申请日2013.05.15
公开(公告)日2013.09.04
IPC分类号G01N27/00
摘要
本发明公开了悬浮胶体废水的zeta电位的实时在线检测装置。该装置利用流动电位法使悬浮胶体废水在抽水泵的驱动下流经多孔陶瓷复合膜管，由位于多孔陶瓷复合膜管两端的与电极相接的数字毫伏表测出流动电位，差压变送器测出两端压力差。通过PLC实时采集两端流动电位和压力差，根据数学模型计算得到zeta电位，并与上位机WINCC通讯，实现zeta电位的实时监测、管理以及絮凝剂投放量的优化控制，净化水资源的同时节约经济成本。
权利要求书
1.一种悬浮胶体废水的zeta电位实时在线检测装置，主要有由陶瓷复合膜管，聚四氟乙烯管， 抽水泵，雷磁213型铂电极和汞参比电极，HG2840B台式四位半数字毫伏表，1151DP7E 型在线差压变送器构成;其特征在于可以实现悬浮胶体zeta电位的实时在线检测，并能集 成到废水处理监控系统中实现絮凝剂的自动投放优化;废水样本在抽水泵的驱动下流经陶 瓷复合膜管，产生的流动电位由陶瓷复合膜管两端电极相连的毫伏表测出，压力差由差压 变送器测出;同时流动电位和压力差经过PLC实时采集、模型运算得到zeta电位值;该 装置的特征还在于可以实现zeta电位的实时监测、管理以及絮凝剂的优化控制。
2.根据权利要求1所述的zeta电位在线检测装置，其特征在于该装置可以在废水处理现场直 接将样本采集到测量室内，无需人工取样，可以实现废水处理絮凝工段的全自动控制。
3.根据权利要求1所述的zeta电位在线检测装置，其特征在于采用多孔的陶瓷复合膜管能够 很好的构成毛细管流道，废液胶体颗粒流经该流道时，其表面的的复合膜也能很好分离胶 体的双电层结构离子，进而较快的形成两端的流动电位。
4.根据权利要求1所述的zeta电位在线检测装置，毫伏表检测到的流动电位信号属于毫伏级 信号，其装置的特征在于采用了隔离放大器进行先对信号的进行放大，然后才进入PLC 的数据采集端子。
5.根据权利要求4所述的zeta电位在线检测装置，其特征在于PLC数据采集过程中进一步 采用了滤波程序，使采集得到的信号更加准确。
6.根据权利要求5所述的zeta电位在线检测装置，其特征在于PLC数据采集的过程中，信 号可以远距离的传输，即可以采用数据驱动电缆RS485，实现远距离的数据采集。
7.根据权利要求1所述的zeta电位在线检测装置，其特征还在于PLC实时采集运算得到的 zeta电位通过与上位机WINCC通讯，实现zeta电位的实时监测、管理以及絮凝剂投放量 的优化控制。
说明书
悬浮胶体废水的zeta电位实时在线检测装置
所属技术领域
本发明是一种悬浮胶体废水的zeta电位实时在线检测装置，该装置涉及到悬浮胶体双电 层理论的应用，PLC的远距离数据采集及处理技术，人机界面的监控技术等多个技术领域。 主要用于监测悬浮胶体废水的zeta电位，尤其适用于制浆造纸废水絮凝工段中药剂量的添加。
背景技术
近年来我国的水体污染日益加重，而制浆造纸工业对水体的污染又尤为严重，因此当下 需要采取经济有效的处理措施。废水处理工段中的关键环节是絮凝，絮凝就是针对废水预处 理后含有悬浮颗粒和胶体物质的废水即悬浮胶体废水。而实际的处理中絮凝剂的投放大多采 用人工经验，造成经济上的浪费，且对环境造成污染。由研究可知zeta电位可以作为衡量絮 凝效果的一个指标，因此通过测量废水的zeta电位来控制絮凝剂的投放量，净化水资源的同 时节约经济成本。目前广泛采用的测量废水中zeta电位的仪器属于离线测量，即人工取样， 在实验室完成数据的测量和记录，进而根据测得的zeta电位人工调整废水絮凝工段中絮凝剂 的投放量，这样就造成了时间上的延迟以致废水的絮凝剂投放量不准确。
发明内容
为了克服现有的zeta电位仪不能在线测量废水zeta电位的不足，本实用新型装置提供一 种在线连续测量废水zeta电位的方法，该装置不仅能在线测量废水zeta电位的大小，而且能 够通过PLC完成的数据采集，于WINCC界面中直观、方便地监测、管理数据，以及通过zeta 电位的变化控制絮凝剂的投放量。
本废水zeta电位在线检测仪所采用的技术方案是：利用流动电位法来间接测量废水的 zeta电位。首先由多孔陶瓷复合膜管构造出流动毛细管，陶瓷膜管套在聚四氟乙烯管的内部， 在抽水泵的作用下废液可直接进入测量室，通过调节抽水泵的流速可以控制陶瓷膜管两端的 废液压力差。由胶体表面的双电层结构原理可知：废液在一定压力的推动下流经管道时就有 电荷的流动，进而堆积的电荷产生了流动电位。陶瓷膜管两端分别安装有雷磁213型铂电极 和汞参比电极，产生的流动电位与电极相连的HG2840B台式四位半数字毫伏表测出，两端压 差有1151DP7E型在线差压变送器测出。测量时，通过PLC现场采集数据并根据数学模型计 算得出其zeta电位，进而与上位机WINCC通讯，实现zeta电位的实时监测、管理以及絮凝 剂投放量的优化控制。
本zeta电位在线检测装置的有益效果是：装置结构简单，实现较为容易，可以从废水现 场直接取样测量，能够通过WINCC界面实现zeta电位的实时监测、管理以及絮凝剂投放量 的优化控制。