CN204251400U - Ph变比例调控装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种PH变比例调控装置，包括：PLC控制器、酸碱调节系统、液位传感器、气泡搅拌器和在线PH测量仪；其中，所述酸碱调节系统包括投药泵和投药口；所述投药口位于调节池液面的上方，所述投药泵通过投药管道与所述投药口连通；在所述投药管道安装有电磁阀门；所述液位传感器设置于所述调节池的内部；所述气泡搅拌器包括风机以及排气管；所述排气管与所述风机的输风口连通，所述排气管布置于所述调节池的底部；所述在线PH测量仪的探测位于所述调节池的液面下方；所述PLC控制器分别与所述电磁阀门、所述液位传感器和所述在线PH测量仪电连接。对PH进行调节的成本低，调节效率高。
Description
技术领域
本实用新型属于污水处理技术领域，具体涉及一种PH变比例调控装置。
背景技术
在污水处理工艺过程中，酸碱中和反应是常用的化工单元，pH值是酸碱中和反应主要控制指标，而PH调节只能采用化学中和法。化学中和法主要存在以下两个难题：
(一)PH具有非线性变化趋势
由于酸碱中和反应过程具有严重的非线性特征，其特性曲线呈‘∫’形，在中性点(pH 7)附近的窄小区间内，特性曲线的斜率很大，很少量的中和剂就可以大幅度改变pH值；然而在特性曲线的其余区间，曲线斜率很小，需要很多的中和剂才能引起同等幅度的pH值变化。上述特点增加了PH值调节难度。
(二)PH存在相当大的滞后
在PH调节过程中，具有明显的传递滞后(纯滞后)现象，即：在PH调节药剂投入到调节池内废液后，并不立即改变废液的PH值，而是需要经过一定的反应时间，在药剂和废液充分反应后，才能真正改变废液的PH值；上述的反应时间根据工艺不同而有所不同。
而传统的PH调节过程中，主要采用搅拌机进行机械搅拌，当面对大型调节池时，搅拌机需安装数台，一方面，增加了调节成本；另一方面，大型调节池调节不均匀，存在死区，从而加重了PH滞后现象，又由于PH非线性特点，非常容易投加过量的药剂，影响了PH调节效率。
实用新型内容
针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种PH变比例调控装置，可有效提高PH调节效率。
本实用新型采用的技术方案如下：
本实用新型提供一种PH变比例调控装置，包括：PLC控制器、酸碱调节系统、液位传感器、气泡搅拌器和在线PH测量仪；
其中，所述酸碱调节系统包括投药泵和投药口；所述投药口位于调节池液面的上方，所述投药泵通过投药管道与所述投药口连通；在所述投药管道安装有电磁阀门；
所述液位传感器设置于所述调节池的内部；
所述气泡搅拌器包括风机以及排气管；所述排气管与所述风机的输风口连通，所述排气管布置于所述调节池的底部；
所述在线PH测量仪的探测位于所述调节池的液面下方；
所述PLC控制器分别与所述电磁阀门、所述液位传感器和所述在线PH测量仪电连接。
优选的，所述液位传感器包括上液位传感器和下液位传感器；所述上液位传感器和所述下液位传感器分别安装于所述调节池的上液位线和下液位线。
优选的，所述排气管为弯曲结构，布满所述调节池的池底。
本实用新型提供的PH变比例调控装置具有以下优点：对PH进行调节的成本低，调节效率高。
附图说明
图1为本实用新型提供的PH变比例调控装置的结构示意图；
其中，1-电源开关；2-进水口；3-投药泵；4-液位传感器；5-气泡搅拌器；6-PLC控制器；7-显示屏；8-出水口；9-调节池；10-PH测量仪的探头；11-排空阀。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行详细说明：
结合图1，本实用新型提供一种PH变比例调控装置，包括：PLC控制器、酸碱调节系统、液位传感器、气泡搅拌器和在线PH测量仪；
其中，所述酸碱调节系统包括投药泵和投药口；所述投药口位于调节池液面的上方，所述投药泵通过投药管道与所述投药口连通；在所述投药管道安装有电磁阀门；
所述液位传感器设置于所述调节池的内部；作为一种优选方式，可设置两个液位传感器，分别为上液位传感器和下液位传感器；所述上液位传感器和所述下液位传感器分别安装于所述调节池的上液位线和下液位线。
所述气泡搅拌器包括风机以及排气管；所述排气管与所述风机的输风口连通，所述排气管布置于所述调节池的底部；作为一种优选方式，排气管可以为蛇形弯曲结构，布满所述调节池的池底。
所述在线PH测量仪的探测位于所述调节池的液面下方；
所述PLC控制器分别与所述电磁阀门、所述液位传感器和所述在线PH测量仪电连接。并且，PLC控制器设置有电源开关和显示屏。在调节池底部还设置排空阀。
可见，与传统的PH调控系统相比，本实用新型采用气泡搅拌方式，一方面，不需要布置多台搅拌机，从而降低了调节成本；另一方面，通过采用气泡搅拌方式，即：调节池底部布满排气管路，从而可避免搅拌死区，使调节药剂与废液快速均匀的充分反应，有效缩短反应时间，从而提高了调节效率，有效的避免由PH滞后性导致的药剂加入量难控制的问题。
另外，为进一步提高PH调节效率，本实用新型中，对于PID控制器，可采用变比例调控技术和间歇式调节模式，进一步有效的解决PH调控系统中出现的大滞后和非线性的问题。
(一)变比例调控技术
传统的PH调节方法中，采用PID控制器，其控制参数相互独立，按偏差的比例(P)、积分(I)和微分(D)进行控制的控制算法很难达到预期效果。具体的，因为P、I、D三个参数在控制过程中设定之后就不会变化，如果在PH中性点区间也按照在特性区间的比例去调节，则很容易发生调节过量的现象，使调节结果不准确，严重干扰工艺过程控制。
而本实用新型中采用变比例调节模式，将PH测量值和设定值的差值进行区间划分，每个区间的调节参数(P)根据工艺要求有所不同，以设定值为中心点，差值越大，则调节比例越大；越接近设定值，调节比例越小；并且，区间划分越细，调节的精度越高。因此，可有效的提高PID的调节精度，避免不必要的误差。
(二)间歇式调节模式
间歇式调节模式是指：药剂投加到废液后，给反应过程一个等待时间，当充分反应后再进行测控，其中，根据区间不同和工艺不同，设计不同的等待时间。再结合气泡搅拌装置，有效缩短反应时间，避免大滞后给控制带来的干扰。
本实用新型提供的PH变比例调控装置，可设置两种工作模式：
(一)自动控制模式
其控制过程为：废液注入调节池中，当废液的液位达到调节池高液位上限时，PLC控制器自动控制气泡搅拌器进行搅拌；并自动开启酸碱调节系统；在线PH测量仪实时测量废液当前PH值，并将测量值转化为4-20mA电信号传入至PLC控制器中；PLC控制器将测量值与PH设定值比较、运算后，根据差值进行自动选择调控比例区间进行调节，该调节完毕后，进入等待时间(可自行设定)，减少滞后影响；等待时间完毕后，进入第二区间pH调节，以此类推，测量值经过调节逐步接近设定值。区间划分精细，调节精度越高，到达设定值后自动停止调节。
(二)手动控制模式
当处于手动控制模式时，可人工根据pH仪表显示值手动调节药剂添加量，该功能主要是方便设备调试及安装。
可见，本实用新型提供的PH变比例调控装置，具有以下特点：
(1)集中收集，实时处理：废液集中收集到调节池内，加入气泡搅拌，可有效减少大滞后对控制系统造成的干扰及进水PH变化造成的干扰。
(2)实时性、间隙性和变比例调节：废液进入调节池内，根据PH探头实时监测调节池pH变化值，并进行区间比较，根据区间划分自动调节加药比例，两区间跨越有间歇时间，使其充分反应，并真实有效的反馈调节值，从而有效、精确的调节PH。最终实现废液pH达标排放。
即：在原有PID调控系统基础上结合PH的非线性曲线，提供一种变比例调节，有效的提高了PID调节系统的销量和精度；
在原有PID调控系统基础上，结合PH的反应过程的大滞后，提供一种间歇式调节模式，有效提高了PH调节的效率和精度；
针对大型调控系统，将搅拌装置改造为气泡搅拌，有缩短了PH调节剂和废液的反应时间，减少了反应过程大滞后带来的影响。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.一种PH变比例调控装置，其特征在于，包括：PLC控制器、酸碱调节系统、液位传感器、气泡搅拌器和在线PH测量仪；
其中，所述酸碱调节系统包括投药泵和投药口；所述投药口位于调节池液面的上方，所述投药泵通过投药管道与所述投药口连通；在所述投药管道安装有电磁阀门；
所述液位传感器设置于所述调节池的内部；
所述气泡搅拌器包括风机以及排气管；所述排气管与所述风机的输风口连通，所述排气管布置于所述调节池的底部；
所述在线PH测量仪的探测位于所述调节池的液面下方；
所述PLC控制器分别与所述电磁阀门、所述液位传感器和所述在线PH测量仪电连接。
2.根据权利要求1所述的PH变比例调控装置，其特征在于，所述液位传感器包括上液位传感器和下液位传感器；所述上液位传感器和所述下液位传感器分别安装于所述调节池的上液位线和下液位线。
3.根据权利要求1所述的PH变比例调控装置，其特征在于，所述排气管为弯曲结构，布满所述调节池的池底。
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