CN201148383Y - 全自动总磷在线监控加药系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种全自动总磷在线监控加药系统，包括一分析处理装置、一显示装置、一PH在线检测装置、一电导在线检测装置和一药剂自动投加装置，其特征在于所述加药系统还包括一总磷在线检测装置，所述总磷在线检测装置包括一紫外灯、一消解装置、第一放液阀、一显色装置、一激光发射装置和一激光检测装置，所述消解装置通过所述第一放液阀与所述显色装置连接，所述激光发射装置和所述激光检测装置与所述显色装置连接，所述紫外灯、放液阀、激光发射装置和激光检测装置分别与所述分析处理装置电连接。本实用新型测量误差小、控制精度高、节约水处理药剂，可广泛应用于循环冷却水处理、原水净化、工业废水处理等领域。

Description

全自动总磷在线监控加药系统

技术领域

本实用新型涉及工业水处理领域的一种工业循环冷却水自动加药系统。

背景技术

工业循环冷却水自动加药系统是工业水处理的一个重要部分。总磷含量为检测循环冷却水水质的主要参数，向工业循环水中投加磷系药剂对工业用水的水质控制起着极其重要的作用。目前循环水处理中投加磷系药剂采用的方法有定时定量人工倾倒式、高位重力滴加式、水射器注入式、计量泵(人工调节)投加式等。而国内工业循环水自动加药系统主要有三种类型：

1、流量比例式加药系统，该系统可根据补充水量的大小按一定比例自动投加药剂，是水处理工艺过程最基本的操作，水质控制过程采用流量比例式自动加药系统可以获得实时的药剂投加量，以保障工业循环水运行在经济技术指标较为合理的工况。但该系统结构比较简单，无法满足大中型循环水的水质控制要求，控制精度低、经常出现药剂欠加或超加现象，药剂浪费严重。

2、流量比例加浓缩倍数式加药系统，该系统根据补水电导率和循环水电导率之比，计算浓缩倍数，结构复杂、安装繁琐、难于维护，虽是目前行业应用主流，但其加药调整为人为估算值，也会经常出现药剂欠加或超加现象，浪费药剂。

3、示踪剂加药系统，该系统理论上通过在水处理药剂里按一定比例加入荧光剂混合均匀，投入循环水系统，再用荧光检测仪检测循环水中荧光剂含量，推算出水处理药剂含量，按控制指标控制加药量，达到自动加药的目的，但此方法的缺点是荧光示踪剂和水处理药剂的半衰期不一样，会产生检测误差，另外水处理系统中冷却塔中填料会吸附荧光剂和水处理药剂，也会产生测量误差，从而难以真实反映循环水中真正的药剂浓度，会经常出现药剂欠加或超加现象，浪费药剂。

以上人工投加方法和自动加药系统都是间接计算药剂含量，再控制加药量，均存在加药量不能准确地随着循环冷却水相关工艺参数的变化而变化的缺陷，测量误差大、控制精度低，造成循环水水质不稳定，水处理药剂浪费严重。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种全自动总磷在线监控加药系统，该系统可以直接在线检测工业循环水中水处理药剂的总磷含量，测量精度高，从而精确控制加药量。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种全自动总磷在线监控加药系统，包括一分析处理装置、与所述分析处理装置连接的一显示装置，以及设置在工业循环水线上与所述分析处理装置连接的一PH在线检测装置、一电导在线检测装置和一药剂自动投加装置，其特征在于所述加药系统还包括一设置在工业循环水线上与所述分析处理装置连接的总磷在线检测装置，所述总磷在线检测装置包括一紫外灯、一消解装置、第一放液阀、一显色装置、一激光发射装置和一激光检测装置，所述消解装置通过所述第一放液阀与所述显色装置连接，所述激光发射装置、激光检测装置与所述显色装置连接，所述紫外灯、放液阀、激光发射装置和激光检测装置分别与所述分析处理装置电连接。

更具体地：

所述消解装置中设置有消解杯，所述显色装置中设置有显色杯，所述消解杯和所述显色杯为透明石英容器，并通过所述第一放液阀连接。

所述消解装置连接有一取样泵和第一、第二消解剂泵，所述消解装置通过所述取样泵与工业循环水连接，并通过第一、第二消解剂泵分别与第一、第二消解剂连接，所述取样泵和第一、第二消解剂泵分别与所述分析处理装置电连接。

所述第一消解剂为过硫酸钾溶液，所述第二消解剂为氢氧化钠溶液。

所述消解装置连接有一清洗泵，所述清洗泵与所述分析处理装置电连接，所述消解装置通过所述清洗泵与清洗剂连接。

所述清洗剂为次氯酸钠溶液。

所述显色装置连接有第一、第二显色剂泵，所述显色装置通过所述第一、第二显色剂泵分别与第一、第二显色剂连接，所述第一、第二显色剂泵分别与所述分析处理装置电连接。

所述第一显色剂为钼酸胺溶液，所述第二显色剂为抗坏血酸溶液。

所述显色装置连接有第二放液阀，第二放液阀与所述分析处理装置电连接。

所述分析处理装置采用可编程控制器PLC。

本实用新型中的全自动总磷在线监控加药系统就像一个小型的在线自动化验中心，通过分析处理装置对总磷在线检测装置检测过程进行控制，可以在线检测工业循环水中总磷的含量，本实用新型中总磷在线检测装置的检测范围在0.1～10mg/L之间。在线检测的基本过程是：通过取样泵将工业循环水水样送进消解装置消解杯中；紫外灯靠近消解装置设置，消解装置上开设有供紫外灯照射的孔，使紫外灯发出的紫外线能够照射到消解杯及杯中的溶液。通过消解剂泵将消解剂送进消解杯，在消解剂和紫外线的混合作用下对水样进行消解，再将消解后的水样混合液送入显色杯，同时通过显色剂泵将显色剂送进显色杯，消解后的水样混合液与显色剂混合显色，所显颜色对激光发射装置发射的特定频率的光具有吸收作用，通过激光检测装置对光的吸收程度进行实时检测，并转换为电信号传给分析处理装置即可得到工业循环水中的总磷含量。检测完成后，分析处理装置响应总磷在线检测装置的检测结果控制药剂自动投加装置执行加药操作，确保工业循环水中总磷含量始终维持在规定范围内。

本实用新型可以通过分析处理装置控制PH在线检测装置实时监测工业循环水的PH值，采用智能比例+积分+微分(PID)控制方式实时调整酸投加量，确保循环水PH值始终维持在规定范围内；同时通过对电导在线检测装置的控制在线监测工业循环水电导率以及浓缩倍数等参数，为更好的控制工业循环水水质提供可靠的依据；本实用新型可以通过显示装置接收分析处理装置发送来的监控数据并显示。

本实用新型可以扩展工业循环水电导控制自动排污阀，根据循环水电导在线检测情况，设定排污上下限，实现循环水排污自动控制。

本实用新型可以扩展循环水自动补水控制，根据循环水池液位在线检测情况，采用智能PID控制方式实时调整补水阀开度，使循环水池液位始终控制在要求范围内。

本实用新型集水质参数检测、控制于一体，能在线检测循环水中的总磷含量，并根据循环水中所需药剂量自动加药，确保循环水中磷系药剂的含量始终维持在设定范围内，确保循环水水质稳定。其有益效果在于测量误差小、控制精度高、避免了人为估算和示踪剂造成的误差、节约了大量的水处理药剂，可广泛应用于循环冷却水处理、原水净化、工业废水处理和在线环保检测等领域。

附图说明

下面结合附图对本实用新型具体实施方式进行详细说明。

图1：本实用新型所述全自动总磷在线监控加药系统框架图；

图2：本实用新型具体实施方式中总磷在线检测装置原理图。

具体实施方式

如图1所示，一种全自动总磷在线监控加药系统，包括总磷在线检测装置、PH在线检测装置、电导在线检测装置、药剂自动投加装置、显示装置和可编程控制器PLC。PLC通过输入输出接口与前述各装置连接，通过编程实现对总磷在线检测装置、PH在线检测装置、电导在线检测装置检测过程的控制，并接收检测数据进行分析处理，控制药剂自动投加装置进行加药操作。在系统工作的过程中，PLC还将监控数据(如总磷在线检测装置检测到的工业循环水水样的总磷含量、PH在线检测装置检测到的工业循环水水样的酸碱浓度、电导在线检测装置检测到的电导率、药剂自动投加装置的投药量等)以及系统设置参数传送给显示装置进行显示，其中：

PH在线检测装置可以选用美国SINGNET公司的3-2750-1型PH在线仪，实时分析工业循环水的PH值并转换为电信号(模拟信号4～20mA)传给PLC进行分析处理。

电导在线检测装置可以选用美国SINGNET公司的3-2850-1型电导在线仪，实时分析工业循环水的电导率并转换为电信号(模拟信号4～20mA)传给PLC进行分析处理。

可编程控制器PLC可以选用德国西门子公司的S7200型PLC，对所有实时检测的参数进行采集、分析处理，并将数据转换为电信号(模拟信号4～20mA)输出给药剂自动投加装置。

显示装置可以选用台湾海泰克公司的PWS6800C型触摸屏，与PLC通过RS485通讯，显示所有监控数据及系统设置信息，该显示装置同时允许用户通过触摸屏对系统设置参数进行修改。

药剂自动投加装置可以选用美国帕斯菲达公司的LPG5MB自动控制剂量泵，接收PLC处理的数据(模拟信号4～20mA)，自动实时调整药剂泵的频率来实现实时控制药剂的投加量，进行药剂自动投加。

如图2所示为本实用新型具体实施方式中总磷在线检测装置原理图。总磷在线检测装置与PLC连接，包括紫外灯、消解装置、第一放液阀、显色装置、激光发射装置和激光检测装置。消解装置通过第一放液阀与显色装置连接，激光发射装置和激光检测装置与显色装置连接。紫外灯、放液阀、激光发射装置和激光检测装置分别与PLC电连接，受PLC控制。消解装置中设置有消解杯，显色装置中设置有显色杯，消解杯和显色杯为透明石英容器。紫外灯靠近消解装置设置，消解装置上开设有供紫外灯照射的孔，以使其发出的紫外线能够照射到消解杯及杯中的溶液。

消解装置连接有取样泵和第一、第二消解剂泵，取样泵和第一、第二消解剂泵分别与PLC电连接，受PLC控制。取样泵用于将待检测的工业循环水水样送入消解杯，第一、第二消解剂泵分别用于将第一、第二消解剂送入消解杯，其中第一消解剂为过硫酸钾溶液，第二消解剂为氢氧化钠溶液。消解装置还连接有清洗泵，清洗泵与PLC电连接，受PLC控制，用于将清洗剂送入消解杯中，其中清洗剂采用次氯酸钠溶液。

显色装置连接有第一、第二显色剂泵，第一、第二显色剂泵分别与PLC电连接，受PLC控制，分别用于将第一、第二显色剂送入显色杯，其中第一显色剂为钼酸胺溶液，第二显色剂为抗坏血酸溶液。显色装置还连接有第二放液阀，第二放液阀与PLC电连接，受PLC控制，用于排放检测废液。

其中，取样泵、清洗泵、消解剂泵和显色剂泵均采用保定兰格蠕动计量泵。

检测时，PLC发送控制信号打开取样泵电源，通过取样泵将工业循环水水样送到消解杯中，同时，控制第一、第二消解剂泵将定量的第一消解剂过硫酸钾溶液和第二消解剂氢氧化钠溶液送入消解杯，并开启紫外灯，在紫外线的照射下，水样中的有机磷及各种形态的无机磷被氧化为正磷酸盐。此时PLC发送控制信号使第一放液阀开启，将消解杯中的混合液放入显色杯中，同时PLC控制打开第一、第二显色剂泵电源，通过两个显色剂泵分别向显色杯中加入定量的第一显色剂钼酸胺溶液和第二显色剂抗坏血酸溶液，水样消解后产生的正磷酸根离子在含有钼酸盐的强酸性溶液中能和钼形成一种化合物，该化合物能被抗坏血酸(维生素C)还原成磷钼酸盐，磷钼酸根离子呈现蓝色，蓝色越深，表明磷含量越大。激光发射装置和激光检测装置在PLC的控制下处于工作状态，将显色装置中混合液的颜色实时变化情况转换为电信号(模拟信号0～5V)传送给PLC进行分析处理，从而得出工业循环水中的总磷含量。根据得到的总磷含量，PLC控制药剂自动投加装置进行加药操作。最后PLC发出控制信号启动清洗泵将清洗剂次氯酸钠溶液送至消解装置中的消解杯，并通过第一放液阀进入显色装置中的显色杯，对消解杯、显色杯进行自动清洗，同时开启第二放液阀将检测废液排放到废液回收池，完成一次检测过程(每次检测过程大概需要30分钟)。设备按设定的时间间隔自动重复上述操作，从而实现总磷在线检测。

Claims (10)

1.一种全自动总磷在线监控加药系统，包括一分析处理装置、与所述分析处理装置连接的一显示装置，以及设置在工业循环水线上与所述分析处理装置连接的一PH在线检测装置、一电导在线检测装置和一药剂自动投加装置，其特征在于所述加药系统还包括一设置在工业循环水线上与所述分析处理装置连接的总磷在线检测装置，所述总磷在线检测装置包括一紫外灯、一消解装置、第一放液阀、一显色装置、一激光发射装置和一激光检测装置，所述消解装置通过所述第一放液阀与所述显色装置连接，所述激光发射装置、激光检测装置与所述显色装置连接，所述紫外灯、放液阀、激光发射装置和激光检测装置分别与所述分析处理装置电连接。

2.如权利要求1所述的全自动总磷在线监控加药系统，其特征在于所述消解装置中设置有消解杯，所述显色装置中设置有显色杯，所述消解杯和所述显色杯为透明石英容器，并通过所述第一放液阀连接。

3.如权利要求1所述的全自动总磷在线监控加药系统，其特征在于所述消解装置连接有一取样泵和第一、第二消解剂泵，所述消解装置通过所述取样泵与工业循环水连接，并通过第一、第二消解剂泵分别与第一、第二消解剂连接，所述取样泵和第一、第二消解剂泵分别与所述分析处理装置电连接。

4.如权利要求3所述的全自动总磷在线监控加药系统，其特征在于所述第一消解剂为过硫酸钾溶液，所述第二消解剂为氢氧化钠溶液。

5.如权利要求3所述的全自动总磷在线监控加药系统，其特征在于所述消解装置连接有一清洗泵，所述清洗泵与所述分析处理装置电连接，所述消解装置通过所述清洗泵与清洗剂连接。

6.如权利要求5所述的全自动总磷在线监控加药系统，其特征在于所述清洗剂为次氯酸钠溶液。

7.如权利要求1所述的全自动总磷在线监控加药系统，其特征在于所述显色装置连接有第一、第二显色剂泵，所述显色装置通过所述第一、第二显色剂泵分别与第一、第二显色剂连接，所述第一、第二显色剂泵分别与所述分析处理装置电连接。

8.如权利要求7所述的全自动总磷在线监控加药系统，其特征在于所述第一显色剂为钼酸胺溶液，所述第二显色剂为抗坏血酸溶液。

9.如权利要求7所述的全自动总磷在线监控加药系统，其特征在于所述显色装置连接有第二放液阀，所述第二放液阀与所述分析处理装置电连接。

10.如权利要求1所述的全自动总磷在线监控加药系统，其特征在于所述分析处理装置采用可编程控制器PLC。

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