專利名稱：廢水pH值調(diào)節(jié)方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種廢水處理方法，尤其涉及一種廢水pH值調(diào)節(jié)方法。
背景技術(shù)：
pH調(diào)節(jié)是廢水處理過程中的常用步驟，通過pH測量和酸堿的投加滿足工 藝要求或排放標準要求。目前廢水pH調(diào)節(jié)依靠人工控制所占比重很大，用pH 試紙，目測pH值的變化，靠經(jīng)驗投加酸或堿。由于調(diào)節(jié)的精確度依賴不精確 的試紙和人的經(jīng)驗，所以往往得不到好的控制效果。
近幾年廢水處理pH自動調(diào)節(jié)技術(shù)有了較快的發(fā)展，主要采用調(diào)ON/OFF 位式pH控制技術(shù)。其缺點是反應器的體積較大，控制精度較差。 一個處理能 力15mVh的一級pH自動調(diào)節(jié)反應器的容積大于3m3，而且反應器必須配備較 大功率的攪拌機。由于反應器大會引起控制滯后，所以一般控制精度只能達到 設定點的土0.5 lpH。過大的反應器會增加制造成本和占地面積，而精度低會 引起控制質(zhì)量不良和藥劑投放過量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種提高控制精度、降低設備體積的廢水pH值調(diào) 節(jié)方法。
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提供一種廢水pH值調(diào)節(jié) 方法，包括下列步驟
a. 將從廢水槽中抽取的廢水輸入一輸水管路中，在輸水管路中測量廢水 的pH值并與一 目標pH值比較，根據(jù)比較結(jié)果選擇加酸模式或加堿模式；
b. 從一加藥管路輸入與加酸模式或加堿模式對應的藥劑，與輸水管路中 的廢水匯合， 一起進入一混合器中進行快速混合并反應；
c. 將所述混合器出口的廢水輸入一均衡器中聚集，使廢水pH值調(diào)節(jié)至所 述目標pH值，然后從所述均衡器輸出。
上述的廢水pH值調(diào)節(jié)方法還可包括步驟d.測量所述步驟C中的均衡器 輸出的廢水的pH值，并根據(jù)所述廢水pH值與目標pH值的偏差值調(diào)整所述步 驟b中輸入至所述加藥管路的藥劑量。
上述的步驟d中，較佳地是對所述廢水pH值與目標pH值的偏差值進行 PID運算、計算出所述步驟b中輸入至所述加藥管路的藥劑量。
上述的廢水pH值調(diào)節(jié)方法中，在所述步驟b之前，可先對廢水執(zhí)行下列 pH值預調(diào)節(jié)步驟
al.從一加藥管路輸入與加酸模式或加堿模式對應的藥劑，與輸水管路中 的廢水匯合， 一起進入一混合器中進行快速混合并反應；
a2.將所述混合器出口的廢水輸入一均衡器中聚集，使廢水pH值調(diào)節(jié)至 一預調(diào)pH值，然后將廢水從所述均衡器輸出至所述步驟b中的輸水管路。
上述的廢水pH值調(diào)節(jié)方法中，所述pH值預調(diào)節(jié)步驟還可包括步驟a3.測 量所述步驟a2中的均衡器輸出的廢水的pH值，并根據(jù)所述廢水pH值與所述 預調(diào)pH值的偏差值調(diào)整所述步驟al中輸入至所述加藥管路的藥劑量。
上述的pH值預調(diào)節(jié)步驟a3中，較佳地是根據(jù)所述廢水pH值與所述預調(diào) pH值的偏差值進行PID運算、計算出所述步驟a2中輸入至所述加藥管路的藥
上述的廢水pH值調(diào)節(jié)方法還可包括步驟e.測量所述步驟c中的均衡器輸 出的廢水的pH值，當廢水pH值未達到要求時，使廢水回流至所述廢水槽，重 新進行pH值調(diào)節(jié)。
由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的廢水pH值調(diào)節(jié)與現(xiàn)有技術(shù)相比，具 有如下顯著優(yōu)點
1. 使用廢水流通管路和管式反應器，大大縮小了裝置的體積，裝置的占 地面積僅為常規(guī)的箱式裝置的五分之一；
2. 廢水pH調(diào)節(jié)的控制精度可以達到目標值的土0.2pH;
3. 混合器和均衡器的組合應用可以保證pH測量和控制的穩(wěn)定性，消除了 pH的波動；
4. 雙級調(diào)節(jié)步驟滿足了寬幅pH調(diào)整的需求，當pH控制幅度高達6時， 本發(fā)明仍能保證目標控制值的穩(wěn)定實現(xiàn)；
5. 通過回流未符合要求的廢水，避免了不合格廢水的排出，嚴格控制出 水pH值符合目標控制值。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
進一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點，其中


圖1是為實現(xiàn)本發(fā)明第一實施例的廢水pH值調(diào)節(jié)方法所設計的裝置結(jié)構(gòu)
示意圖2是為實現(xiàn)本發(fā)明第二實施例的廢水pH值調(diào)節(jié)方法所設計的裝置結(jié)構(gòu) 示意圖。
具體實施例方式
第一實施例
圖1是為實現(xiàn)本發(fā)明第一實施例的廢水pH值調(diào)節(jié)方法所設計的裝置結(jié)構(gòu) 示意圖。該裝置主要包括輸水管路1、雙級管式反應器2、 3、加藥執(zhí)行器4、 以及控制器6。其中輸水管路l上設有廢水輸送泵ll，用以從廢水槽中抽水， 并設有酸堿切換傳感器12，以測量輸水管路1上的廢水pH值。 一級反應器2 通過輸水管路1連接廢水槽10， 二級反應器3通過進水管路53與一級反應器 2相連。二級反應器3的出口設有廢水的排放管54和回流管55。排放管54上 設有排放閥540?；亓鞴?5連接到廢水槽10，回流管55上設有回流閥550。
加藥執(zhí)行器4包括貯存酸性藥劑的酸藥箱41和貯存堿性藥劑的堿藥箱43 。 酸藥箱41出口設有加酸閥42，堿藥箱43出口設有加堿閥44。加酸閥42和加 堿閥44后連接加藥管路51、 52，加藥管路51、 52分別連接到一級反應器2和 二級反應器3，同時加藥管路51上設有一級加藥泵45，加藥管路52上設有二 級加藥泵46，加藥泵45、 46的藥劑流量可以調(diào)節(jié)。下面具體敘述一級反應器 2和二級反應器3的結(jié)構(gòu)。
一級反應器2用于進行pH值的預調(diào)節(jié)，它包括一級混合器21和一級均衡 器22。 一級均衡器22出口設有一級pH傳感器23。 二級反應器3用于進行pH 值的終調(diào)節(jié)，它包括二級混合器31和二級均衡器32。 二級均衡器32出口設有 二級pH傳感器33。混合器21、 31的作用是使加入的藥劑和通過的廢水盡可能 迅速和充分的混合，混合器內(nèi)部設置了有利于液體攪動的葉片，廢水和藥劑在 混合器21、 31中受到葉片阻擋撞擊而加速混合，有利于酸堿中和反應的進行。 由于流經(jīng)混合器21、 31的線速度比較快以及加藥時有短暫的停止間隙，所以 離開混合器21、 31的廢水pH值有一定的波動。均衡器22、 32是一個外形規(guī)則的容器，作用是增加廢水的反應停留時間，以消除廢水pH值的波動，使出
水pH值更加平穩(wěn)?；旌掀?1、 31為可從市場中購得的現(xiàn)成器件。
控制器6控制整個裝置的工作過程，它與廢水輸送泵l、酸堿切換傳感器
12、 一級pH傳感器23、 二級pH傳感器33、加酸閥42、加堿閥44、 一級加藥
泵45、 二級加藥泵46、排放閥540、回流閥550電連接。
下面結(jié)合圖1所示裝置說明本發(fā)明第一實施例的廢水pH值調(diào)節(jié)方法，本
方法包括
模式選擇步驟
1) 利用廢水輸送泵11從廢水槽中抽取廢水輸入輸水管路1中，在輸水管路 1中，由酸堿切換傳感器12測量廢水的pH值并傳給控制器6，控制器6將其 與一目標pH值控制點比較。當廢水的pH值大于目標pH值時，系統(tǒng)處于加酸 模式，關(guān)閉加堿閥44，選擇酸性藥劑；當廢水的pH值小于目標pH值時，系 統(tǒng)處于加堿模式，關(guān)閉加酸閥42，選擇堿性藥劑。
pH值的預調(diào)節(jié)步驟
2) 開啟加藥泵45，從一級反應器2的加藥管路51輸入藥劑，與輸水管路1 中的廢水匯合， 一起進入一級混合器21中進行快速混合并反應。
3) 將一級混合器21出口的廢水輸入一級均衡器22中聚集，增加廢水的反 應停留時間，消除廢水的pH值波動，使pH值達到預調(diào)節(jié)pH值控制點，然后 從一級均衡器22輸出至二級反應器3。
pH值的終調(diào)節(jié)步驟
5) 開啟加藥泵46，從二級反應器3的加藥管路52輸入藥劑，與進水管路 53中的廢水匯合， 一起進入二級混合器31中進行快速混合并反應。
6) 將二級混合器31出口的廢水輸入二級均衡器32中聚集，增加廢水的反 應停留時間，消除廢水的pH值波動，使pH值達到目標pH值控制點，然后從 二級均衡器32輸出。
上述的pH值預調(diào)節(jié)過程較佳地是一個閉合控制過程，設在一級均衡器22 出口的一級pH傳感器23測量出口的廢水pH值，控制器6將該廢水pH值與 一預調(diào)pH值比較，根據(jù)二者的偏差值來調(diào)整對加藥泵45的控制信號，從而控 制藥劑的流量。在一個較佳實施例中，可以采用一個PID (比例積分微分)調(diào) 節(jié)步驟將廢水pH值與預調(diào)pH值的偏差值進行PID運算、計算出步驟2)中 輸入至加藥管路51的藥劑量。PID調(diào)節(jié)過程由控制器6完成，由于PID調(diào)節(jié)是一種十分成熟的現(xiàn)有技術(shù)，因此本發(fā)明不再詳細敘述。
與pH值預調(diào)節(jié)過程類似，在上述的pH值終調(diào)節(jié)過程中，設在二級均衡 器32出口的二級pH傳感器33測量出口的廢水pH值并與目標pH值比較，根 據(jù)二者的偏差值來調(diào)整對加藥泵46的控制信號，從而控制藥劑的流量。在一 個較佳實施例中，可以采用一個PID調(diào)節(jié)步驟將廢水pH值與目標pH值的 偏差值進行PID運算、計算出步驟5)中輸入至加藥管路52的藥劑量。
在通常狀況下，從二級均衡器32輸出的水經(jīng)排放管54排放。為避免偏離 目標值的廢水排放或進入后道工序，當二級pH傳感器33測得的廢水pH值未 與目標pH值一致時，關(guān)閉排放閥540，同時打開回流閥550，使廢水經(jīng)回流管 55回流至廢水槽10，重新進行pH值調(diào)節(jié)。
下面舉2個例子說明本發(fā)明的實際工作過程-
以pH值為3左右的酸性廢水加堿(NaOH)調(diào)節(jié)到9.0為例。pH預調(diào)節(jié) 的控制點設定在5.5， pH終調(diào)節(jié)的目標控制點設定在9.0。啟動廢水輸送泵11, 酸堿切換傳感器12測出的進水pH值小于目標控制點9.0，控制器6發(fā)出信號， 關(guān)閉加酸閥42，使系統(tǒng)處于加堿模式。在系統(tǒng)初始時確定pH預調(diào)節(jié)和pH終 調(diào)節(jié)的PID控制參數(shù)，如比例常數(shù)、微分常數(shù)、積分常數(shù)等系數(shù)，使一級反應 器2和二級反應器3進入相對穩(wěn)定的PID控制狀態(tài)，同時可通過適當?shù)娜藶楦?預對主要參數(shù)稍加修正，可使控制效果提高。在PID控制參數(shù)的確定過程及正 常的處理過程中，從二級均衡器32輸出的廢水如果未達到目標控制點，控制 器6可將排放閥540關(guān)閉，回流閥550打幵，將不達要求的水排回廢水槽10。 當pH終調(diào)節(jié)穩(wěn)定達到目標點9.0時，系統(tǒng)進入正常運行狀態(tài)，出水的pH值可 以穩(wěn)定在9.0土0.2pH。
以pH值為11的堿性廢水加酸(HC1或H2S04)調(diào)節(jié)到5.0為例。將pH 預調(diào)節(jié)的pH控制點設定值定在9.0， pH終調(diào)節(jié)的目標控制點設定在5.0。啟動 廢水輸送泵ll，酸堿切換傳感器12測出的進水pH值大于目標控制點，控制器 6發(fā)出信號，關(guān)閉加堿閥44，使系統(tǒng)處于加酸模式。在系統(tǒng)初始時同樣確定pH 預調(diào)節(jié)和pH終調(diào)節(jié)的PID控制參數(shù)，使一級反應器2和二級反應器3進入相 對穩(wěn)定的PID控制狀態(tài)。在PID控制參數(shù)的確定過程及正常的處理過程中，從 二級均衡器32輸出的廢水如果未達到目標控制點，控制器6可將排放閥540 關(guān)閉，回流閥550打開，將不達要求的水排回廢水槽10。當pH終調(diào)節(jié)穩(wěn)定達 到目標值5.0時，系統(tǒng)進入正常運行狀態(tài)，出水的pH值可以穩(wěn)定在5.0士0.2pH。
以上二個加酸和堿的控制實例是廢水的pH值和目標控制點相差較為懸殊
的狀況，如果二者相差不大，則單級控制也可實現(xiàn)pH的精確調(diào)節(jié)，此時酸堿 切換傳感器12的測量功能依然工作，但有一級反應器2或二級反應器3可閑 置，直接使用一級調(diào)節(jié)將廢水的pH值調(diào)節(jié)到目標控制點。
第二實施例
如果廢水的pH值比較穩(wěn)定，而且調(diào)節(jié)的幅度較小，可以設計單級pH調(diào) 節(jié)裝置，以降低制造成本。
圖2是為實現(xiàn)本發(fā)明第二實施例的廢水pH值調(diào)節(jié)方法所設計的裝置結(jié)構(gòu) 示意圖。與圖l不同的是，圖2中省略了一級反應器2和一級加藥泵45。
相應地，本發(fā)明第二實施例的廢水pH值調(diào)節(jié)方法簡化為下列步驟
模式選擇步驟
1) 利用廢水輸送泵11從廢水槽10中抽取廢水，通過輸水管路1輸入反應 器3，在輸水管路l中，由酸堿切換傳感器12測量廢水的pH值并傳給控制器 6，控制器6將其與一目標pH值控制點比較。當廢水的pH值大于目標pH值 時，系統(tǒng)處于加酸模式，關(guān)閉加堿閥44,選擇酸性藥劑；當廢水的pH值小于 目標pH值時，系統(tǒng)處于加堿模式，關(guān)閉加酸閥42，選擇堿性藥劑。
pH值的終調(diào)節(jié)步驟
2) 開啟加藥泵46，從反應器3的加藥管路52輸入藥劑，與輸水管路1中 的廢水匯合， 一起進入混合器31中進行快速混合并反應。
3) 將混合器31出口的廢水輸入均衡器32中聚集，使pH值直接達到目標 pH值控制點，然后從均衡器32輸出。
與第一實施例一樣，在上述的pH值終調(diào)節(jié)過程中，設在均衡器32出口的 pH傳感器33測量出口的廢水pH值并與目標pH值比較，根據(jù)二者的偏差值來 調(diào)整對加藥泵46的控制信號，從而控制藥劑的流量。在一個較佳實施例中， 可以采用一個PID調(diào)節(jié)步驟將廢水pH值與目標pH值的偏差值進行PID運 算、計算出步驟2)中輸入至加藥管路52的藥劑量。
在PID控制參數(shù)的確定過程中以及正常的處理過程中，為避免偏離目標值 的廢水排放或進入后道工序，當pH傳感器33測得的廢水pH值未與目標pH 值一致時，關(guān)閉排放閥540，同時打開回流閥550，使廢水經(jīng)回流管55回流至 廢水槽IO，重新進行pH值調(diào)節(jié)。
以上的實施例說明僅為本發(fā)明的較佳實施例說明，本領域技術(shù)人員可依據(jù) 本發(fā)明的上述實施例說明而作出其它種種等效的替換及修改。然而這些依據(jù)本 發(fā)明實施例所作的種種等效替換及修改，屬于本發(fā)明的發(fā)明精神及由權(quán)利要求 所界定的專利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種廢水pH值調(diào)節(jié)方法，其特征在于，包括下列步驟a.將從廢水槽中抽取的廢水輸入一輸水管路中，在輸水管路中測量廢水的pH值并與一目標pH值比較，根據(jù)比較結(jié)果選擇加酸模式或加堿模式；b.從一加藥管路輸入與加酸模式或加堿模式對應的藥劑，與輸水管路中的廢水匯合，一起進入一混合器中進行快速混合并反應；c.將所述混合器出口的廢水輸入一均衡器中聚集，使廢水pH值調(diào)節(jié)至所述目標pH值，然后從所述均衡器輸出。
2. 如權(quán)利要求1所述的廢水pH值調(diào)節(jié)方法，其特征在于，還包括步驟d. 測量所述步驟c中的均衡器輸出的廢水的pH值，并根據(jù)所述廢水pH 值與目標pH值的偏差值調(diào)整所述步驟b中輸入至所述加藥管路的藥劑量。
3. 如權(quán)利要求2所述的廢水pH值調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述步驟d包括對所述廢水pH值與目標pH值的偏差值進行PID運算、計算出所述步驟b 中輸入至加藥管路的藥劑量的步驟。
4. 如權(quán)利要求l所述的廢水pH值調(diào)節(jié)方法，其特征在于，在所述步驟b 之前，先對廢水執(zhí)行下列pH值預調(diào)節(jié)步驟al.從一加藥管路輸入與加酸模式或加堿模式對應的藥劑，與輸水管路中的廢水匯合， 一起進入一混合器中進行快速混合并反應；a2.將所述混合器出口的廢水輸入一均衡器中聚集，使廢水pH值調(diào)節(jié)至 一預調(diào)pH值，然后將廢水從所述均衡器輸出至所述步驟b中的輸水管路。
5. 如權(quán)利要求4所述的廢水pH值調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述pH值預 調(diào)節(jié)步驟還包括步驟a3.測量所述步驟a2中的均衡器輸出的廢水的pH值，并根據(jù)所述廢水pH 值與所述預調(diào)pH值的偏差值調(diào)整所述步驟al中輸入至所述加藥管路的藥劑
6. 如權(quán)利要求5所述的廢水pH值調(diào)節(jié)方法，其特征在于，所述步驟a3 包括對所述廢水pH值與所述預調(diào)pH值的偏差值進行PID運算、計算出所述 步驟al中輸入至所述加藥管路的藥劑量的步驟。
7. 如權(quán)利要求1或4所述的廢水pH值調(diào)節(jié)方法，其特征在于，還包括步驟e.測量所述步驟c中的均衡器輸出的廢水的pH值，當廢水pH值未達到 要求時，使廢水回流至所述廢水槽。
全文摘要
本發(fā)明公開一種廢水pH值調(diào)節(jié)方法，包括步驟a.將從廢水槽中抽取的廢水輸入一進水管路中，在進水管路中測量廢水的pH值并與一目標pH值比較，根據(jù)比較結(jié)果選擇加酸模式或加堿模式；b.從一加藥管路輸入與加酸模式或加堿模式對應的藥劑，與進水管路中的廢水匯合，一起進入一混合器中進行快速混合并反應；c.將混合器出口的廢水輸入一均衡器中聚集，使廢水pH值調(diào)節(jié)至目標pH值，然后從均衡器輸出。其中在步驟b之前可先執(zhí)行一次與步驟b、c相同的預調(diào)節(jié)步驟，使廢水pH值先達到預調(diào)節(jié)pH值。上述與廢水混合的藥劑量根據(jù)廢水pH值與目標pH值的偏差進行調(diào)整，形成閉環(huán)調(diào)節(jié)。本發(fā)明采用的管式反應方法可大大縮小所需設備的體積，并提高pH值控制的精度。
文檔編號C02F1/66GK101200327SQ20061014738
公開日2008年6月18日 申請日期2006年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月15日
發(fā)明者林忠貴, 王維平, 王英華 申請人:上海輕工業(yè)研究所有限公司