申请日2018.04.20
公开(公告)日2018.08.31
IPC分类号C02F9/04
摘要
本发明提供了一种全自动化学结晶循环造粒流化床水处理系统，包括化学结晶循环造粒流化床单元，还包括药剂投加单元、pH调节单元﹑晶种投加单元和颗粒排放单元;所述的pH调节单元包括酸调节单元和/或二氧化碳调节单元。本发明的系统完全实现了药剂投加、pH调节和颗粒排放等操作单元的自动控制，大大减轻了系统运行过程中的各种复杂操作。而且该系统整体结构简单清晰，各功能单元衔接紧凑，平面利用率高，操作简便。
权利要求书
1.一种全自动化学结晶循环造粒流化床水处理系统，包括化学结晶循环造粒流化床单元(1)，其特征在于，还包括药剂投加单元(2)、pH调节单元(3)﹑晶种投加单元(4)和颗粒排放单元(5);
所述的化学结晶循环造粒流化床单元(1)包括化学结晶循环造粒流化床主体(11)，化学结晶循环造粒流化床主体(11)上设置有进水管(12)和出水管(13)，所述的进水管(12)上沿进水方向依次设有电磁变频原水泵(14)和总进水阀(15);
所述的药剂投加单元(2)包括依次连接的药剂储存罐(21)﹑变频药剂投加泵(22)﹑药剂投加控制阀(23)，药剂投加控制阀(23)与化学结晶循环造粒流化床主体(11)相连通;
所述的pH调节单元(3)包括酸调节单元(31)和/或二氧化碳调节单元(32);所述的酸调节单元(31)包括依次连接的酸液储存罐(311)﹑酸液变频投加泵(312)﹑酸液投加控制阀(313)和连接在出水管(13)上的管式静态混合器(314);
所述的二氧化碳调节单元(32)包括电子秤(321)，电子秤(321)上放置有二氧化碳压力储存罐(322)，二氧化碳压力储存罐(322)上依次安装有气体调节阀(323)﹑气体流量计(324)和文丘里管水射器(325)，文丘里管水射器(325)的一端与高压进水泵(326)相连，文丘里管水射器(325)的另一端与二氧化碳出水管(327)相连，二氧化碳出水管(327)与出水管(13)相连通;
所述的晶种投加单元(4)包括依次相连的晶种输送罐进水泵(42)﹑晶种输送罐(43)﹑颗粒泵(44)和晶种投加阀门(41)相连通，晶种投加阀门(41)与化学结晶循环造粒流化床主体(11)相连通;
所述的颗粒排放单元(5)沿颗粒排出方向包括连接在化学结晶循环造粒流化床主体(11)上的颗粒排放阀门(51)和颗粒收集储存箱(52)。
2.如权利要求1所述的全自动化学结晶循环造粒流化床水处理系统，其特征在于，还包括控制单元(6)，所述的控制单元(6)包括信号采集与控制中心(61)，信号采集与控制中心(61)的输入端与进水流量计(62)、进水压力表(63)、第一pH实时在线检测仪(64)、第二pH实时在线检测仪(65)、碱液液位计(66)、碱流量计(67)、酸液液位计(68)、酸流量计(69)、电子秤(321)、气体流量计(324)和压力表(610)相连;信号采集与控制中心(51)的输出端与变频药剂投加泵(22)、酸液变频投加泵(312)、气体调节阀(323)和颗粒排放阀门(52)相连。
3.如权利要求2所述的全自动化学结晶循环造粒流化床水处理系统，其特征在于，所述的进水流量计(62)安装在电磁变频原水泵(14)和总进水阀(15)之间，所述的进水压力表(63)安装在总进水阀(15)和化学结晶循环造粒流化床主体(11)之间;
所述的第一pH实时在线检测仪(64)安装在化学结晶循环造粒流化床主体(11)和管式静态混合器(314)之间，所述的第二pH实时在线检测仪(65)安装在管式静态混合器(314)和出水管(13)的出水口之间;
所述的碱液液位计(66)安装在药剂储存罐(21)内，所述的碱流量计(67)安装在药剂投加控制阀(23)与化学结晶循环造粒流化床主体(11)之间;
所述的酸液液位计(68)安装在酸液储存罐(311)内，所述的酸流量计(69)安装在酸液投加控制阀(313)和管式静态混合器(314)之间;
所述的压力表(610)安装在靠近颗粒排放阀门(51)的化学结晶循环造粒流化床主体(11)上。
4.如权利要求1所述的全自动化学结晶循环造粒流化床水处理系统，其特征在于，所述的颗粒收集储存箱(52)上连接有排水阀门(53)。
5.如权利要求1所述的全自动化学结晶循环造粒流化床水处理系统，其特征在于，所述药剂投加单元(2)用于投加NaOH﹑Ca(OH)2或Na2CO3。
6.如权利要求1所述的全自动化学结晶循环造粒流化床水处理系统，其特征在于，所述的酸调节单元(31)中使用的酸化药剂为HCl或H2SO4，投加点位于管式静态混合器(314)之前。
7.一种二氧化碳调节装置，其特征在于，包括电子秤(321)，电子秤(321)上放置有二氧化碳压力储存罐(322)，二氧化碳压力储存罐(322)上依次安装有气体调节阀(323)﹑气体流量计(324)和文丘里管水射器(325)，文丘里管水射器(325)的一端与高压进水泵(326)相连，文丘里管水射器(325)的另一端与二氧化碳出水管(327)相连。
说明书
一种全自动化学结晶循环造粒流化床水处理系统
技术领域
本发明属于水处理领域，涉及造粒流化床，具体涉及一种全自动化学结晶循环造粒流化床水处理系统。
背景技术
水中存在Ca2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+、As3+和F-等离子，在水中过量存在时，会危害人体健康和降低生产设备效率。一般水厂需要通过药剂软化﹑曝气﹑过滤﹑电渗析等组合工艺才能保证出水效果，由此带来了包括占地面积大﹑工序复杂﹑操作管理困难，增加处理成本等问题。
申请人在先研究开发的化学结晶循环造粒流化床水处理装置(ZL201510864696.7)，以诱导结晶原理为基础，通过运行工况调整，将水中的Ca2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+、As3+和F-等离子发生化学反应结晶在诱晶载体表面，从而实现了水质的净化。虽然上述专利设备具有投药量少，成本低，不需要投加任何混凝剂和絮凝剂，结晶颗粒易于与水分离等优点，但是由于该系统运行中涉及到药剂投加、晶种投加、颗粒排放和pH调节等诸多问题，如何优化设计整个结晶造粒流化床系统并且使该系统完全达到自动控制，是后续亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于，提供本发明提供一种全自动化学结晶循环造粒流化床水处理系统，为化学结晶循环造粒流化床配套整体水处理系统，从水处理的整体系统方面进一步提高水处理效果。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：
一种全自动化学结晶循环造粒流化床水处理系统，包括化学结晶循环造粒流化床单元，还包括药剂投加单元、pH调节单元﹑晶种投加单元和颗粒排放单元;
所述的化学结晶循环造粒流化床单元包括化学结晶循环造粒流化床主体，化学结晶循环造粒流化床主体上设置有进水管和出水管，所述的进水管上沿进水方向依次设有电磁变频原水泵和总进水阀;
所述的药剂投加单元包括依次连接的药剂储存罐﹑变频药剂投加泵﹑药剂投加控制阀，药剂投加控制阀与化学结晶循环造粒流化床主体相连通;
所述的pH调节单元包括酸调节单元和/或二氧化碳调节单元;所述的酸调节单元包括依次连接的酸液储存罐﹑酸液变频投加泵﹑酸液投加控制阀和连接在出水管上的管式静态混合器;
所述的二氧化碳调节单元包括电子秤，电子秤上放置有二氧化碳压力储存罐，二氧化碳压力储存罐上依次安装有气体调节阀﹑气体流量计和文丘里管水射器，文丘里管水射器的一端与高压进水泵相连，文丘里管水射器的另一端与二氧化碳出水管相连，二氧化碳出水管与出水管相连通;
所述的晶种投加单元包括依次相连的晶种输送罐进水泵﹑晶种输送罐﹑颗粒泵和晶种投加阀门相连通，晶种投加阀门与化学结晶循环造粒流化床主体相连通;
所述的颗粒排放单元沿颗粒排出方向包括连接在化学结晶循环造粒流化床主体上的颗粒排放阀门和颗粒收集储存箱。
本发明还具有如下技术特征：
还包括控制单元，所述的控制单元包括信号采集与控制中心，信号采集与控制中心的输入端与进水流量计、进水压力表、第一pH实时在线检测仪、第二pH实时在线检测仪、碱液液位计、碱流量计、酸液液位计、酸流量计、电子秤、气体流量计和压力表相连;信号采集与控制中心的输出端与变频药剂投加泵、酸液变频投加泵、气体调节阀和颗粒排放阀门相连。
所述的进水流量计安装在电磁变频原水泵和总进水阀之间，所述的进水压力表安装在总进水阀和化学结晶循环造粒流化床主体之间;
所述的第一pH实时在线检测仪安装在化学结晶循环造粒流化床主体和管式静态混合器之间，所述的第二pH实时在线检测仪安装在管式静态混合器和出水管的出水口之间;
所述的碱液液位计安装在药剂储存罐内，所述的碱流量计安装在药剂投加控制阀与化学结晶循环造粒流化床主体之间;
所述的酸液液位计安装在酸液储存罐内，所述的酸流量计安装在酸液投加控制阀和管式静态混合器之间;
所述的压力表安装在靠近颗粒排放阀门的化学结晶循环造粒流化床主体上;
所述的颗粒收集储存箱上连接有排水阀门。
所述药剂投加单元用于投加NaOH﹑Ca(OH)2或Na2CO3。
所述的酸调节单元中使用的酸化药剂为HCl或H2SO4，投加点位于管式静态混合器之前。
本发明还保护一种二氧化碳调节装置，包括电子秤，电子秤上放置有二氧化碳压力储存罐，二氧化碳压力储存罐上依次安装有气体调节阀﹑气体流量计和文丘里管水射器，文丘里管水射器的一端与高压进水泵相连，文丘里管水射器的另一端与二氧化碳出水管相连。
本发明与现有技术相比，具有如下技术效果：
(Ⅰ)本发明的系统完全实现了药剂投加、pH调节和颗粒排放等操作单元的自动控制，大大减轻了系统运行过程中的各种复杂操作。而且该系统整体结构简单清晰，各功能单元衔接紧凑，平面利用率高，操作简便。
(Ⅱ)目前对于水的pH的调节大都采用酸调节，尤其对于结晶造粒流化床系统基本采用盐酸或者硫酸调节出水的pH。但是盐酸或者硫酸属于强酸，在购买、运输和储存方面都有诸多不变，且引入氯离子和硫酸根离子，对于后续某些工艺有影响(如阻垢)。本发明提出除了采用酸调节pH外，还可以采用CO2调节，CO2调节pH具有调节范围广，耐冲击性强，经济便捷等优点，更可以在某些CO2排放较多的工厂将CO2回收再利用。