專利名稱：全自動總磷在線監控加藥系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及工業水處理領域的一種工業循環冷卻水自動加藥系統。
背景技術：
工業循環冷卻水自動加藥系統是工業水處理的一個重要部分。總磷含量為檢 測循環冷卻水水質的主要參數，向工業循環水中投加磷系藥劑對工業用水的水 質控制起著極其重要的作用。目前循環水處理中投加磷系藥劑采用的方法有定 時定量人工傾倒式、高位重力滴加式、水射器注入式、計量泵(人工調節)投 加式等。而國內工業循環水自動加藥系統主要有三種類型
1、 流量比例式加藥系統，該系統可根據補充水量的大小按一定比例自動投 加藥劑，是水處理工藝過程最基本的操作，水質控制過程采用流量比例式自動 加藥系統可以獲得實時的藥劑投加量，以保障工業循環水運行在經濟技術指標 較為合理的工況。但該系統結構比較簡單，無法滿足大中型循環水的水質控制 要求，控制精度低、經常出現藥劑欠加或超加現象，藥劑浪費嚴重。
2、 流量比例加濃縮倍數式加藥系統，該系統根據補水電導率和循環水電導 率之比，計算濃縮倍數，結構復雜、安裝繁瑣、難于維護，雖是目前行業應用主 流，但其加藥調整為人為估算值，也會經常出現藥劑欠加或超加現象，浪費藥 劑。
3、 示蹤劑加藥系統，該系統理論上通過在水處理藥劑里按一定比例加入熒 光劑混合均勻，投入循環水系統，再用熒光檢測儀檢測循環水中熒光劑含量， 推算出水處理藥劑含量，按控制指標控制加藥量，達到自動加藥的目的，但此 方法的缺點是熒光示蹤劑和水處理藥劑的半衰期不一樣，會產生檢測誤差，另 外水處理系統中冷卻塔中填料會吸附熒光劑和水處理藥劑，也會產生測量誤差， 從而難以真實反映循環水中真正的藥劑濃度，會經常出現藥劑欠加或超加現象， 浪費藥劑。
以上人工投加方法和自動加藥系統都是間接計算藥劑含量，再控制加藥量， 均存在加藥量不能準確地隨著循環冷卻水相關工藝參數的變化而變化的缺陷，測量誤差大、控制精度低，造成循環水水質不穩定，水處理藥劑浪費嚴重。
實用新型內容
有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種全自動總磷在線監控加藥系統， 該系統可以直接在線檢測工業循環水中水處理藥劑的總磷含量，測量精度高， 從而精確控制加藥量。
為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案如下
一種全自動總磷在線監控加藥系統，包括一分析處理裝置、與所述分析處理 裝置連接的一顯示裝置，以及設置在工業循環水線上與所述分析處理裝置連接 的一PH在線檢測裝置、 一電導在線檢測裝置和一藥劑自動投加裝置，其特征在 于所述加藥系統還包括一設置在工業循環水線上與所述分析處理裝置連接的總 磷在線檢測裝置，所述總磷在線檢測裝置包括一紫外燈、 一消解裝置、第一放 液閥、 一顯色裝置、 一激光發射裝置和一激光檢測裝置，所述消解裝置通過所 述第一放液閥與所述顯色裝置連接，所述激光發射裝置、激光檢測裝置與所述 顯色裝置連接，所述紫外燈、放液閥、激光發射裝置和激光檢測裝置分別與所 述分析處理裝置電連接。
更具體地
所述消解裝置中設置有消解杯，所述顯色裝置中設置有顯色杯，所述消解杯 和所述顯色杯為透明石英容器，并通過所述第一放液閥連接。
所述消解裝置連接有一取樣泵和第一、第二消解劑泵，所述消解裝置通過所 述取樣泵與工業循環水連接，并通過第一、第二消解劑泵分別與第一、第二消 解劑連接，所述取樣泵和第一、第二消解劑泵分別與所述分析處理裝置電連接。
所述第一消解劑為過硫酸鉀溶液，所述第二消解劑為氫氧化鈉溶液。
所述消解裝置連接有一清洗泵，所述清洗泵與所述分析處理裝置電連接，所 述消解裝置通過所述清洗泵與清洗劑連接。
所述清洗劑為次氯酸鈉溶液。
所述顯色裝置連接有第一、第二顯色劑泵，所述顯色裝置通過所述第一、第 二顯色劑泵分別與第一、第二顯色劑連接，所述第一、第二顯色劑泵分別與所 述分析處理裝置電連接。
所述第一顯色劑為鉬酸胺溶液，所述第二顯色劑為抗壞血酸溶液。
所述顯色裝置連接有第二放液閥，第二放液閥與所述分析處理裝置電連接。
所述分析處理裝置采用可編程控制器PLC。本實用新型中的全自動總磷在線監控加藥系統就像一個小型的在線自動化 驗中心，通過分析處理裝置對總磷在線檢測裝置檢測過程進行控制，可以在線 檢測工業循環水中總磷的含量，本實用新型中總磷在線檢測裝置的檢測范圍在 0.1 10mg/L之間。在線檢測的基本過程是通過取樣泵將工業循環水水樣送進 消解裝置消解杯中；紫外燈靠近消解裝置設置，消解裝置上開設有供紫外燈照 射的孔，使紫外燈發出的紫外線能夠照射到消解杯及杯中的溶液。通過消解劑 泵將消解劑送進消解杯，在消解劑和紫外線的混合作用下對水樣進行消解，再 將消解后的水樣混合液送入顯色杯，同時通過顯色劑泵將顯色劑送進顯色杯， 消解后的水樣混合液與顯色劑混合顯色，所顯顏色對激光發射裝置發射的特定 頻率的光具有吸收作用，通過激光檢測裝置對光的吸收程度進行實時檢測，并 轉換為電信號傳給分析處理裝置即可得到工業循環水中的總磷含量。檢測完成 后，分析處理裝置響應總磷在線檢測裝置的檢測結果控制藥劑自動投加裝置執 行加藥操作，確保工業循環水中總磷含量始終維持在規定范圍內。
本實用新型可以通過分析處理裝置控制PH在線檢測裝置實時監測工業循環 水的PH值，采用智能比例+積分+微分(PID)控制方式實時調整酸投加量，確 保循環水PH值始終維持在規定范圍內；同時通過對電導在線檢測裝置的控制在 線監測工業循環水電導率以及濃縮倍數等參數，為更好的控制工業循環水水質 提供可靠的依據；本實用新型可以通過顯示裝置接收分析處理裝置發送來的監 控數據并顯示。
本實用新型可以擴展工業循環水電導控制自動排污閥，根據循環水電導在線 檢測情況，設定排污上下限，實現循環水排污自動控制。
本實用新型可以擴展循環水自動補水控制，根據循環水池液位在線檢測情 況，采用智能PID控制方式實時調整補水閥開度，使循環水池液位始終控制在 要求范圍內。
本實用新型集水質參數檢測、控制于一體，能在線檢測循環水中的總磷含量， 并根據循環水中所需藥劑量自動加藥，確保循環水中磷系藥劑的含量始終維持 在設定范圍內，確保循環水水質穩定。其有益效果在于測量誤差小、控制精度 高、避免了人為估算禾際蹤劑造成的誤差、節約了大量的水處理藥劑，可廣泛 應用于循環冷卻水處理、原水凈化、工業廢水處理和在線環保檢測等領域。
以下結合附圖對本實用新型具體實施方式
進行詳細說明。圖l:本實用新型所述全自動總磷在線監控加藥系統框架圖； 圖2:本實用新型具體實施方式
中總磷在線檢測裝置原理圖。
具體實施方式
如


圖1所示， 一種全自動總磷在線監控加藥系統，包括總磷在線檢測裝置、 PH在線檢測裝置、電導在線檢測裝置、藥劑自動投加裝置、顯示裝置和可編程 控制器PLC。 PLC通過輸入輸出接口與前述各裝置連接，通過編程實現對總磷 在線檢測裝置、PH在線檢測裝置、電導在線檢測裝置檢測過程的控制，并接收 檢測數據進行分析處理，控制藥劑自動投加裝置進行加藥操作。在系統工作的 過程中，PLC還將監控數據(如總磷在線檢測裝置檢測到的工業循環水水樣的 總磷含量、PH在線檢測裝置檢測到的工業循環水水樣的酸堿濃度、電導在線檢 測裝置檢測到的電導率、藥劑自動投加裝置的投藥量等)以及系統設置參數傳 送給顯示裝置進行顯示，其中
PH在線檢測裝置可以選用美國SINGNET公司的3-2750-1型PH在線儀，實 時分析工業循環水的PH值并轉換為電信號(模擬信號4 20mA)傳給PLC進 行分析處理。
電導在線檢測裝置可以選用美國SINGNET公司的3-2850-1型電導在線儀， 實時分析工業循環水的電導率并轉換為電信號(模擬信號4 20mA)傳給PLC 進行分析處理。
可編程控制器PLC可以選用德國西門子公司的S7200型PLC,對所有實時 檢測的參數進行采集、分析處理，并將數據轉換為電信號(模擬信號4 20mA) 輸出給藥劑自動投加裝置。
顯示裝置可以選用臺灣海泰克公司的PWS6800C型觸摸屏，與PLC通過 RS485通訊，顯示所有監控數據及系統設置信息，該顯示裝置同時允許用戶通 過觸摸屏對系統設置參數進行修改。
藥劑自動投加裝置可以選用美國帕斯菲達公司的LPG5MB自動控制劑量泵， 接收PLC處理的數據(模擬信號4 20mA)，自動實時調整藥劑泵的頻率來實 現實時控制藥劑的投加量，進行藥劑自動投加。
如圖2所示為本實用新型具體實施方式
中總磷在線檢測裝置原理圖。總磷在 線檢測裝置與PLC連接，包括紫外燈、消解裝置、第一放液閥、顯色裝置、激 光發射裝置和激光檢測裝置。消解裝置通過第一放液閥與顯色裝置連接，激光 發射裝置和激光檢測裝置與顯色裝置連接。紫外燈、放液閥、激光發射裝置和激光檢測裝置分別與PLC電連接，受PLC控制。消解裝置中設置有消解杯，顯
色裝置中設置有顯色杯，消解杯和顯色杯為透明石英容器。紫外燈靠近消解裝 置設置，消解裝置上開設有供紫外燈照射的孔，以使其發出的紫外線能夠照射 到消解杯及杯中的溶液。 消解裝置連接有取樣泵和第一、第二消解劑泵，取樣泵和第一、第二消解劑
泵分別與PLC電連接，受PLC控制。取樣泵用于將待檢測的工業循環水水樣送 入消解杯，第一、第二消解劑泵分別用于將第一、第二消解劑送入消解杯，其 中第一消解劑為過硫酸鉀溶液，第二消解劑為氫氧化鈉溶液。消解裝置還連接 有清洗泵，清洗泵與PLC電連接，受PLC控制，用于將清洗劑送入消解杯中， 其中清洗劑采用次氯酸鈉溶液。
顯色裝置連接有第一、第二顯色劑泵，第一、第二顯色劑泵分別與PLC電連 接，受PLC控制，分別用于將第一、第二顯色劑送入顯色杯，其中第一顯色劑 為鉬酸胺溶液，第二顯色劑為抗壞血酸溶液。顯色裝置還連接有第二放液閥， 第二放液閥與PLC電連接，受PLC控制，用于排放檢測廢液。
其中，取樣泵、清洗泵、消解劑泵和顯色劑泵均采用保定蘭格蠕動計量泵。 檢測時，PLC發送控制信號打開取樣泵電源，通過取樣泵將工業循環水水樣 送到消解杯中，同時，控制第一、第二消解劑泵將定量的第一消解劑過硫酸鉀 溶液和第二消解劑氫氧化鈉溶液送入消解杯，并開啟紫外燈，在紫外線的照射 下，水樣中的有機磷及各種形態的無機磷被氧化為正磷酸鹽。此時PLC發送控 制信號使第一放液閥開啟，將消解杯中的混合液放入顯色杯中，同時PLC控制 打開第一、第二顯色劑泵電源，通過兩個顯色劑泵分別向顯色杯中加入定量的 第一顯色劑鉬酸胺溶液和第二顯色劑抗壞血酸溶液，水樣消解后產生的正磷酸 根離子在含有鉬酸鹽的強酸性溶液中能和鉬形成一種化合物，該化合物能被抗 壞血酸(維生素C)還原成磷鉬酸鹽，磷鉬酸根離子呈現藍色，藍色越深，表明 磷含量越大。激光發射裝置和激光檢測裝置在PLC的控制下處于工作狀態，將 顯色裝置中混合液的顏色實時變化情況轉換為電信號(模擬信號0 5V)傳送 給PLC進行分析處理，從而得出工業循環水中的總磷含量。根據得到的總磷含 量，PLC控制藥劑自動投加裝置進行加藥操作。最后PLC發出控制信號啟動清 洗泵將清洗劑次氯酸鈉溶液送至消解裝置中的消解杯，并通過第一放液閥進入 顯色裝置中的顯色杯，對消解杯、顯色杯進行自動清洗，同時開啟第二放液閥 將檢測廢液排放到廢液回收池，完成一次檢測過程(每次檢測過程大概需要30 分鐘)。設備按設定的時間間隔自動重復上述操作，從而實現總磷在線檢測。
權利要求1.一種全自動總磷在線監控加藥系統，包括一分析處理裝置、與所述分析處理裝置連接的一顯示裝置，以及設置在工業循環水線上與所述分析處理裝置連接的一PH在線檢測裝置、一電導在線檢測裝置和一藥劑自動投加裝置，其特征在于所述加藥系統還包括一設置在工業循環水線上與所述分析處理裝置連接的總磷在線檢測裝置，所述總磷在線檢測裝置包括一紫外燈、一消解裝置、第一放液閥、一顯色裝置、一激光發射裝置和一激光檢測裝置，所述消解裝置通過所述第一放液閥與所述顯色裝置連接，所述激光發射裝置、激光檢測裝置與所述顯色裝置連接，所述紫外燈、放液閥、激光發射裝置和激光檢測裝置分別與所述分析處理裝置電連接。
2. 如權利要求1所述的全自動總磷在線監控加藥系統，其特征在于所述消 解裝置中設置有消解杯，所述顯色裝置中設置有顯色杯，所述消解杯和所述顯 色杯為透明石英容器，并通過所述第一放液閥連接。
3. 如權利要求1所述的全自動總磷在線監控加藥系統，其特征在于所述消 解裝置連接有一取樣泵和第一、第二消解劑泵，所述消解裝置通過所述取樣泵 與工業循環水連接，并通過第一、第二消解劑泵分別與第一、第二消解劑連接， 所述取樣泵和第一、第二消解劑泵分別與所述分析處理裝置電連接。
4. 如權利要求3所述的全自動總磷在線監控加藥系統，其特征在于所述第 一消解劑為過硫酸鉀溶液，所述第二消解劑為氫氧化鈉溶液。
5. 如權利要求3所述的全自動總磷在線監控加藥系統，其特征在于所述消 解裝置連接有一清洗泵，所述清洗泵與所述分析處理裝置電連接，所述消解裝 置通過所述清洗泵與清洗劑連接。
6. 如權利要求5所述的全自動總磷在線監控加藥系統，其特征在于所述清 洗劑為次氯酸鈉溶液。
7. 如權利要求1所述的全自動總磷在線監控加藥系統，其特征在于所述顯 色裝置連接有第一、第二顯色劑泵，所述顯色裝置通過所述第一、第二顯色劑 泵分別與第一、第二顯色劑連接，所述第一、第二顯色劑泵分別與所述分析處 理裝置電連接。
8. 如權利要求7所述的全自動總磷在線監控加藥系統，其特征在于所述第 一顯色劑為鉬酸胺溶液，所述第二顯色劑為抗壞血酸溶液。
9. 如權利要求7所述的全自動總磷在線監控加藥系統，其特征在于所述顯 色裝置連接有第二放液閥，所述第二放液閥與所述分析處理裝置電連接。
10. 如權利要求l所述的全自動總磷在線監控加藥系統，其特征在于所述分 析處理裝置采用可編程控制器PLC。
專利摘要本實用新型提供一種全自動總磷在線監控加藥系統，包括一分析處理裝置、一顯示裝置、一PH在線檢測裝置、一電導在線檢測裝置和一藥劑自動投加裝置，其特征在于所述加藥系統還包括一總磷在線檢測裝置，所述總磷在線檢測裝置包括一紫外燈、一消解裝置、第一放液閥、一顯色裝置、一激光發射裝置和一激光檢測裝置，所述消解裝置通過所述第一放液閥與所述顯色裝置連接，所述激光發射裝置和所述激光檢測裝置與所述顯色裝置連接，所述紫外燈、放液閥、激光發射裝置和激光檢測裝置分別與所述分析處理裝置電連接。本實用新型測量誤差小、控制精度高、節約水處理藥劑，可廣泛應用于循環冷卻水處理、原水凈化、工業廢水處理等領域。
文檔編號C02F5/00GK201148383SQ20072004193
公開日2008年11月12日 申請日期2007年11月30日 優先權日2007年11月30日
發明者吳萬祥, 周小雷, 殷寧達, 毛衛群, 敏 范, 裴文周 申請人:南京圣源水處理技術有限公司