废水中和自动控制方法

　　申请日2016.08.04

　　公开(公告)日2016.12.07

　　IPC分类号C02F1/66

　　摘要

　　一种基于软测量技术的废水中和自动控制方法，包括下述步骤：通过DCS或PLC系统可以获取涉及计算相关的中和池液位、中和池pH值、酸高位槽液位和碱高位槽液位数据，酸/碱高位槽的距离，加酸/碱开关阀的高度可以量出，加酸/碱开关阀的液阻可通过阀门厂家提供计算书算出;通过进酸/碱量模型的建立，计算出中和池中液体物质的量，来确定进酸/碱量。本发明采用科学的计算方法，对加高纯酸高纯碱有了定量的严格控制，节省能源、节约成本。

　　权利要求书

　　1.一种基于软测量技术的废水中和自动控制方法，该控制方法所用的设备，包括中和池(1)、酸高位槽(2)、碱高位槽(3)、循环泵(4)、空压机(5)和DCS或PLC控制器(6)，酸高位槽(2)通过第一管路(7)与中和池(1)连接，第一管路(7)上装设有第一电磁阀(8)，碱高位槽(3)通过第二管路(9)与中和池(1)连接，第二管路(9)上装设有第二电磁阀(10);循环泵(4)的进液口通过第三管路与中和池(1)连接;循环泵(4)的出液口通过第四管路(11)进入外设的污水处理系统，同时经第五管路(12)返回中和池(1);第四管路(11)上装设有第三电磁阀或手动阀(13)，第五管路(12)上装设有第四电磁阀或手动阀(14);空压机(5)通过第六管路(15)伸入到中和池(1)的底部，第六管路(15)位于中和池(1)内的部分上开设有多个出气孔;

　　DCS或PLC控制器(6)经I/0卡件(20)通过导线分别与酸高位槽液位检测仪(16)、碱高位槽液位检测仪(17)、中和池液位检测仪(18)、中和池PH检测仪(19)连接;循环泵(4)、第一电磁阀(8)、第二电磁阀(10)、第三电磁阀(13)和第四电磁阀(14)连接;

　　废水中和自动控制方法，其特征在于，包括下述步骤：

　　通过DCS或PLC系统可以获取涉及计算相关的中和池液位、中和池pH值、酸高位槽液位和碱高位槽液位数据，酸/碱高位槽的距离，加酸/碱开关阀的高度可以量出，加酸/碱开关阀的液阻可通过阀门厂家提供计算书算出;

　　通过进酸/碱量模型的建立，计算出中和池中液体物质的量，来确定进酸/碱量。

　　2.根据权利要求1所述的一种基于软测量技术的废水中和自动控制方法，其特征在于：

　　第1步：进酸进碱流量模型建立

　　进酸流量模型

　　式中为加酸流量;为酸高位槽中酸液位距离开关阀的垂直高度;为酸高位底部距离开关阀的垂直高度;为酸高位槽中酸液位;为液阻;

　　可以在现场直接测得，通过液位测量仪表16进行实时测量;液阻通过参照阀门设计书可以求得;

　　进碱流量模型

　　式中为加碱流量;为碱高位槽中碱液位距离开关阀的垂直高度;为碱高位底部距离开关阀的垂直高度;为碱高位槽中酸液位;为液阻;

　　第2步：计算出中和池中液体物质的量

　　酸性时：

　　碱性时：

　　式中为中和池中液体酸物质的量浓度;为中和池液体的pH值;为中和池中液体酸物质的量;为中和池液体的体积;为中和池液体的液位;为中和池中液体碱物质的量浓度;为中和池中液体碱物质的量;为中和池液体体积与液位的关系式;

　　通过现场pH检测仪表AI101进行实时测量，通过液位检测仪表LI103进行实时测量;

　　第3步：进酸进碱量的计算

　　进酸量计算

　　需要进多少酸量，依据中和池中碱物质的量，求取加酸量，则有

　　酸高位槽中的酸为标准溶液，所以为已知量;

　　进碱量计算

　　碱高位槽中的碱为标准溶液，所以为已知量;

　　为加酸体积;为酸高位槽物质的量浓度;为酸高位槽pH值;T1为中和池加酸时间;

　　为加碱体积;为碱高位槽物质的量浓度;为碱高位槽pH值;

　　T2为中和池加酸时间;

　　第4步：废液酸碱中和控制过程

　　①判断中和池液位是否达到最高设定值，未达到设定值一直等待，若达到设定值进入②;

　　②启动循环泵;

　　③循环时间设定并开始计时;

　　④开始检测中和池pH值;

　　⑤判断循环时间是否结束，循环时间未结束不进行中和池pH值的判定，若循环时间结束，进入到⑥;

　　⑥判断中和池pH值是否正常，pH值若正常，则打开废液排放阀，直到液位达到最低设定值，回到程序的开始;若pH不正常则进入⑦;

　　⑦结合第二步中的模型，计算出中和池液体酸/碱物质量浓度，计算完成后进入⑧;

　　⑧结合第一步和第三步中的模型，根据⑦计算的结果，计算出加酸或加碱的量，最后计算出开阀的时间;

　　⑨打开进酸或进碱阀，直到计时结束，关闭进酸进碱阀，回到③，即完成中和池废水的中和处理。

　　说明书

　　一种基于软测量技术的废水中和自动控制方法

　　技术领域

　　本发明公开了一种基于软测量技术的废水中和自动控制系统，主要涉及废水中和控制技术领域。

　　背景技术

　　水中和处理方法是工业中常见的处理废水的一种方法。它利用中和作用处理废水，使酸性废水中的H+与外加OH-，或使碱性废水中的OH-与外加的H+相互作用，生成弱解离的水分子，同时生成可溶解或难溶解的其它盐类，从而消除它们的有害作用。

　　在实际生产过程中，出于设备成本的考虑，废水中和系统无加酸加碱流量仪表，一般采用酸高位槽、碱高位槽，通过控制开关阀进行加酸加碱量的控制，整个中和过程主要依靠操作员凭经验进行手动控制，而无法实现自动控制。但是，采用手动控制会出现，经验丰富的操作员会控制的好一些，经验差的操作员控制的效果比较差，这样一来，就会造成中和过程控制的不稳，和高纯酸高纯碱的浪费。

　　发明内容

　　本发明的目的，是提供了一种基于软测量技术的废水中和控制方法，能在无加酸加碱流量仪表的条件下，实现废水中和的自动控制。

　　采用的技术方案是：

　　一种基于软测量技术的废水中和自动控制方法，该控制方法所用的设备，包括中和池、酸高位槽、碱高位槽、循环泵、空压机和DCS或PLC控制器，酸高位槽通过第一管路与中和池连接，第一管路上装设有第一电磁阀，碱高位槽通过第二管路与中和池连接，第二管路上装设有第二电磁阀。循环泵的进液口通过第三管路与中和池连接。循环泵的出液口通过第四管路进入外设的污水处理系统，同时经第五管路返回中和池。第四管路上装设有第三电磁阀或手动阀，第五管路上装设有第四电磁阀或手动阀。空压机通过第六管路伸入到中和池的底部，第六管路位于中和池内的部分上开设有多个出气孔，当通入高压气体时，产生爆气作用，有利于酸碱中和。

　　DCS或PLC控制器经I/0卡件通过导线分别与酸高位槽液位检测仪、碱高位槽液位检测仪、中和池液位检测仪、中和池PH检测仪连接。循环泵、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀连接。

　　本发明的废水中和自动控制方法，包括下述步骤：

　　通过DCS或PLC系统可以获取涉及计算相关的中和池液位、中和池pH值、酸高位槽液位和碱高位槽液位数据，酸/碱高位槽的距离，加酸/碱开关阀的高度可以量出，加酸/碱开关阀的液阻可通过阀门厂家提供计算书算出。

　　第1步：进酸进碱流量模型建立

　　进酸流量模型

　　式中为加酸流量;为酸高位槽中酸液位距离开关阀的垂直高度;为酸高位底部距离开关阀的垂直高度;为酸高位槽中酸液位;为液阻。

　　可以在现场直接测得，通过液位测量仪表16进行实时测量;液阻通过参照阀门设计书可以求得。

　　进碱流量模型

　　式中为加碱流量;为碱高位槽中碱液位距离开关阀的垂直高度;为碱高位底部距离开关阀的垂直高度;为碱高位槽中酸液位;为液阻。

　　第2步：计算出中和池中液体物质的量

　　酸性时：

　　碱性时：

　　式中为中和池中液体酸物质的量浓度;为中和池液体的pH值; 为中和池中液体酸物质的量;为中和池液体的体积;为中和池液体的液位; 为中和池中液体碱物质的量浓度; 为中和池中液体碱物质的量;为中和池液体体积与液位的关系式。

　　通过现场pH检测仪表AI101进行实时测量，通过液位检测仪表LI103进行实时测量。