专利名称：流体中余氯的在线监控系统的制作方法
技术领域：
本实用涉及在线流体质量监控系统，具体涉及水质中余氯的在线监测和脱除系统。
背景技术：
近年来，我国重大突发性水污染事件频繁发生，其中很大部分发生于城镇供水水源，对饮用水的供水安全和人民生活产生了严重影响。为避免或减少突发水污染事件对人民安全的影响，我国各级政府建立了相应的预警机制，其中的一个重要环节就是建立预警监测与预报机制。 由于传统的理化在线预警监测方法监测的污染物种类非常有限，尤其是对许多对人类健康有危害的污染物无法进行实时在线监测，因此反应水质综合毒性的生物预警监测方法的理论和应用的发展都极为迅速。生物预警方法涉及以酶、细胞或微生物等低等生命体作为指示生物，或者以高等水生无脊椎动物、脊椎动物(如鱼类等)为指示生物。[0004] 在饮用水的处理系统中，氯是应用广泛的预处理氧化剂和消毒剂。水厂在原水中投加氯，杀灭藻类并分解有机物，以提高水厂的处理效率，在水厂处理系统中，多个工艺过程需要投加氯进行消毒。在自来水从水厂输送到用户的过程中，为了保证水中有对微生物进行持续消毒效果，必须维持水中有一定的余氯。由于氯是一种强氧化剂和灭菌剂，对从细胞到微生物在到水生动物等不同水平生命形态的功能都有严重的影响，甚至很低的剂量就能导致微生物的灭活和水生动物(如鱼类)的死亡，因此，在采用生物预警方法进行含氯水的水质预警时，会对预警结果产生严重的干扰，导致假阳性报警。 然而，目前国内外尚没有针对含氯水生物预警的自动在线脱氯装置、设备或装置，因此有必要提供一种这样的系统，其采用适宜的方法对进入预警系统的氯进行去除，同时投加的脱氯药剂的剂量不会对指示生物产生不良影响，从而解决生物预警系统在供水行业应用存在的关键问题。[0006] 实用内容 本实用的目的之一在于提供一种在线监控流体中余氯的系统，其能够实时监测流
体中的余氯，并根据一定标准通过添加脱氯剂来降低流体中的氯的含量。 本实用的另一目的在于提供一种在线监控流体中余氯的方法，其能够实时监测流
体中的余氯，并根据一定标准通过添加脱氯剂来降低流体中的氯的含量。 本实用的其他目的和优点将在阅读说明书后变得更加清晰。 为实现上述目的，本实用提供一种在线监控流体中余氯的系统，该系统能够实时监测和控制流体中的余氯，其包括[0011] 第一余氯检测装置； 设置在所述第一余氯检测装置下游的第二余氯检测装置； 设置在所述第一余氯检测装置和所述第二余氯检测装置之间的脱氯剂添加装置；和[0014] 与所述第一余氯检测装置、所述第二余氯检测装置和所述脱氯剂添加装置通信的 计算及控制装置。 在本实用的一个实施方式中，所述流体为液体。本领域的技术人员可以预期到，本 实用的系统和方法也可以适用于气体等其他流体中氯的监控。 优选地，所述流体为水。更优选地，所述流体为水源水、自来水厂工艺过程水和出 厂水、管网水或城市污水处理厂出水。 在本实用的一个实施方式中，所述系统还包含与所述计算及控制装置通信的流量 控制装置。 在本实用的一个实施方式中，所述脱氯剂添加装置为计量泵或蠕动泵。 本实用的系统主要适用于在采用微生物、微藻、水蚤以及鱼类等水生动物及相关 的仪器进行含氯(或二氧化氯)水进行水质污染预警时的预处理。适用的水质包括水源水、 自来水厂工艺过程水和出厂水、管网水以及城市污水处理厂出水等。本实用的系统以硫代 硫酸钠为脱氯剂，以碳酸钠为硫代硫酸钠稳定剂，通过对进水的流量和余氯浓度进行实时 在线监测，确定硫代硫酸钠的投加量；通过计量泵或蠕动泵准确进行硫代硫酸钠的在线投 加，然后在线测定加氯后水的余氯浓度，根据余氯浓度，反馈控制硫代硫酸钠的投加量，从 而保证经过装置的水中余氯稳定在0 0. 02mg/L之间，具有自动、准确、稳定、快速、在线去 除水中余氯并保证硫代硫酸钠的浓度不对预警指示生物产生不良影响的优点。
图1是本实用的系统一个实施方式的结构示意图； 图2是本实用的系统的一个实施方式的操作流程图。
具体实施方式实用原理 本实用提供的在线监控流体中余氯的系统以硫代硫酸钠(Na2S203)为脱氯剂，以碳 酸钠(Na2C03)为硫代硫酸钠稳定剂，通过对进水的流量和余氯浓度进行实时在线监测，确 定硫代硫酸钠的投加量；通过计量泵或蠕动泵准确进行硫代硫酸钠的在线投加，然后在线 测定加氯后水的余氯浓度，根据余氯浓度，反馈控制硫代硫酸钠的投加量，从而保证经过装 置的水中余氯稳定在0 0. 02mg/L之间。 脱氯剂的化学反应原理 本系统中的脱氯试剂采用Na2S203和Na2C03的混合液来去除水中的余氯，反应方程 式如下 Na2S203+4Cl2+5H20 = 8HCl+2NaHS04 假设第一余氯检测装置测出的余氯(游离氯)为a mg/L，则所需的硫代硫酸钠的 质量浓度为0. 5563 X a mg/L。 脱,氯剂的配制方法 根据第一余氯检测装置的检测值和设定值，计算出要脱除的氯的量，以确定硫代 硫酸钠和碳酸钠的用量。称取Na2S203 5H20置于5L的容器中，加入适量蒸馏水，待完全溶 解后，再加入Na^03，然后用蒸馏水稀释至5L，保存于深色容器中，用碘酸钾标定准确浓度。
4[0030] 本领域的技术人员可以预期，所述脱氯剂的配制方法中用到的稀释剂(例如蒸馏 水)和容器可根据具体应用情况有所改变。例如，所述蒸馏水可以为新煮沸的冷却的蒸馏 水(不含氯)，以消除由于脱氯剂中含有氯而引起的检测误差。 f藥频層诚 本实用提供的系统可按以下步骤进行操作 (a)通过流量控制阀和/或流量计来测定进水流量(Q L/min); (b)经过第一余氯检测装置，检测出进水中的余氯含量(X mg/L); (c)设定经过脱氯后水的余氯值(Y mg/L)，则由(X-Y)mg/L计算得出需要投加药
剂量； (d)通过脱氯剂添加装置投加脱氯剂； (e)投加脱氯剂后，第二余氯检测装置检测水中余氯是否达到设定值(Ymg/L):如 达到，则不再添加脱氯剂；如未达到，则用实测值K mg/L，代入上述步骤(c)继续进行(d)、 (e)步骤，以进行二次调控。 现参考附图进一步详细描述本实用的在线监控流体中余氯的系统。 参考图1，图1为本实用的余氯监控系统1的结构示意图，其中流体(例如自来水) 以箭头-s所示方向流动。本实用的余氯监控系统1包括第一余氯检测装置IOO，位于所述 第一余氯检测装置100下游的第二余氯检测装置200，位于所述两个余氯检测装置(100， 200)之间的脱氯剂添加装置300，与上述两个余氯检测装置(100,200)和脱氯剂添加装置 300保持通信的控制装置500，以及与所述计算及控制装置500通信的流量控制装置400。 参考图2，在操作中，首先通过流量控制装置400(包括流量控制阀和流量计)来确 定进水流量并在计算及控制装置500中设定余氯设定值(步骤201);随后，第一余氯检测 装置100测定流体中的初始余氯含量(步骤202);计算及控制装置500将初始余氯含量与 设定值比较，根据所得差值和上述化学反应原理计算出待添加的脱氯剂的量(步骤203); 所述脱氯剂添加装置按计算出的量添加脱氯剂(步骤204);所述第二余氯检测装置200测 定流体中的最终余氯含量(步骤205);所述计算及控制装置500将最终余氯含量与设定值 比较，如果达到设定值则不再添加脱氯剂；如未达到，则用第二余氯检测装置200的实测值 代入上述步骤204并继续进行步骤(205)和步骤(206)，以进行二次调控，直至达到设定值 (步骤206)。 本领域技术人员可以理解，所述设定值可以为一个范围，例如0 0. 02mg/L。所述 两个余氯检测装置之间以及第二余氯检测装置和所述脱氯剂添加装置之间应保持合理的 距离，以得到更准确的结果并进行更准确地监控。 虽然本实用已经参考具体的实施方式进行描述，但是本领域技术人员通过阅读上 述描述后，将可以对本实用做出显而易见的改动和修饰，而不违背本实用的意图和本质。本 实用有意将这些改动和修饰包括在权利要求的范围内。
权利要求一种在线监控流体中余氯的系统，其包括第一余氯检测装置；设置在所述第一余氯检测装置下游的第二余氯检测装置；设置在所述第一余氯检测装置和所述第二余氯检测装置之间的脱氯剂添加装置；和与所述第一余氯检测装置、所述第二余氯检测装置和所述脱氯剂添加装置通信的计算及控制装置。
2. 权利要求1所述的系统，其特征在于，所述流体为液体。
3. 权利要求1所述的系统，其特征在于，所述流体为水源水、自来水厂工艺过程水和出厂水、管网水或城市污水处理厂出水。
4. 权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包含与所述计算及控制装置通信的流量控制装置。
5. 权利要求1所述的系统，其特征在于，所述脱氯剂添加装置为计量泵或蠕动泵。
专利摘要本实用提供的在线监控流体中余氯的系统包括第一余氯检测装置；设置在所述第一余氯检测装置下游的第二余氯检测装置；设置在所述第一余氯检测装置和所述第二余氯检测装置之间的脱氯剂添加装置；和与所述第一余氯检测装置、所述第二余氯检测装置和所述脱氯剂添加装置通信的计算及控制装置。本实用新型的系统通过对进水的流量和余氯浓度进行实时在线监测；通过计量泵或蠕动泵准确进行硫代硫酸钠的在线投加，然后在线测定加氯后水的余氯浓度，根据余氯浓度，反馈控制硫代硫酸钠的投加量，从而保证经过装置的水中余氯稳定在0～0.02mg/L之间，具有自动、准确、稳定、快速、在线去除水中余氯并保证硫代硫酸钠的浓度不对预警指示生物产生不良影响的优点。
文档编号C02F101/12GK201495125SQ20092006158
公开日2010年6月2日 申请日期2009年7月31日 优先权日2009年7月31日
发明者刘丽君, 宛如意, 尤作亮, 张金松, 赵建树 申请人:深圳市水务(集团)有限公司