自动水处置惩罚加药装置设计与应用远景

揭晓时间：2023-11-02 13:31

一、概述
　　我国水资源总量28124亿方立方米，占全球水资源的6%，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，居天下第4位。但人均水资源却很少，仅为2220m3，占天下人均量的1/4,、占美国人均量的1/5、加拿大人均量的1/50，在天下上名列110位，被视为全球13小我私家均水资源最缺乏的国家之一。
我国虽然水资源欠缺，但却是工业耗水大国，工业用水中循环冷却水的耗水量占了相当大的比重，而我国冶金、发电、石油、化工等行业工业循环水年耗水量占到工业用水总量的50~80%。由此可见，提高工业用水的循环使用效率是现在解决我国工业用水紧缺、镌汰水污染物排放的要害环节。
从20世纪70年月到现在，经由几十年的不懈生长，中国企业研爆发产冷却水处置惩罚的性能已经有了极大的提高，在各个应用领域内突破了原本依赖入口的状态泛起出百家争鸣的名堂。
　　但在冷却水现场效劳个治理中仍保存种种挑战：各地水资源的紧缺，提高的压力一连上升；补水泉源和水质日趋重大，有受污染的地表水、有工业和市政的中水回用、有系统冷凝水回用等等；加上生产负荷波动大，工艺介质走漏等苛刻运行工况，原本已经解决得不错的冷却水处置惩罚现场，却频仍爆发结垢、侵蚀和微生物沉积等问题。究其缘故原由，是多方面的系统扰动造成了水处置惩罚药剂计划设计与实验泛起了脱节，现实加药量与需求量的脱节，系统难以获得足够的�；�，单靠履历举行人工加药调理，泛起种种问题就在所难免了。
二、自动加药装置的种类
　　比照外洋情形，大都水处置惩罚现场监测手段主要照旧手工监测。条件较量好的大型循环水冷却水现场，通常一班一次的取样举行通例剖析，集中在水质参数，如pH，电导，浊度，硬度，碱度，氯离子，余氯，总铁等，也检测磷酸盐作为缓蚀剂浓度的检测，一样平常都没有对阻垢疏散剂浓度的检测。近年无磷配方的引入，使得缓蚀剂浓度的检测都变得很是难题。
　　再看中小型系统，客户往往没有专职的水质剖析职员，依赖水处置惩罚效劳企业每周或每月举行一次水质检测，加剧了药剂调解的滞后性，效劳时点之间爆发的问题没能实时发出，造成了不可逆转的效果。
　　随着水处置惩罚行业的一直生长，越来越多的循环水厂家选择用自动加药装置来取代古板的人工加药方法，不但节约了劳动力本钱和人为操作的失误，并且加药更准确实时，降低了水质波动对系统的影响。
　　海内水处置惩罚厂家众多，自动加药装置也各有特色，但循环水自动化系统主要以下四种模式：
1. 流量比例式加药系统
　　凭证循环冷却水增补水量,按比例加缓蚀剂、阻垢剂,
W=M×C/1000
W：加药量Kg/h
M：补水量m3/h
C：药剂浓度mg/L
　　该系统结构较量简朴，无法知足大中型循环水的水质控制要求，控制精度低、经常泛起药剂欠加或超加征象，药剂铺张严重。
2. 流量比例加浓缩倍数式加药系统
W=M×C/K×1000
M：补水量m3/h
K：浓缩倍数
C：药剂浓度 mg/L
　　该系统凭证补水电导率和循环水电导率之比,盘算浓缩倍数，结构重大、装置繁琐、难于维护，其加药调解为人为估算值，也会经常泛起药剂欠加或超加征象，铺张药剂。
3. 示踪剂加药系统
　　该系统理论上通过在水处置惩罚药剂里按一定比例加入荧光剂混淆匀称,投入循环水系统,在用荧光检测仪, 检测循环水中荧光剂含量,推算出水处置惩罚药剂含量，控制上下限来调解加药量，抵达自动加药的目的。
4.总磷在线加药系统
　　该系统直接通过在线总磷检测仪表来检测循环水中的药剂含量，控制上下限来调解加药量，抵达自动加药的目的。
三、外洋自动加药装置的生长现状
　　外洋水处置惩罚剂在线监测剖析仪器主要有两种类型：一种是以分光光度法为基础的总磷在线剖析仪，另一种则是基于荧光示踪原理的水处置惩罚在线荧光监测仪。
总磷在线剖析仪是在加热和紫外条件下，接纳酸性过硫酸钾快速消解水样，将其中的有机磷转化为正磷酸盐，又在酸性条件下与钼酸铵反应天生磷钼杂多酸，经抗坏血酸还原后天生磷钼蓝，最后举行比色。GE公司的TrueSense系统是这一计划的一个前进，无需举行消解，不但可以监测正磷，还可以监测聚合物
总磷在线剖析仪测试原理与实验室剖析要领一样，易于比照，检测下线低，精度高，支持多通道检测，可真正实现按需加药。此计划对无磷系统不适用，并且系统中要用试剂、标样、洗濯液4~5种，其使用量与测试频率相关，基本按月订购、替换，仪器结构较为重大，运动部件多，再加上本钱较高（如Hach的PHOSPHAXsigma总磷剖析仪市场价就凌驾20万，海内的产品市场加也在10万左右），思量到这些特征，总磷剖析仪在全球规模内冷却水处置惩罚行业内尚未获得普遍的应用。
在线荧光监测仪配合荧光型水处置惩罚药剂，通过高迅速度光电系统检测荧光信号，并战胜系统中种种水质的滋扰因素，将真实的药剂浓度转化为数字信号反响给控制器。响应速率快，每3~6秒更新一次丈量值，精度可达3%以内。系统没有运动部件，稳固可靠，维护周期2~3个月，运行历程也没有检测试剂。纳尔科推出的Trasar系统是这一手艺的代表，已经累计在全球装置了凌驾20000套，享有优异的声誉。但手艺为其专有，并不向所有客户开放，只能解决一部分市场需求。
此计划需向水处置惩罚药剂按比例加入荧光剂，本钱有所上升，但此要领的弱点是荧光示踪剂和水处置惩罚药剂的半衰期纷歧样，会爆发检测误差，另外水处置惩罚系统有冷却塔，有填料会吸附荧光剂和水处置惩罚药剂，也会爆发丈量误差，从而难以真实反应循环水中真正的药剂浓度，会泛起药剂欠加或超加征象，铺张药剂。
四、HL-JY50ZY加药装置设计
4.1、概述
HL-JY50ZY系列水处置惩罚加药装置是我公司在全自动循环水处置惩罚装置、全自动示踪型水处置惩罚加药装置及全自动加药装置在线远程数据传输系统的基础上，以及我公司在10多年来从事工业循环水处置惩罚事情中一直探索，一直刷新和提高的基础上自主研发的新一代循环水处置惩罚加药装置。
该装置具有自动化水平高、操作简朴、控制清静可靠、节约人力、药剂，坚持循环水系统中药剂及浓缩倍率稳固等优点。适用于种种规模的循环水系统，可以随循环水的参数举行加药、加酸和排污等控制，如PH值、电导率、ORP、浊度、总磷、荧光值等，也可以将各个参数信号输出到远程盘算机系统，在盘算机上显示现场检测数据、绘制趋势图、显示各装置的事情状态，纪录各参数的历史数据，利便日后盘问。同时也可实现远程数据的输出与盘问功效，使水处置惩罚手艺效劳职员不管在任何地方都能实时相识现场的水质情形，实时对现场的一场情形举行剖析与处置惩罚。
4.2、自动加药装置计划设计原则
鉴于工艺装备运行经济性、清静性、节能减排以及卫生防疫等各方面现实需求，又是不得或缺的必配装备。这种现状决议了自动加药装备应该具有如下特点：
　　其一，低本钱即能知足工艺要求，又只管降低装备造价，属于经济适用型。
　　其二，占地面积少且无邪由于工艺装备及其辅助装置均已就位，所余空间和地面有限，自动加药装备切忌臃肿，整机结构设计应精练、无邪，便于填装药剂、洗濯、维护保养。
　　其三，整套装备具有自力实现自动加药的功效，可实现与机组控制系统的上位机通讯，为日后加药装置升级。
　　其四，‘傻瓜式’操作、简朴易懂。
4.3、设计要求
4.3.1被控参数
　　凭证设计要求选择被控参数，是系统设计中的十分主要的内容。它关于水质质量的提高，以及改善劳动条件等方面都有主要意义。若被控参数选择不当，则无论组成什么样的控制系统，选用何等先进的历程检测控制仪器，均不可抵达预期的效果。
关于一个水质控制来说，影响正常操作的因素是许多的，可是，并非对所有的影响因素均加以控制。以是必需凭证工艺要求，深入剖析工艺历程以是我们选择循环水的药剂浓度、ORP、PH、电导率举行控制。
4.3.2控制参数
<1> 缓释阻垢剂要求设定药剂浓度：总磷5mg/L ～8 mg/L；或荧光值100ppb
<2> 氧化性杀菌剂要求设定ORP：400～600mv
<3> PH调理剂要求设定PH：7.5-8.3。
<4> 自动排污系统要求设定电导率：1800-2000us/cm
　　注：用户可凭证要求自行调解控制参数
4.3.3控制计划

4.4、自动加药装置特点
4.4.1、高度的集成化控制系统
　　控制系统中可以将PH、电导、ORP、总磷、示踪、流量等多参数引入统一控制柜内，凭证需求可以接受循环水的反响信号并对响应装置举行输出控制。
4.4.2、精准控制
　　我们所提供的检测装置的要害均接纳海内外着名公司的产品，团结PG电子手艺与履历使得PG电子控制精度抵达了海内领先水平, 通过装备、化学品、及响应效劳，实现了冷却水系统的实时治理，一系列的数学盘算所获得的指数可以真实的反应系统的目今状态，包括侵蚀、结垢、微生物的相关指数与pH、电导率、药剂浓度、浊度等一系列的实时数据。
4.4.3、操作简朴、可靠，大大镌汰操作职员的劳动强度，节约劳动力本钱和人为操作的失误。
4.4.4、历史数据的纪录与盘问
　　在控制界面上集中显示加药系统的各参数的实时数据与各装备的事情状态，绘制历史事情曲线，为手艺职员的盘问与剖析提供直观可靠的依据。
4.4.5、具有多种用途的控制功效与通讯功效，凭证用户要求可以接纳西门子、三菱、欧姆龙等公司的PLC控制系统以及与用户的工业控制系统举行通讯。
4.5自动加药装置结构及原理
4.5.1主要结构
　　机架：由方钢焊接而成，起到支持其他部件的作用；
　　计量泵：电磁隔膜计量泵，运送液体用；
　　控制系统：PLC中央控制器、电器元件一套，控制计量泵启动/阻止；
　　流通池：DN32PVC管阀件一套，收罗水样。

4.5.2控制原理
　　药剂浓度、ORP、PH值转变是通过加药泵的启动/阻止来控制，电导率是通过电磁阀自动排污来控制。药剂浓度、ORP、PH值转变接纳在线检测总磷表/在线示踪剂仪、ORP表、PH表与设定总磷/荧光值、ORP、PH值举行较量，输出转变的4-20mA模拟信号，通过变频器举行调理，从而改变变频器的输出频率，控制加药泵的启动/阻止状态，从而改变单位时间的加药量坚持总磷/荧光值、ORP、PH值在设定规模内；电导率接纳在线电导率检测表与设定的值举行较量，输出转变的4-20mA模拟信号，通过变频器举行调理，从而改变变频器的输出频率，控制电磁阀的开启/关闭状态，从而坚持电导率在设定规模。
4.5.3自动加药装置系统的组成图

4.5.4自动加药控制装备手艺参数
①检测仪输出信号：0～lOmA，4～20mA，DC。
②PID调理器
输入信号：0～10mA，4～20mA，DC。
输出信号：0～10mA，0～10V，4～20mA。
控制精度：±5％。
PI功效：用于快速调理历程。
智能调理功效：用于快速或大滞后调理历程
③控制柜
电源：三相380±10％V和单相220±10％V，
电源频率：50或60HZ
电源功率：与事情电机功率有关。
④事情情形条件
温度<40℃
相对湿度≤85％
振动频率≤25HZ
振动幅度≤0．1mm
周围空气不含灰粉和侵蚀性气体
注：检测仪若对事情条件有特殊要求，还需另加思量
⑤控制柜重量：与变频器功率有关。
五、自动加药装置的应用于生长
　　水处置惩罚现场治理主要使命就是怎样最大限度的施展水处置惩罚药剂的性能，包管水处置惩罚效果，降低运行本钱，所谓“三分药剂，七分治理”。简朴的投加方法（手动控制，一连控制，准时控制）已经越来越不可知足用户的要求。
随着水处置惩罚行业的一直生长以及宽大用户对现场治理的要求越来越严酷，具有实时要就浓度监测的全自动加药装置越来越受到众多水处置惩罚厂家关注和青睐。
药剂浓度的在线监测是整个自动加药装置的焦点，药剂浓度在线监测的准确性和稳固性决议了自动加药装置的成败。现在海内外水处置惩罚剂在线监测剖析仪有两种：一种是总磷在线剖析仪，另一种是荧光示踪在线监测仪。近年来，国家越来越关注情形污染问题，环保压力日益上升，低磷或无磷环保型水处置惩罚剂的研发与应用已经成为一种趋势。
总磷在线剖析仪不但本钱贵并且受到水处置惩罚剂的制约，在自动加药系统中并未普遍应用。荧光示踪手艺拥有不受条件约束，并且成内情对较低，荧光剂用量少，简朴易得，仪器装置利便，成为自动加药系统中药剂浓度控制的趋势。
荧光示踪剂自己是没有水处置惩罚药剂功效的，通例的荧光示踪手艺是将无色、量子效率高、稳固性好的荧光示踪剂按比例混入水处置惩罚药剂中，然后在通过仪器检测荧光值获得响应的药剂浓度。这种方法自己就保存一个问题：荧光示踪剂稳固不易剖析，而水处置惩罚药剂是恒久被消耗的，这就势必会造成在荧光值稳固稳固的情形，现实的药剂浓度越来越低。为了让荧光示踪剂能准确的反应水中的药剂浓度，海内外已有水处置惩罚厂家已经乐成的解决了这一难题——制备荧光标记聚合物，将荧光基团与聚合物单体反应且不影响水处置惩罚剂的缓释阻垢效果，例如Nalco公司的3DTrasar自动加药装置，就是检测聚合物中的荧光官能团来直接反应出聚合物的浓度。
　　水处置惩罚剂在工业水处置惩罚的各个方面都有着普遍的应用，从情形�；さ慕嵌瓤�，水处置惩罚剂的使用也会造成一些化学污染，因而也很是有须要对其残留量举行控制。荧光标识水处置惩罚剂的应用可对处置惩罚后的水系统举行准确的评估，并实现水处置惩罚系统的自动监测和控制，具有优异的应用远景。信托随着新的荧光化合物的泛起及对阻垢机理熟悉的一直加深会获得荧光效率更好、荧光性能更稳固、阻垢性能优良、制备工艺更为简化的新型荧光标识水处置惩罚剂。

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