专利名称：处理印染废水的自动控制电解系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于污水处理技术领域，具体涉及一种处理印染废水的自动控制电解 系统，适用于印染废水的预处理和深度处理及回用。
背景技术：
印染废水中含有染料、助剂、油剂、酸碱物质、纤维杂质及无机盐等物质，具有排污 量大、色度深、COD高、杂质含量高的特点。随着季节、生产品种及市场需求、加工工艺的不同 印染废水中污染物成分变化极大。同时，由于染料朝着多样化、抗光解、抗氧化和抗生物降 解的方向发展，PVA浆料、表面活性剂和新型助剂等难生物降解有机物的大量使用，使印染 废水成为难降解有机废水。印染废水排入受纳水体后，残留的染料分子能够吸收光线，降低 水体透明度，影响水生生物和微生物的生长，不利于水体自净，同时造成视觉污染。废水所 含有害物质对人体、动植物、生态环境的污染危害相当大，严重影响人类健康和生态平衡。 现行的印染废水处理方法有生物法、物理法、化学法和物理化学法等。一般单一 的处理方法无法保证处理后出水水质达到国家的排放标准，因此，普遍采用两种或两种以 上工艺相结合的方法来改善废水处理效果。电化学法属于化学法中的一种方法，可用在生 物法前对废水进行预处理，或者对二级出水进行深度进行，使废水达标排放或者回用。电化 学法具有环境兼容性、通用性、处理效率高、停留时间短、选择性好、设备简单、易于实现自 动化和操作容易等优点，是近些年来废水处理研究的热点。目前，电化学法采用的装置比较 简单，主要由电解槽、整流器和检测参数单一的在线检测装置组成。由于印染废水水质水量 变化极大，单靠技术人员的经验来调节电解参数，将无法依据废水水质的实时变化情况和 处理效果在线调整运行参数，从而无法保证处理后出水水质稳定且最大限度降低电能耗。 专利号为200720078494.0、名称为“自适应脉冲电解装置”的实用新型专利公开了一种自适 应脉冲电解装置，该装置根据污水的电导率采用不同的电解参数，并用脉冲电流进行电解 污水。该装置的不足之处在于只有单一的在线检测装置，无法根据废水污染程度的变化情 况及处理后效果，实时调整电解参数。
发明内容为克服上述现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种根据进水水 质实时变化情况采取不同电解参数的处理印染废水的自动控制电解系统。为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案一种处理印染废水的自动控制 电解系统，主要由计量泵、若干个电磁阀、电解槽、整流器、若干个在线监测装置和一个可以 与上位机进行通讯的PLC控制器组成；其中计量泵与电解槽通过管道连接，印染废水由计 量泵流入，再进入电解槽进行电解，电解后排出；电磁阀与管道连接，用于控制酸溶液、氯化 钠溶液和碱溶液的流入，从而调整印染废水电解前的PH值、氯离子浓度和电解后出水的pH 值；整流器与电解槽连接，整流器控制电解槽电流大小；在线监测装置的探测头主要位于 电解槽内，在线监测装置监测得到的值反馈到PLC控制器后，PLC控制器根据预设参数控制计量泵、电磁阀和整流器的运行；所述的计量泵由PLC控制器根据在线监测装置监测进水的COD(化学需氧量)的 反馈结果，实时调节废水的进水量；所述的电磁阀包含用于控制酸溶液的电磁阀、用于控制碱溶液的电磁阀、用于控 制氯化钠溶液的电磁阀和用于控制废水排空的电磁阀；电磁阀由PLC控制器根据在线监测 装置监测电解槽中相应水质参数反馈结果，实时调整加以控制酸溶液、碱溶液和氯化钠溶 液的流入以及废水的排空；用于控制酸溶液的电磁阀和用于控制氯化钠溶液的电磁阀设置 于 计量泵和电解槽之间，用于调整印染废水电解前的PH值和氯离子浓度；用于控制碱溶液 的电磁阀设置于电解槽出水口处，用于调整经过电解处理后的废水的PH值；用于控制废水 排空的电磁阀与电解槽进水区底部的排空口连接，用于系统运行时控制废水在电解槽中的 水位处于正常水位和停车时及时将电解槽内废水排空，起保护电解系统安全的作用；所述电解槽包含进水区、电极组和出水区，电极组位于进水区和出水区之间，电极 组由网状电极构成；进水区设有进水槽、溢流堰和穿孔整流墙，以保证废水在电解槽中水力 分布均勻；出水区在进水区的正对面，设有挡流板和集水槽，挡流板用于阻挡浮渣，集水槽 的底部设置出水口，通过溢流形式排水，出水量可以通过控制计量泵的进水进行调节；进水 区的底部设有排空口，排空口接有电磁阀，由PLC控制器控制；所述整流器由PLC控制器根据在线监测装置监测进水的COD值的反馈结果，实时 调整其输出电流大小，控制电解的效果；所述的在线监测装置用于监测废水的PH值、COD、氯离子浓度以及废水在电解槽 的水位。因此，在线监测装置至少包括一个COD在线监测仪、一个液位监测仪、两个pH在 线监测仪和一个在线氯离子监测仪；其中一个PH在线监测仪用于监测电解槽进水区的废 水PH值，另一个pH在线监测仪用于监测经过电解槽处理的废水pH值；COD在线监测仪对 进入电解槽的废水COD值进行实时监测，并将结果反馈至PLC控制器中，与预设的参考值进 行比较后控制计量泵、电磁阀和整流器进行工作，并且实时调节预设的参考值，优化整个废 水电解过程；液位监测仪实时监测电解槽中水位的变化情况，将检测结果反馈至PLC控制 器中，与PLC控制器中预设的参考值进行比较，控制计量泵、整流器和连接于电解槽排空口 的电磁阀的运行；当电解槽中水位超过最高水位时，PLC控制器发出满水报警，命令计量泵 停车，同时打开连接于电解槽排空口的电磁阀进行排空；当电解槽中水位低于最低水位时， PLC控制器发出缺水报警，命令计量泵启动，同时切断整流器电源；在线氯离子监测仪用于 监测电解槽进水氯离子浓度，将检测结果反馈至PLC控制器中，与预设的参考值进行比较， 然后PLC控制器发出指令，用于控制氯化钠溶液的电磁阀执行相应工作；所述的PLC控制器接收在线监测装置对废水水质监测的结果，将该结果与预设参 考值比较后控制计量泵、电磁阀和整流器进行工作，而且根据COD在线监测结果实时调整 预设的参考值，即是PLC中预存有一系列与进水COD值对应的电解工艺数据，当系统运行 时，首先COD在线监测仪将实时监测的结果反馈到PLC中，并在PLC中查找对应的电解工艺 数据，根据这些对应的电解工艺数据，PLC实时调整预设的进水流量、电解电流、pH和氯离 子浓度参数，然后系统再通过这些预设参数控制计量泵、电磁阀和整流器进行工作；同时， PLC控制器具有与上位机通讯的功能，可以将所述电解系统运行的参数上传至上位机，并且 接收上位机下达的任务；[0012]所述处理印染废水的自动控制电解系统还包含管道混合器，管道混合器设置于控 制氯化钠溶液、酸溶液和碱溶液的下游，用于将废水分别与氯化钠溶液、酸溶液或碱溶液混 合均勻；使用管道混合器代替传统的混合池，从而减少土建工程投资；所述处理印染废水的自动控制电解系统，还包括流量计，流量计与电解槽的进水 口连接，用于观察进入电解槽的液体的量。本实用新型的原理本实用新型采用原位电生成活性氯进行废水处理，废水pH值 对电解效果的影响很大，通常情况下，在酸性条件下电解效果最佳；因此，废水进入电解槽 前先与稀酸液混合，电解后用稀碱液将其中和。在电解槽进水区，PH监测仪在线监测进水 的PH值，将测得结果反馈至PLC控制器中，与预设的参考值进行比较后控制与装有酸溶液 容器的出液口连接的电磁阀执行工作，保证电解槽中废水酸度保持恒定。废水经过电解槽 处理后，再由PH监测仪在线监测出水的pH值，将测得结果反馈至PLC控制器中，与预设的 参考值进行比较后控制与装有碱溶液容器的出液口连接的电磁阀执行相应工作，调节处理 后的废水的PH值，然后排出。本实用新型所述处理印染废水的自动控制电解系统基于在线 监测进水水质的变化情况，实时调整电解参数，控制相应的执行机构进行工作，优化整个电 解过程，即是电解电流的大小可以根据在线COD监测仪实时监测的结果进行调整，当COD值 大时，电解电流增大，当COD值小时，电解电流减小，最大限度减小电解过程伴随的副反应， 从而保证处理后出水水质稳定且最大限度降低电能耗，而且操作简单。本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果 (1)本实用新型所述处理印染废水的自动控制电解系统运行全过程自动化，无需 人工干预；具有报警和自我保护功能，安全性能高，维护费低。(2)本实用新型所述处理印染废水的自动控制电解系统能够根据进水水质变化情 况实时调整电解参数，进水流量以及酸溶液、碱溶液和氯化钠溶液的用量控制准确、可靠， 因此提高了废水处理的质量，降低了废水处理的运行成本。(3)本实用新型所述处理印染废水的自动控制电解系统在整体结构不变的情况 下，通过调整预设参考值和更换药品品种(如酸溶液、碱溶液、电解质溶液和一些催化剂溶 液)，从而能满足印染废水、垃圾渗滤液、焦化废水和生活污水的处理要求。(4)本实用新型所述处理印染废水的自动控制电解系统可作为预处理，也可用于 废水的浓度处理，与其他各种处理工艺相容性好。(5)本实用新型所述处理印染废水的自动控制电解系统不需要混合池，土建工程 投资小。
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细的描述，但本实用新型的实施 方式不限于此。如图1所示，本实用新型自动控制电解系统主要包括计量泵1，与盐水高位池连 接的电磁阀3(简称盐水阀3)、与酸液高位池连接的电磁阀4(简称酸液阀4)、与碱液高位池连接的电磁阀15(简称碱液阀15)、与设置于电解槽进水区底部的排空口连接的电磁阀 16 (简称排空阀16)，与盐水阀3和酸液阀4连接的管道混合器5、与碱液阀15连接的管道 混合器14，电解槽7，整流器20，监测电解槽进水区废水COD值的在线监测装置17、监测电 解槽进水区废水PH值的在线监测装置18、监测电解槽进水区废水氯离子浓度的在线监测 装置19、监测电解槽水位的在线监测装置21、监测经过电解槽处理的废水pH值的在线监测 装置22和一个可以与上位机进行通讯的PLC控制器23。整个电解系统中所有的预设参数 包括计量泵的进水流量，电解前废水的PH值、氯化钠浓度、电解电流，电解槽中液位高度 和电解后废水的PH值。其中，电解槽中液位高度和电解后废水的pH值两个预设参数为固 定预设参数，不随进水COD值的变化而做调整；计量泵的进水流量，电解前废水的pH值、氯 化钠浓度和电解电流四个预设参数根据COD在线监测仪监测反馈到PLC的结果实时调整， 即是PLC中预存有一系列与进水COD值对应的电解工艺数据，当系统运行时，首先COD在线 监测仪将实时监测的结果反馈到PLC中，并在PLC中查找对应的电解工艺数据，根据这些对 应的电解工艺数据，PLC实时调整预设的进水流量、电解电流、进水pH和氯离子浓度参数， 然后系统再通过这些预设参数控制计量泵、电磁阀和整流器进行工作。计量泵1依次与四通 连接器2、管道混合器5、流量计6和电解槽进水口 27相连，电 解槽出水口 28接有管道混合器14，碱液阀15连接于管道混合器14支管上。四通连接器2 上剩余两个接头分别装有盐水阀3和酸液阀4。其中，电解槽7上部设有进水区24和出水 区25，底部设有排空口 26，电极组11由网状电极构成。进水区24设有进水槽8、溢流堰9 和穿孔整流墙10，以保证废水在电解槽中水力分布均勻；出水区25在进水区24的正对面， 设有挡流板12和集水槽13，挡流板12用于阻挡浮渣，集水槽13液面与电解槽内液面具有 30cm的落差；排空口 26在进水区24正下方，接有排空阀16，用于系统运行时控制废水在电 解槽中的水位处于正常水位和停车时及时将电解槽内废水排空，起保护电解系统安全的作 用。四通连接器2接受计量泵1泵入的污水、盐水高位池输入的浓盐水和酸液高位池 输入的稀酸液先注入管道混合器5中混合均勻，然后送入电解槽7中进行电解。电解处理 后出水经电解槽出水口 28流入管道混合器14中，与碱液池输入的稀碱液混合，发生中和反 应，出水进行排放或进入下一处理工艺。COD在线监测仪17安装在电解槽进水区24中，对进入电解槽7的废水水质COD值 进行实时监测，并将结果反馈至PLC控制器23中。PLC控制器23中预存有一系列与进水 COD值对应的电解工艺参数。当系统运行时，首先COD在线监测仪17将实时监测的结果反 馈到PLC控制器23中，并在PLC控制器23中查找对应的电解工艺参数。根据这些对应的 电解工艺参数，PLC实时调整预设的进水流量、电解电流、pH值和氯离子浓度参数，然后系 统再通过这些预设参数控制计量泵1、盐水阀3、酸液阀4和整流器20执行相应的工作。液位监测仪21用于保证电解系统工作时电解槽7内的水位处于正常水平，保护电 解系统的安全。液位监测仪21实时监测电解槽7中水位的变化情况，将检测结果反馈至PLC 控制器23中，与PLC控制器23中预设的参考值进行比较，控制计量泵1和整流器20的运 行。当电解槽7中水位超过最高水位时，PLC控制器23发出满水报警，命令计量泵1停车， 并且打开排空阀16进行排空；当电解槽7中水位低于最低水位时，PLC控制器23发出缺水 报警，命令计量泵1启动，同时切断整流器20电源。[0028]采用原位电生成活性氯进行废水处理时，废水pH值对电解效果的影响很大，通常 情况下，在酸性条件下电解效果最佳。因此，废水进入电解槽前先与稀酸液混合，电解后用 稀碱液将其中和。PH值在线监测仪18(ρΗ1)安装在电解槽进水区在线监测进入电解槽的废 水PH值，将测得结果反馈至PLC控制器23中，与预设的参考值进行比较后控制酸液阀4执 行相应工作，保证电解槽中废水酸度保持恒定。当PH值高于预设的参考值时，酸液阀4打 开，酸液高位池里的稀酸液通过管道流入四通连接器2中，在管道混合器5中与废水混合均 勻后进入电解槽7进行电解。若pH值低于预设的参考值时，酸液阀4关闭，用刚泵入的污 水稀释电解槽7内的污水，使电解槽7内的pH值升高。pH值在线监测仪22 (pH2)安装在管 道混器14的出水口 29处，在线监测电解槽7出水的pH值，将测得的结果反馈至PLC控制 器中，与预设的参考 值进行比较后控制碱液阀15执行相应工作。当pH值低于预设的参考 值时，碱液阀15打开，碱液高位池里的稀碱液通过管道流入管道混合器14中，在管道混合 器14中与废水混合发生中和反应，然后排放。当pH值高于预设的参考值时，碱液阀15关 闭，减小碱液的用量，使排放出水PH达标。在线氯离子监测仪19(pCl)安装在电解槽7的进水区24，用于在线监测电解槽中 废水中氯离子的浓度，将检测结果反馈至PLC控制器23中，与预设的参考值进行比较，然后 控制盐水阀3执行相应工作。当氯离子浓度低于预设的参考值时，盐水阀3打开，盐水高位 池里的浓盐水通过管道流入四通连接器2中，在管道混合器5中与废水混合均勻后进入电 解槽7进行电解。当氯离子浓度高于预设的参考值时，盐水阀3关闭，用刚泵入的污水稀释 电解槽7内的污水，使电解槽7内的氯离子浓度降低。上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述 实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替 代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求一种处理印染废水的自动控制电解系统，其特征在于所述处理印染废水的自动控制电解系统主要由用于控制液体进量的计量泵、电磁阀、电解槽、用于调整输出电流大小的整流器、在线监测装置和一个可以与上位机进行通讯的PLC控制器组成；其中用于控制液体进量的计量泵与电解槽通过管道连接，用于调整输出电流大小的整流器与电解槽连接；在线监测装置的探测头主要位于电解槽内，在线监测装置监测得到的值反馈到PLC控制器后，PLC控制器根据预设参数控制计量泵、电磁阀和整流器的运行；所述电磁阀包含用于控制碱溶液的电磁阀、用于控制酸溶液的电磁阀和用于控制氯化钠溶液的电磁阀；用于控制酸溶液的电磁阀和用于控制氯化钠溶液的电磁阀设置于电解槽的进水口之前；用于控制碱溶液的电磁阀设置于电解槽出水口处。
2.根据权利要求1所述处理印染废水的自动控制电解系统，其特征在于所述用于控 制酸溶液的电磁阀和所述用于控制氯化钠溶液的电磁阀设置于计量泵和电解槽之间。
3.根据权利要求1所述处理印染废水的自动控制电解系统，其特征在于所述电解槽 包含进水区、电极组和出水区，电极组位于进水区和出水区之间，电极组由网状电极构成； 进水区设有进水槽、溢流堰和穿孔整流墙；出水区在进水区的正对面，设有挡流板和集水 槽；进水区的底部设有排空口。
4.根据权利要求3所述处理印染废水的自动控制电解系统，其特征在于所述的排空 口与用于控制废水排空的电磁阀连接。
5.根据权利要求1所述处理印染废水的自动控制电解系统，其特征在于所述的在线 监测装置至少包括一个用于监测未电解前的废水COD的COD在线监测仪、一个用于监测电 解槽水位的液位监测仪、一个用于监测电解槽进水区的废水PH值的pH在线监测仪、一个用 于监测经过电解槽处理的废水pH值的pH在线监测仪和一个在线氯离子监测仪；所述COD在线监测仪将结果反馈至PLC控制器中，与预设的参考值进行比较后控制计 量泵、电磁阀和整流器进行工作；所述液位监测仪实时将监测结果反馈至PLC控制器中，与PLC控制器中预设的参考值 进行比较，控制计量泵、整流器和连接于电解槽排空口的电磁阀的运行；所述在线氯离子监测仪将监测结果反馈至PLC控制器中，与预设的参考值进行比较， 然后PLC控制器发出指令，用于控制氯化钠溶液的电磁阀执行相应工作。
6.根据权利要求1 5任一项所述处理印染废水的自动控制电解系统，其特征在于 所述处理印染废水的自动控制电解系统还包含用于液体混合的管道混合器，用于液体混合 的管道混合器设置于氯化钠溶液、酸溶液和碱溶液的下游。
7.根据权利要求6所述处理印染废水的自动控制电解系统，其特征在于所述处理印 染废水的自动控制电解系统，还包括用于观察进入电解槽的液体的量的流量计，流量计与 电解槽的进水口连接。
专利摘要本实用新型公开了一种处理印染废水的自动控制电解系统。该自动控制电解系统主要由计量泵、电磁阀、电解槽、整流器、在线监测装置和一个可以与上位机进行通讯的PLC控制器组成；其中计量泵与电解槽通过管道依次连接，电磁阀主要位于管道上，整流器与电解槽连接；在线监测装置的探测头主要位于电解槽内，在线监测装置监测得到的值反馈到PLC控制器后，PLC控制器根据预设参数控制计量泵、电磁阀和整流器的运行。本实用新型所述处理印染废水的自动控制电解系统基于在线监测进水水质的变化情况，实时调整电解参数，控制相应的执行机构进行工作，优化整个电解过程，从而保证处理后出水水质稳定且最大限度降低电能耗，而且运行全过程自动化，无需人工干预，操作简单。
文档编号C02F1/461GK201729694SQ20102020976
公开日2011年2月2日 申请日期2010年5月24日 优先权日2010年5月24日
发明者吕春燕, 徐宏康, 李伟善, 杨洁, 梁汝广, 章锐芬, 谭春林 申请人:华南师范大学;东莞市鸿捷环保科技有限公司