申请日2009.06.30
公开(公告)日2009.12.09
IPC分类号G01N33/18; G01N27/08; G01N1/28; G05B19/042; G08B21/12
摘要
一种废水流量、氨氮浓度及氨氮总量水质在线联测仪，包括氨发生器、气-液分离器、氨吸收器，电导检测器、数据处理器、流量传感器，氨发生器上接有反应液流入管道和反应液流出管道;氨发生器底部接有载气输入管道，顶部接有氨反应气流出管道;气-液分离器包括冷凝盘管，冷凝盘管一端与氨反应气流出管道相连，另一端接有冷凝氨气流出管道，氨吸收器包括反应盘管，电导检测器包括测量池，测量池一侧与吸氨液流出管道相连，另一侧设有测量电极，测量电极与电导控制器相连;数据处理器包括单片机，电导控制器与单片机相连，流量传感器与单片机相连。本发明结构简单、性能可靠、运行成本低、准确度高、可同步测定废水流量、氨氮浓度及氨氮总量。
权利要求书
1、一种废水流量、氨氮浓度及氨氮总量水质在线联测仪，其特征在于：包括氨发生器 (1)、气-液分离器(2)、氨吸收器(3)，电导检测器(4)、数据处理器(5)、安装在氨氮 水排放口的流量传感器(6)，氨发生器(1)上接有反应液流入管道(10)和反应液流出管 道(13)，反应液流入管道(10)的上端接有试样流入管道(11)和碱试剂流入管道(12)，所述 试样和碱试剂流入口(15、16)的水平位置高于反应液出口(14)的水平位置，所述反应液入口 (20)的水平位置低于反应液出口(14)的水平位置;氨发生器(1)底部接有载气输入管道(17)， 顶部接有氨反应气流出管道(18)，氨发生器(1)外部装有恒温器(19);载气输入管道(17)上 装有流量计(171);反应液流出管道(13)上接有出气管(131)，试样流入管道(11)、碱试剂流 入管道(12)上分别装有试样泵(111)、碱试剂泵(121);气-液分离器(2)包括冷凝盘 管(21)和冷凝器(24)，冷凝盘管(21)置于冷凝器(24)内，冷凝盘管(21)一端与氨 反应气流出管道(18)相连，另一端接有冷凝氨气流出管道(22)，冷凝盘管(21)上接有冷凝 水流出管道(23);氨吸收器(3)包括反应盘管(31)，反应盘管(31)一端与冷凝氨气流出管道 (22)相连，且接有酸试剂流入管道(32)，另一端接有载气溢出管道(33)和吸氨液流出管道 (34)，酸试剂流入管道(32)上装有酸试剂泵(35);电导检测器(4)包括测量池(42)，测量 池(42)为U型池，测量池(42)一侧与吸氨液流出管道(34)相连，另一侧设有测量电极(43)， 测量电极(43)与电导控制器(44)相连，测量池(42)内设有测量电极(43)的一侧上部接有氨液 流出管道(45);数据处理器(5)包括单片机(51)，电导控制器(44)通过A/D转换器(52)与单 片机(51)相连，安装在氨氮水排放口的流量传感器(6)通过流量控制器(61)、A/D转换器(53) 与单片机(51)相连。
2、根据权利要求1所述的废水流量、氨氮浓度及氨氮总量水质在线联测仪，其特征在 于还包括报警系统，其包括报警单片机(8)、与报警单片机(8)相连的第一固态继电器组(81)、 装在试样流入管道(11)上的第一传感器(82)、装在碱试剂流入管道(12)上的第二传感器 (84)、装在酸试剂流入管道(32)上的第三传感器(86)、装在载气输入管道(17)上的第四传感 器(88)，及分别挂装在试样流入管道(11)、碱试剂流入管道(12)、酸试剂流入管道(32)、载 气输入管道(17)上的第一报警器(83)和第二报警器(85)和第三报警器(87)和第四报警器 (89)，第一至第四传感器(82、84、86、88)均通过电缆与报警单片机(8)相连，第一固态 继电器组(81)共有七个固态继电器A、B、C、D、E、F、G，分别与第一报警器(83)、第二报 警器(85)、第三报警器(87)、第四报警器(89)、试样泵(111)、碱试剂泵(121)、酸试剂泵(35) 相连。
3、根据权利要求1或2所述的废水流量、氨氮浓度及氨氮总量水质在线联测仪，其特 征在于还包括自动除液清洗发生系统，其包括设置在氨发生器(1)底部的排液管(71)、排液 管(71)上安装的电磁排液阀(72)、试样流入管道(11)上连接的待测试样流入管道(112)和清 洗液流入管道(73)、待测试样流入管道(112)上安装的待测试样电磁阀(114)、清洗液流入管 道(73)上安装的清洗液电磁阀(74)及与单片机(51)相连的第一固态继电器(75)、第二固态继 电器(76)和第三固态继电器(77);第一固态继电器(75)与电磁排液阀(72)相连，第二固态继 电器(76)与待测试样电磁阀(114)相连，第三固态继电器(77)与清洗液电磁阀(74)相连。
4、根据权利要求3所述的废水流量、氨氮浓度及氨氮总量水质在线联测仪，其特征在 于：所述单片机(51)上还连接有时钟芯片(55)、第四固态继电器组(78)、第五固态继电器 (79)、与第五固态继电器(79)相连的中间继电器(80)，所述试样流入管道(11)上还接有多个 备用待测试样流入管道(113)，所述每个备用待测试样流入管道(113)上都装有备用待测试样 电磁阀(115)，所述第四固态继电器组(78)中的每个固态继电器分别与一个备用待测试样电 磁阀(115)相连，所述中间继电器(80)的输入端与固态继电器E、F、G相连，另一端分别与 试样泵(111)、碱试剂泵(121)、酸试剂泵(35)相连。
5、根据权利要求4所述的废水流量、氨氮浓度及氨氮总量水质在线联测仪，其特征在 于：还包括可改变污水处理工艺设备运行状态的控制系统，该控制系统包括与单片机(51)相 连的第二固态继电器组(9)和第五报警器(10)，第二固态继电器组(9)中的每个固态继电器分 别通过电缆与机动污水处理设备中的机动送风机(91)、机动送料机(92)、污水输送管道上安 装的机动泵(93)和污水排放口安装的换向电磁阀(94)相连。
6、根据权利要求5所述的废水流量、氨氮浓度及氨氮总量水质在线联测仪，其特征在 于：还包括恒温池(41)，恒温池(41)外部装有恒温器(46)，所述测量电极(43)位于恒温池 (41)内，所述恒温池(41)内还设有参比池(47)，参比池(47)内设有参比电极(48)，参比电 极(48)通过电缆与电导控制器(44)相连。
7、根据权利要求6所述的废水流量、氨氮浓度及氨氮总量水质在线联测仪，其特征在 于：所述冷凝器(24)采用半导体电子致冷部件进行冷凝。
8、根据权利要求6所述的废水流量、氨氮浓度及氨氮总量水质在线联测仪，其特征在 于：所述冷凝器(24)采用水冷源或风冷源进行冷凝。
9、根据权利要求8所述的废水流量、氨氮浓度及氨氮总量水质在线联测仪，其特征在 于：所述氨发生器(1)内底部装有分配器(171);所述恒温池(41)内设有搅拌器(49)。
10、根据权利要求9所述的废水流量、氨氮浓度及氨氮总量水质在线联测仪，其特征在 于：所述单片机(51)上设有通讯接口(54)。
说明书
废水流量、氨氮浓度及氨氮总量水质在线联测仪
技术领域
本发明涉及一种水质分析仪，尤其涉及一种废水流量、氨氮浓度及氨氮总量水质在线联 测仪。
背景技术
氨氮(NH3-N)是以游离氨(NH3)或铵盐(NH4+)形式存在于水中。它的主要来源为生 活污水中含氮有机物受微生物作用的分解产物，氮肥厂、焦化厂等企业的生产废水，水中亚 硝酸盐在无氧环境中受微生物作用还原为氨。氨氮含量较高时，对鱼类有毒害作用。氨氮的 测定主要有钠氏试剂比色法、水杨酸光度法和电极法。水中的钙、镁、铁等离子、硫化物、 醛和酮类、色度以及混浊度等干扰钠氏试剂比色法和水杨酸光度法的测定，需蒸馏吸收，再 作光度测定，工艺繁杂、易出故障。电极法干扰测定值的因素较少，但电极易污染、维护量 较大，费用高昂。目前国内外尚没有氨氮总量测定的仪器，需装备氨氮浓度自动测定仪和流 量测定仪，用它们的测量值另外计算求得。由于污染源排放水的流量与浓度是不断变化的， 两台仪器测定值的同步性难以控制，计算的结果与实际数量相差较大，且运行成本高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、性能可靠、运行成本低、干扰少、准确 度高、可同步测定废水流量、氨氮浓度及氨氮总量的水质在线联测仪。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种废水流量、氨氮浓度及氨氮总量水质在线联测仪，包括氨发生器、气-液分离器、 氨吸收器，电导检测器、数据处理器、安装在氨氮水排放口的流量传感器，氨发生器上接有 反应液流入管道和反应液流出管道，反应液流入管道的上端接有试样流入管道和碱试剂流入 管道，所述试样和碱试剂流入口的水平位置高于反应液出口的水平位置，所述反应液入口的 水平位置低于反应液出口的水平位置;氨发生器底部接有载气输入管道，顶部接有氨反应气 流出管道，氨发生器外部装有恒温器;载气输入管道上装有流量计;反应液流出管道上接有 出气管，试样流入管道、碱试剂流入管道上分别装有试样泵、碱试剂泵;气-液分离器包括 冷凝盘管和冷凝器，冷凝盘管置于冷凝器内，冷凝盘管一端与氨反应气流出管道相连，另一 端接有冷凝氨气流出管道，冷凝盘管上接有冷凝水流出管道;氨吸收器包括反应盘管，反应 盘管一端与冷凝氨气流出管道相连，且接有酸试剂流入管道，另一端接有载气溢出管道和吸 氨液流出管道，酸试剂流入管道上装有酸试剂泵;电导检测器包括测量池，测量池为U型池， 测量池一侧与吸氨液流出管道相连，另一侧设有测量电极，测量电极与电导控制器相连，测 量池设有测量电极的一侧上部接有氨液流出管道;数据处理器包括单片机，电导控制器通过 A/D转换器与单片机相连，安装在氨氮水排放口的流量传感器通过流量控制器、A/D转换器 与单片机相连。
本发明废水流量、氨氮浓度及氨氮总量水质在线联测仪，其中还包括报警系统，其包括 报警单片机、与报警单片机相连的第一固态继电器组、装在试样流入管道上的第一传感器、 装在碱试剂流入管道上的第二传感器、装在酸试剂流入管道上的第三传感器、装在载气输入 管道上的第四传感器，及分别挂装在试样流入管道、碱试剂流入管道、酸试剂流入管道、载 气输入管道上的第一报警器和第二报警器和第三报警器和第四报警器，第一至第四传感器均 通过电缆与报警单片机相连，第一固态继电器组共有七个固态继电器A、B、C、D、E、F、G， 分别与第一报警器、第二报警器、第三报警器、第四报警器、试样泵、碱试剂泵、酸试剂泵 相连。
本发明废水流量、氨氮浓度及氨氮总量水质在线联测仪，其中还包括自动除液清洗发生 系统，其包括设置在氨发生器底部的排液管、排液管上安装的电磁排液阀、试样流入管道上 连接的待测试样流入管道和清洗液流入管道、待测试样流入管道上安装的待测试样电磁阀清 洗液流入管道上安装的清洗液电磁阀及与单片机相连的第一固态继电器、第二固态继电器和 第三固态继电器;第一固态继电器与电磁排液阀相连，第二固态继电器与待测试样电磁阀相 连，第三固态继电器与清洗液电磁阀相连。
本发明废水流量、氨氮浓度及氨氮总量水质在线联测仪，其中所述单片机上还连接有时 钟芯片、第四固态继电器组、第五固态继电器、与第五固态继电器相连的中间继电器，所述 试样流入管道上还接有多个备用待测试样流入管道，所述每个备用待测试样流入管道上都装 有备用待测试样电磁阀，所述第四固态继电器组中的每个固态继电器分别与一个备用待测试 样电磁阀相连，所述中间继电器的输入端与固态继电器E、F、G相连，另一端分别与试样泵、 碱试剂泵、酸试剂泵相连。
本发明废水流量、氨氮浓度及氨氮总量水质在线联测仪，其中还包括可改变污水处理工 艺设备运行状态的控制系统，该控制系统包括与单片机相连的第二固态继电器组和第五报警 器，第二固态继电器组中的每个固态继电器分别通过电缆与机动污水处理设备中的机动送风 机、机动送料机、污水输送管道上安装的机动泵和污水排放口安装的换向电磁阀相连。
本发明废水流量、氨氮浓度及氨氮总量水质在线联测仪，其中还包括恒温池，所述恒温 池内还设有参比池，参比池内设有参比电极，参比电极通过电缆与电导控制器相连。
本发明废水流量、氨氮浓度及氨氮总量水质在线联测仪，其中所述冷凝器采用半导体电 子致冷部件进行冷凝。
本发明废水流量、氨氮浓度及氨氮总量水质在线联测仪，其中所述冷凝器采用水冷源 或风冷源进行冷凝。
本发明废水流量、氨氮浓度及氨氮总量水质在线联测仪，其中所述氨发生器内底部装有 分配器;所述恒温池内设有搅拌器。
本发明废水流量、氨氮浓度及氨氮总量水质在线联测仪，其中所述单片机上设有通讯接 口。
本发明废水流量、氨氮浓度及氨氮总量水质在线联测仪结构简单，性能可靠，运行成本 低，测量时不会受到水中其他物质的干扰，其利用吸氨液的电导率与氨氮浓度之间的线性关 系，通过测得的吸氨液的电导率变化计算待测试样的氨氮浓度，在测定浓度的同时，由安装 在氨氮水排放口的流量传感器得到氨氮水排放流量，从而实现废水流量与氨氮浓度同步连续 监测，氨氮总量的监测与控制，准确度高。