精确投加装置与所述纸机浆料系统和纸机损浆系统相连通，白水杀菌剂贮罐经由所述杀菌剂精确投加装置与所述纸机白水系统相连通，清水和回用水杀菌剂贮罐经由所述杀菌剂精确投加装置与所述纸机回用水系统和纸机清水系统相连通，辅料杀菌剂贮罐经由所述杀菌剂精确投加装置与所述辅料系统相连通。

本发明还包括一种利用前述的纸机抄造系统实时微生物远程检测调控装置进行微生物远程检测预警的方法，监测纸机抄造系统中的纸机浆料系统、纸机白水系统、纸机回用水系统、纸机损浆系统、纸机清水系统或辅料系统中的至少一个系统，用信息采集装置进行采集检测，并且将数据经由数据通信网络传输至中央处理装置汇总，实时传输至云平台实时综合数据分析反馈装置，由云平台实时综合数据分析反馈装置结合大数据范围值进行综合分析预测，若检测到的至少两个以上参数值朝预测趋向呈指数变化且超出预警值则预测纸机抄造系统中存在中等微生物活性的风险；若检测到的至少两个以上参数值朝预测趋向呈指数变化且超出大数据标准范围值的上限或下限则预测纸机抄造系统中存在较高微生物活性的风险；若是其它情况则预测纸机抄造系统中存在较低微生物活性的风险。

所述较高微生物活性的风险，是指微生物的量增加至少两个log的数量；所述中等微生物活性的风险，是指微生物的量增加至少一个log的数量。

所述信息采集装置采集以下至少一个区域的两个以上参数，采集区域包括：纸机浆料系统下的纸机浆池，纸机白水系统下的网下白水池、浓白水槽、清白水槽，纸机回用水系统下的生化回用水池、纸机损浆系统下的损纸池，纸机清水系统下的清水池、温水池，辅料系统下的物料快速流动区或物料慢速流动区。

信息采集装置所检测的数据包括溶解氧、pH值、余氯、总氯、电导率、ORP和/或温度，其中pH值的范围为6~10，ORP范围为100~500mv，温度为10-60℃，溶解氧为1-10mg/L，余氯的范围0-10mg/L，总氯的范围0-50mg/l，电导率范围0-50000 us/cm。

预警值为大数据范围值上限下降或大数据范围值下限升高范围值差的10%~20%，优选为15%，预测趋向为当系统内微生物增加时检测参数理论上的变化趋向。

例如，ORP标准值范围为100~500mv，当系统内微生物活性提高，系统内成厌氧状态，ORP值越低，因此ORP的预测趋向为趋向其下限值，极限标准值为ORP标准值范围下限升高范围值差的10%~20%，即140~180mv，优选为15%，即160mv。

例如pH标准值范围为6~9，当系统内微生物活性提高，导致系统内有机酸增加从而降低了pH值，因此pH的预测趋向为趋向其下限值，极限标准值为pH标准值范围下限升高范围值差的10%~20%，即6.3~6.6，优选为15%，即6.45。

例如溶解氧标准值范围为1~10mg/L，当系统内微生物活性提高，微生物消耗的氧气量越多，溶解氧含量降低，因此溶解氧的预测趋向为趋向其下限值，极限标准值为溶解氧标准值范围下限升高范围值差的10%~20%，即1.9~2.8，优选为15%，即2.35。

电导率反映了水系统中离子物质的量，当系统微生物活性提高，微生物在生长过程中利用低电导率的大分子物质（如蛋白质，多肽及碳水化合物等）进行新陈代谢，生成低分子带电荷的分解物，使电导率升高。同时，我们也可以根据系统内温度预测微生物的繁殖状态。

信息采集装置所检测参数的标准值范围可能因季节、城市用水水质、回用水水质的变化而相应的提高或降低，因此，多种数据同时测量、综合分析，能够更加精准地预测纸机抄造系统中微生物的活性。系统的前瞻性控制能够大大减少系统内因细菌大量的、失控性的增殖，以及杀菌剂投放的滞后性，而导致杀菌剂的过量投放以及虽然完成杀菌但是纸质已经受损的不必要情况。

本发明的装置可以进一步包含能够实时进行数据分析并实现控制功能的、与中央处理装置相连接的云平台实时综合数据分析反馈装置。它还可以包括各种形式和实现方式的报警装置，该报警装置与中央处理装置、远程操作平台、移动操作端相连接，可以在任何系统主动操作时进行报警，也可以对系统无法处理的情况进行报警，报警后可以选择自动/手动进行操作修复。系统无法处理的情况包括：①系统临时断电，系统可以临时切换备用电源并通过报警装置报警通知操作人员修复；②信息采集装置异常，中央处理装置在接收到异常数据或不能接收到数据时对信息采集装置状态进行检测，如出现故障则通过报警装置报警通知操作人员修复并启用备用探头；③云平台实时综合数据分析反馈装置计算出错，云平台实时综合数据分析反馈装置对分析数据进行二次校验确保多次分析结果一致，如出现云平台实时综合数据分析反馈装置内部系统故障则通过报警装置报警通知操作人员修复并启用自动定量加药或人工加药；云平台实时综合数据分析反馈装置具有云计算和大数据分析的功能，能够在投入较少的情况下，快速地利用各种网络、存储、服务等各种功能，并利用海量的数据，进行快速判断和分析，并能将准确的结果及时反馈至中央处理装置进行操作。

本发明还公开一种利用前述的纸机抄造系统实时微生物远程检测调控装置进行微生物远程调控的方法，所述云平台实时综合数据分析反馈装置根据所述信息采集装置所检测的数据，当pH值，温度，ORP和溶解氧数据综合分析预测纸机抄造系统中各个区域存在较高微生物活性的风险时，通过所述中央处理装置控制杀菌剂精确投加装置自动投加对应的杀菌剂，杀菌剂的投加量为5-200ppm；杀菌剂每天投加时间为0-1440min，投加杀菌剂后或者监测数据恢复后，停止添加杀菌剂，并监测杀菌剂的残余浓度；当pH值，温度，ORP和溶解氧数据综合分析预测纸机抄造系统中各个区域存在中等微生物活性的风险时，通过远程操作平台或移动操作端手动/自动控制中央处理装置投加对应的杀菌剂，投加杀菌剂后或者监测数据恢复后，停止添加杀菌剂，并监测杀菌剂的残余浓度；

优选地，杀菌剂的投加量为5-200ppm；杀菌剂每天投加时间为0-1440min，杀菌剂投加后的反应时间为5-60min。

本发明通过Tra-Cide杀菌剂残余毒性监测仪监测杀菌剂的残余浓度。Tra-Cide杀菌剂残余毒性监测仪，可用于测量在一段时间后由细菌发出的光的减少量。这种减少量正比于被杀死的细菌的量，数据可转化为相对毒性单位（RTU），相对毒性单位值越大，生物杀虫剂活性（毒性）越高。

采用本发明的技术方案，优势如下:

本发明通过检测水体中的溶解氧，温度，pH值、ORP、余氯、总氯、电导率等指标，反馈至信号处理模板，通过中央处理器并实时传输到云平台进行大数据的分析，与标准数据和之前的大数据对比，预测纸机抄造系统中微生物的活性趋势，活性高时自动调节杀菌剂的添加启停和调节用量，活性低时通过远程手动/自动控制杀菌剂的添加启停和调节用量，做到实时监测调控水体中的微生物变化趋势，通过云平台实时综合数据分析反馈装置可以实时远程在线查看水质指标和添加情况，可以做到微生物远程控制的前瞻性和自动添加/自动调节等属性，系统前瞻性的远程控制能够减少系统内细菌大量增殖失控的情况，大大减少杀菌剂的使用量，保障纸质，节约成本。本系统提供的杀菌剂能够适应造纸系统中的各个不同情况而使各部分均达到优异的杀菌、抑菌、降低各种微生物及生物膜的效果，降低企业运行维护成本，本系统远程检测预警系统、调控系统还可以用于循环冷却水、污水、造纸厂水系统、浆料系统等系统。

附图说明

图1是本发明装置的一种示意图。

图2是实现了本发明实施例的方法的造纸系统的框架图。

图3是本发明装置检测系统内OPR数值变化及综合分析预测微生物活性的示例。

图4是本发明装置检测系统内pH数值变化及综合分析预测微生物活性的示例。

图5是本发明装置检测系统内溶解氧数值变化及综合分析预测微生物活性的示例。

其中，1-信息采集装置。

具体实施方式

通过以下实施例对本发明的远程检测预警方法、调控方法作进一步的说明，但这些实施例不对本发明构成任何限制。

本发明的纸机抄造系统实时微生物远程检测调控装置包括信息采集装置1、中央处理装置、杀菌剂存贮装置和杀菌剂精确投加装置，还可进一步包括云平台实时综合数据分析反馈装置、远程操作平台、移动操作端和报警装置。其中信息采集装置1、杀菌剂存贮装置、杀菌剂精确投加装置、云平台实时综合数据分析反馈装置和报警装置分别通过数据通信网络与中央处理装置相连接，远程操作平台、移动操作端分别通过数据通信网络与云平台实时综合数据分析反馈装置连接。

信息采集装置1包括溶解氧探头、pH值探头、温度探头、ORP探头、余氯探头、总氯探头、电导率探头、ATP荧光检测仪、Tra-Cide杀菌剂残余毒性监测仪中的一种或几种，可以择一、择多或全部包括上述各种信息采集装置1。这些信息采集装置1的监测端分别设于纸机抄造系统中的纸机浆料系统、纸机白水系统、纸机回用水系统、纸机损浆系统、纸机清水系统和辅料系统中。信息采集装置1通过数据通信网络与所述中央处理装置相连接并将信息实时传输到所述云平台实时综合数据分析反馈装置进行综合分析比对，再由云平台实时综合数据分析反馈装置将数据信息反馈到远程操作平台和移动操作端进行远程手动/自动操作。在一种具体的方案中，信息采集装置1的监测端分别设于纸机抄造系统中的纸机浆池、网下白水池、浓白水槽、清白水槽、生化回用水池、损纸池、清水池、温水池和辅料槽内的物料快速流动区或物料慢速流动区内。依据具体情况，可以在各设备的流动区设置全部或多种信息采集装置1的监测端，也可以设置一种监测端。

杀菌剂存贮装置设有多个分别贮存不同类型杀菌剂的杀菌剂贮罐，各杀菌剂贮罐各自经由杀菌剂精确投加装置与所述纸机浆料系统、纸机白水系统、纸机回用水系统、纸机损浆系统、纸机清水系统或辅料系统相连通。

在一种具体方案中，杀菌剂贮罐包括浆料杀菌剂贮罐、白水杀菌剂贮罐、清水和回用水杀菌剂贮罐及辅料杀菌剂贮罐。其中浆料杀菌剂贮罐经由杀菌剂精确投加装置与纸机浆料系统和纸机损浆系统相连通，白水杀菌剂贮罐经由杀菌剂精确投加装置与纸机白水系统相连通，清水和回用水杀菌剂贮罐经由杀菌剂精确投加装置与纸机回用水系统和纸机清水系统相连通，辅料杀菌剂贮罐经由所述杀菌剂精确投加装置与辅料系统相连通。

进一步地，浆料杀菌剂贮罐、白水杀菌剂贮罐、清水和回用水杀菌剂贮罐及辅料杀菌剂贮罐与对应系统内上游区域连通，如浆料杀菌剂贮罐经由杀菌剂精确投加装置与纸机浆纸机浆池相连通，白水杀菌剂贮罐经由杀菌剂精确投加装置与浓白水槽相连通，清水和回用水杀菌剂贮罐经由杀菌剂精确投加装置与清水池和生化回用水池相连通，辅料杀菌剂贮罐经由所述杀菌剂精确投加装置与辅料槽相连通，将杀菌剂贮罐设于对应系统内上游区域能够从用水源头区域及细菌易滋生区域及时杀菌、抑制和减少生物膜，同时杀菌效果辐射到下游区域，节约杀菌剂用量。

杀菌剂精确投加装置包括各种用于计量的称量装置、能够控制投加量的加料泵或加料斗和各种精确控制阀门，它们分别与中央处理装置相连接，中央处理装置综合调节杀菌剂精确投加装置的各个部分实现不同杀菌剂的准确投加。

使用本纸机抄造系统实时微生物远程检测调控装置进行微生物远程检测预警时，监测纸机抄造系统中的纸机浆料系统、纸机白水系统、纸机回用水系统、纸机损浆系统、纸机清水系统或辅料系统中的至少一个系统，用信息采集装置1进行采集检测，并且将数据经由数据通信网络传输至中央处理装置汇总，实时传输至云平台实时综合数据分析反馈装置，由云平台实时综合数据分析反馈装置结合大数据范围值进行预测，若检测到的至少两个参数值朝预测趋向呈指数变化且超出预警值则预测纸机抄造系统中存在中等微生物活性的风险；若检测到的至少两个参数值朝预测趋向呈指数变化且超出大数据标准范围值的上限或下限则预测纸机抄造系统中存在较高微生物活性的风险；若是其它情况则预测纸机抄造系统中存在较低微生物活性的风险。

所述信息采集装置1采集以下至少不同系统两个区域的数据，采集区域包括：纸机浆料系统下的纸机浆池，纸机白水系统下的网下白水池、浓白水槽、清白水槽，纸机回用水系统下的生化回用水池、纸机损浆系统下的损纸池，纸机清水系统下的清水池、温水池，辅料系统下的物料快速流动区或物料慢速流动区。

信息采集装置1所检测的数据包括溶解氧、pH值、余氯、总氯、电导率、ORP和/或温度，其中pH值的范围为6~10，ORP范围为100~500mv，温度为10-60℃，溶解氧为1-10mg/L，余氯的范围0-10mg/L，总氯的范围0-50mg/l，电导率范围0-50000 us/cm。

在实际生产系统中检测的pH值、温度、ORP和溶解氧数据图如图1、2、3、4所示。

云平台实时综合数据分析反馈装置将数据信息反馈到远程操作平台和移动操作端进行远程手动/自动操作。

本发明还公开一种利用前述的纸机抄造系统实时微生物远程检测调控装置进行微生物远程调控的方法，所述云平台实时综合数据分析反馈装置根据所述信息采集装置1所检测的数据，当pH值，温度，ORP和溶解氧数据综合分析预测纸机抄造系统中各个区域存在较高微生物活性的风险时，通过所述中央处理装置控制杀菌剂精确投加装置自动投加对应的杀菌剂，杀菌剂的投加量为5-200ppm；杀菌剂每天投加时间为0-1440min，投加杀菌剂后或者监测数据恢复后，停止添加杀菌剂，并监测杀菌剂的残余浓度；当pH值，温度，ORP和溶解氧数据综合分析预测纸机抄造系统中各个区域存在中等微生物活性的风险时，通过远程操作平台或移动操作端手动/自动控制中央处理装置投加对应的杀菌剂，投加杀菌剂后或者监测数据恢复后，停止添加杀菌剂，并监测杀菌剂的残余浓度；杀菌剂的投加量为5-200ppm，杀菌剂每天投加时间为0-1440min，杀菌剂投加后的反应时间为5-60min。最后通过Tra-Cide杀菌剂残余毒性监测仪得到的相对毒性数据监测判断杀菌剂的残余浓度。

实施例1

在纸机抄造系统实时微生物远程检测调控装置中关闭其他杀菌剂贮罐，避免其他杀菌剂的干扰，依据纸机浆池内的溶解氧、pH值、余氯、总氯、电导率、ORP、温度等检测数据，各数据综合分析超标时，即自动添加浆料杀菌剂（含10Kg次氯酸钠、2 Kg溴化铵、3 Kg硫酸铵、0.4 Kg戊二醛、1 Kg双氧水、0.2 Kg苯扎氯氨、0.6 Kg DBNPA、2Kg二溴二甲基海因和0.5Kg 1,3,5-三羟乙基均三嗪），分析同一批次不同实验设备中，不添加浆料杀菌剂和添加不同配方的浆料杀菌剂60min后所得到纸机浆池内的白水，定量稀释后放入USApetrifilm细菌培养基上培养48小时，对比各配比的杀菌剂的杀菌效果。

结果显示，实验过程中，不加浆料杀菌剂，生产操作中腐浆及粘着物多，易糊网和粘毛毯，有时每班须停机清洗1次，原纸常有洞眼，断头多等，生产不正常。通过应用本系统的实时监测并自动控制杀菌剂的添加，生产操作中纸机48小时以上无断头，清洗周期延长至两周清洗1-2次，表斑、湿斑、洞眼等常见纸病基本没有，成品率高，产品产量增加。由此可见杀菌剂能够起到有效的杀菌效果，本申请配方的杀菌效果最佳。通过Tra-Cide杀菌剂残余毒性监测仪监测，浆料杀菌剂投加6小时后，相对毒性单位（RTU）低至与不加浆料杀菌剂相近的水平，说明杀菌剂对纸张质量无影响，安全性高。

实施例2

在另一批次的试验中，白水杀菌剂贮罐内的白水杀菌剂的配制包括10Kg次氯酸钠、1Kg二溴二甲基海因和4Kg1,3,5-三羟乙基均三嗪。在纸机抄造系统实时微生物远程检测调控装置中关闭其他杀菌剂贮罐，避免其他杀菌剂的干扰，依据浓白水槽的溶解氧、pH值、余氯、总氯、电导率、ORP、温度等检测数据，各数据综合分析超标时，即自动添加白水杀菌剂，分析同一批次不同实验设备中，不添加白水杀菌剂和添加不同配方的白水杀菌剂60min后所得到浓白水槽内的白水，定量稀释后放入USApetrifilm细菌培养基上培养48小时，对比各配比的杀菌剂的杀菌效果。实验过程中，不加白水杀菌剂，生产操作中腐浆及粘着物多，糊网和粘毛毯，有时每班须停机清洗1次，清洁管道频次至少每天一次。添加本配方的白水杀菌剂，生产操作中纸机24小时无断头，清洗周期延长至每周清洗1-2次。白水杀菌剂中缺少任一组分后，生产操作中纸机每天较少出现断头，清洗周期每周清洗3-4次。通过Tra-Cide杀菌剂残余毒性监测仪监测，杀菌剂投加7小时后，相对毒性单位（RTU）低至与不加杀菌剂相近的水平，说明杀菌剂对纸张质量无影响，安全性高。

实施例3

在另一批次的试验中，在纸机抄造系统实时微生物远程检测调控装置中关闭其他杀菌剂贮罐，避免其他杀菌剂的干扰，依据清水池的溶解氧、pH值、ORP、温度等检测数据，各数据综合分析超标时，即自动添加清水和回用水杀菌剂，包括5Kg二氯辛基异噻唑啉酮、1Kg溴代乙酸一缩乙二醇单甲醚酯、0.1KgPDTC，分析同一批次不同实验设备中，不添加清水和回用水杀菌剂和添加不同配方的清水和回用水杀菌剂60min后所得到网下白水池内的白水，定量稀释后放入USApetrifilm细菌培养基上培养48小时，对比各配比的杀菌剂的杀菌效果。结果显示，不加杀菌剂时，白水中的细菌数（CFU/mL）为27×10⁹，每天都发生腐浆现象；使用本配的杀菌剂时，白水中的细菌数（CFU/mL）为10⁵左右，发生腐浆现象的频次在7-10天/次，使用缺少任一组分的杀菌剂配方时，白水中的细菌数（CFU/mL）为10⁷左右，发生腐浆现象的频次在2-4天/次；采用96孔细胞培养板充满含有纤维的白水，接种造纸机中常见能够形成生物膜的微生物，如嗜热菌属、假单胞菌属、葡萄球菌属的纯细菌培养物，在40℃用一定量的清水和回用水杀菌剂低速旋转混合后处理48小时培养生物膜，将孔清空、冲洗并干燥，通过将200μl 1%结晶紫的甲醇溶液加入到每个孔中放置20min后，将孔排空并用蒸馏水洗涤烘干，将附着的结晶紫溶解在乙醇中脱色，测定595nm处的吸光度见表1。

未培养生物膜时，测得含有纤维的白水放置48小时能够提供的吸光度背景值为0.12。

表1

清水和回用水杀菌剂用量	595 nm 处的吸光度	生物膜减少量
			未使用	0.95
2.5mg/l二氯辛基异噻唑啉酮、0.5mg/l溴代乙酸一缩乙二醇单甲醚酯、0.05mg/l PDTC	0.59	44%
			5mg/l二氯辛基异噻唑啉酮、1mg/l溴代乙酸一缩乙二醇单甲醚酯、0.1mg/l PDTC	0.13	98%

虽然本申请具有前瞻性的杀菌、抑菌效果主要针对游离状态下的微生物，仍需要一种具有前瞻性的从水源处抑制、减少生物膜的手段，表1证明了清水和回用水杀菌剂能够抑制、减少生物膜的形成。

通过Tra-Cide杀菌剂残余毒性监测仪监测，杀菌剂投加8小时后，相对毒性单位（RTU）低至与不加杀菌剂相近的水平，说明杀菌剂对纸张质量无影响，安全性高。

综合运用各配方的浆料杀菌剂、白水杀菌剂、清水和回用水杀菌剂等杀菌剂，使用本纸机抄造系统实时微生物远程检测调控装置，根据纸机抄造系统内信息采集装置1各监测端所采集的溶解氧、pH值、余氯、总氯、电导率、ORP和温度等检测数据，通过中央处理装置汇总后，综合分析各数据，预测纸机抄造系统中微生物的活性趋势。当系统中的某个部分的pH值，温度，ORP、溶解氧、余氯、总氯、电导率等检测数据综合分析预测纸机抄造系统中各个区域存在较高微生物活性的风险时，通过所述中央处理装置控制杀菌剂精确投加装置自动投加对应的杀菌剂，杀菌剂的投加量为5-200ppm；杀菌剂每天投加时间为0-1440min，投加杀菌剂后或者监测数据恢复后，停止添加杀菌剂，并监测杀菌剂的残余浓度；当pH值，温度，ORP和溶解氧数据综合分析预测纸机抄造系统中各个区域存在较低微生物活性的风险时，通过远程操作平台或移动操作端手动/自动控制中央处理装置投加对应的杀菌剂，投加杀菌剂后或者监测数据恢复后，停止添加杀菌剂，并监测杀菌剂的残余浓度；杀菌剂的投加量为5-200ppm，杀菌剂每天投加时间为0-1440min，杀菌剂投加后的反应时间为5-60min。

本系统运行时，可使生产操作中纸机48小时以内无断头、原纸无洞眼现象，清洗周期延长至每两周清洗1次，成品率高，产品产量显著增加。通过Tra-Cide杀菌剂残余毒性监测仪监测，杀菌剂投加8小时后，相对毒性单位（RTU）低至与不加杀菌剂相近的水平，说明杀菌剂对纸张质量无影响，安全性高。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明保护范围之内。

Claims

1.一种纸机抄造系统实时微生物远程检测调控装置，其特征在于：它包括信息采集装置、中央处理装置、云平台实时综合数据分析反馈装置、杀菌剂存贮装置、杀菌剂精确投加装置、远程操作平台和移动操作端；所述信息采集装置包括溶解氧探头、pH值探头、温度探头、ORP探头、余氯探头、总氯探头、电导率探头、ATP荧光检测仪、Tra-Cide杀菌剂残余毒性监测仪中的一种或几种，所述信息采集装置的监测端分别设于纸机抄造系统中的纸机浆料系统、纸机白水系统、纸机回用水系统、纸机损浆系统、纸机清水系统和辅料系统中，所述信息采集装置（1）通过数据通信网络与所述中央处理装置相连接并将信息实时传输到所述云平台实时综合数据分析反馈装置进行综合分析比对，再由云平台实时综合数据分析反馈装置将数据信息反馈到远程操作平台和移动操作端进行远程手动/自动操作；所述杀菌剂存贮装置设有多个杀菌剂贮罐，各杀菌剂贮罐各自经由所述杀菌剂精确投加装置与所述纸机浆料系统、纸机白水系统、纸机回用水系统、纸机损浆系统、纸机清水系统或辅料系统相连通；所述杀菌剂精确投加装置与所述中央处理装置相连接；

所述信息采集装置的监测端分别设于纸机抄造系统中的纸机浆池、网下白水池、浓白水槽、清白水槽、生化回用水池、损纸池、清水池、温水池和辅料槽内的物料快速流动区或物料慢速流动区内；

所述杀菌剂贮罐包括浆料杀菌剂贮罐、白水杀菌剂贮罐、清水和回用水杀菌剂贮罐及辅料杀菌剂贮罐，所述浆料杀菌剂贮罐内的浆料杀菌剂主要由次氯酸钠、溴化铵、硫酸铵、戊二醛、双氧水、苯扎氯氨、DBNPA、二溴二甲基海因、1,3,5-三羟乙基均三嗪组成；所述白水杀菌剂贮罐内的白水杀菌剂主要由次氯酸钠、二溴二甲基海因、1,3,5-三羟乙基均三嗪组成，所述清水和回用水杀菌剂贮罐内的清水和回用水杀菌剂主要由二氯辛基异噻唑啉酮DCOIT、溴代乙酸一缩乙二醇单甲醚酯、PDTC组成；

所述浆料杀菌剂贮罐经由所述杀菌剂精确投加装置与所述纸机浆料系统和纸机损浆系统相连通，所述白水杀菌剂贮罐经由所述杀菌剂精确投加装置与所述纸机白水系统相连通，所述清水和回用水杀菌剂贮罐经由所述杀菌剂精确投加装置与所述纸机回用水系统和纸机清水系统相连通，所述辅料杀菌剂贮罐经由所述杀菌剂精确投加装置与所述辅料系统相连通。

2.根据权利要求1所述的纸机抄造系统实时微生物远程检测调控装置，其特征在于：所述纸机浆料系统内的纸机浆料包括原生浆和回收浆。

3.利用权利要求1所述的纸机抄造系统实时微生物远程检测调控装置进行微生物远程检测预警的方法，其特征在于：监测纸机抄造系统中的纸机浆料系统、纸机白水系统、纸机回用水系统、纸机损浆系统、纸机清水系统或辅料系统中的至少一个系统，用信息采集装置进行采集检测，并且将数据经由数据通信网络传输至中央处理装置汇总，实时传输至云平台实时综合数据分析反馈装置，由云平台实时综合数据分析反馈装置结合大数据范围值进行预测，若检测到的至少两个以上参数值朝预测趋向呈指数变化且超出预警值则预测纸机抄造系统中存在中等微生物活性的风险；若检测到的至少两个以上参数值朝预测趋向呈指数变化且超出大数据范围值的上限或下限则预测纸机抄造系统中存在较高微生物活性的风险；若是其它情况则预测纸机抄造系统中存在较低微生物活性的风险。

4.根据权利要求3所述微生物远程检测预警的方法，其特征在于：信息采集装置所检测的数据包括溶解氧、pH值、余氯、总氯、电导率、ORP和/或温度，其中pH值的范围为6~10，ORP范围为100~500mv，温度为10-60℃，溶解氧为1-10mg/L，余氯的范围0-10mg/L，总氯的范围0-50mg/l，电导率范围0-50000 us/cm，预警值为大数据范围值上限下降或大数据范围值下限升高范围值差的10%~20%，预测趋向为当系统内微生物增加时检测参数理论上的变化趋向。

5.根据权利要求4所述微生物远程检测预警的方法，其特征在于检测纸机抄造系统中的纸机浆池、网下白水池、浓白水槽、清白水槽、生化回用水池、损纸池、清水池、温水池和辅料槽内的物料快速流动区或物料慢速流动区中至少一个区域的两个以上参数。

6.利用权利要求1所述的纸机抄造系统实时微生物远程检测调控装置进行微生物远程调控的方法，其特征在于：所述云平台实时综合数据分析反馈装置根据所述信息采集装置所检测的数据，预测纸机抄造系统中各个区域存在较高微生物活性的风险时，通过所述中央处理装置控制杀菌剂精确投加装置自动投加对应的杀菌剂，投加杀菌剂后或者监测数据恢复后，停止添加杀菌剂，并监测杀菌剂的残余浓度；预测纸机抄造系统中各个区域存在中等微生物活性的风险时，通过远程操作平台或移动操作端手动/自动控制中央处理装置投加对应的杀菌剂，投加杀菌剂后或者监测数据恢复后，停止添加杀菌剂，并监测杀菌剂的残余浓度。

7.根据权利要求6所述的微生物远程调控方法，其特征在于：杀菌剂的投加量为5-200ppm，杀菌剂每天投加时间为0-1440min，杀菌剂投加后的反应时间为5-60min。