折点氯化脱氨氮自动加药控制系统的制作方法

本实用新型属于环境工程水处理技术领域，具体涉及一种用于污水处理过程中进行折点氯化脱氨氮的自动加药控制系统。

背景技术：

目前，氨氮废水的处理以生物方法为主，物理化学方法为辅，生物法存在周期长、易受水体可生化性影响的弊端。随着污水排放标准的进一步提高，生物处理后的水中氨氮浓度有时难以稳定达标。因此，寻找一种成本低廉、工艺简单、效果好、周期短、稳定性好的低浓度氨氮处理方法成为废水深度处理研究的重点之一。

现阶段处理中低浓度氨氮废水的物理化学方法主要有折点氯化法、吸附法、膜分离法及氧化法等。其中，折点氯化法具有原理简单、反应速度快、氨氮去除效果好、建设成本低的优点，较适于中低浓度含氮废水的处理。折点氯化需要向污水中投入氯气或次氯酸钠，传统的投加方式是人工控制投加。

该方法是通过人工多次采集折点氯化池的进水，测得进水中的氨氮浓度，取平均值，根据化学计量的关系确定化学药剂投加量，然后将化学药剂通过加药泵投加至污水处理系统，实现脱氮。

在污水处理厂的实际运行过程中，折点氯化池进水氨氮浓度随系统总进水情况和前端处理单元的处理效果不断变化，采用传统的投加方式不能实时的根据进水情况改变药剂的投加量，一旦池中进水氨氮浓度变高，就会导致出水氨氮不达标；而当进水氨氮较低时又会造成药剂的浪费，增加成本，也会使水中的余氯增加，影响出水水质，对于折点氯化法脱氮如何准确控制加药量，使水中余氯含量维持在折点附近尚为难题。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种用于污水处理过程中进行折点氯化脱氨氮的自动加药控制系统。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种折点氯化脱氨氮的自动加药控制系统，能够很好的解决折点氯化法脱氮难以准确控制加药量在折点附近，影响折点氯化池脱氮效果的问题，实现在折点氯化脱氨氮过程中自动控制加药量，保证出水连续稳定达标。

为了实现上述目的，本实用新型一实施例提供的技术方案如下：

一实施例中，提供了一种折点氯化脱氨氮自动加药控制系统，与氯化池相连接，包括：

监测单元，设于氯化池的进水端和出水端，分别用于实时监测氯化池进水端的水体流量、ph值和氨氮浓度以及氯化池出水端的ph值和氨氮浓度；

控制单元，连接所述监测单元，获取所述监测单元的监测数据，计算药剂投加量并根据监测数据的变化控制加药单元实时调整药剂投加量；

加药单元，连接所述控制单元并与氯化池相连通，用于向氯化池投放药剂。

进一步的，所述控制单元用于计算药剂投加量具体包括，根据氯化池进水端水体流量和进水端氨氮浓度确定药剂加药量，公式为：

药剂投加量c＝1.3×1.5×74.5/17×(nh4⁺)·q，其中，药剂投加量c单位g/s；(nh4⁺)为氯化池进水端氨氮浓度，单位mg/l；q为氯化池进水端水体流量，单位l/s。

进一步的，所述控制单元根据监测数据的变化控制加药单元实时调整药剂投加量，具体包括，在一个周期内：

当所述监测单元监测的出水端氨氮浓度大于第一预设值且出水端ph值的变化呈现先减小后增大的趋势，则控制加药单元在药剂投加量c的数值上减少2-5％投放药剂；

当所述监测单元监测的出水端氨氮浓度大于第一预设值且出水端ph值的变化呈现逐渐减小或维持不变的趋势，则控制加药单元在药剂投加量c的数值上增加1-2％投放药剂；

当所述出水端氨氮出水浓度小于第二预设值，则控制加药单元在药剂投加量c的数值上减少1-2％投放药剂；

其余状态下控制药剂投加量c保持不变，其中，第一预设值大于第二预设值。

进一步的，所述一个周期为1h，所述第一预设值为4mg/l，所述第二预设值为3mg/l。

进一步的，还包括显示单元，所述显示单元连接所述控制单元，用于实时显示加药单元的加药情况和监测单元的监测数据。

进一步的，所述监测单元包括：

流量计，设于所述氯化池的进水端，用于监测进水端的水体流量；

氨氮取样泵，分别设于所述氯化池的进水端和出水端并与所述氯化池连通设置，用于从氯化池中取样至氨氮在线监测仪；

氨氮在线监测仪，连接所述氨氮取样泵，分别用于监测氯化池进水端和出水端的氨氮浓度；

ph监测计，分别设于所述氯化池的进水端和出水端，用于监测进水端和出水端的ph值。

进一步的，所述控制单元包括控制器，用于处理监测数据以及控制自动加药量。

进一步的，所述加药单元包括自动投药装置，所述自动投药装置包括加药桶以及与所述加药桶相连的计量泵，所述计量泵用于计量流经该计量泵的药剂流量。

进一步的，所述计量泵上设有流量控制阀门，所述流量控制阀门与控制单元电连接，用于控制药剂投加量。

进一步的，所述自动投药装置连通于所述氯化池的进水端。

进一步的，所述药剂为氯气或10％次氯酸钠溶液。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1、折点氯化脱氨氮过程中余氯变化与ph变化是相互关联的，本系统能通过ph的变化及时反应水中余氯情况，并判断加药量是否接近折点，提高加药量的准确性和可控性；

2、本系统在进水端和出水端设置氨氮在线监测仪，并通过显示器准确观察氨氮的去除情况，如有处理不达标情况，可以迅速修正加药量，保障出水达标。

3、由plc控制器处理监测数据，控制自动加药量，减少人工计算投加的工作量；

4、采用实时修正加药量的投加方式，保障出水稳定性，提高除氨氮的效率，节约运行成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一实施方式中一种折点氯化脱氨氮自动加药控制系统的流程结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细描述。但该等实施方式并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据该等实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。

参考图1所示，本实施例中提供了一种折点氯化脱氨氮自动加药控制系统，与氯化池相连接，包括监测单元、控制单元以及加药单元。

监测单元，设于氯化池的进水端和出水端，分别用于实时监测氯化池进水端的水体流量、ph值和氨氮浓度以及氯化池出水端的ph值和氨氮浓度，具体包括流量计1，氨氮进水在线监测取样泵2，氨氮进水在线监测仪3，ph进水在线监测计4，ph出水在线监测计5，氨氮出水在线监测取样泵6，氨氮出水在线监测仪7，流量计1设于折点氯化池进水管内，用于监测进水流量；ph进水在线监测计4设于折点氯化池进水端，监测进水ph值；氨氮进水在线监测取样泵2与氨氮进水在线监测仪3相连通，设于折点氯化池进水端并连通于折点氯化池，用于取样至氨氮进水在线监测仪3中监测进水氨氮浓度；ph出水在线监测计5设于折点氯化池出水端，用于监测出水ph值；氨氮出水在线监测取样泵6与氨氮出水在线监测仪7相连通，设于折点氯化池出水端并连通于折点氯化池，用于取样至氨氮出水在线监测仪7中监测出水氨氮浓度。

控制单元，连接监测单元，获取监测单元的监测数据，计算药剂投加量并根据监测数据的变化控制加药单元实时调整药剂投加量，具体包括plc控制器8，plc控制器8分别电连接或信号连接流量计1、氨氮进水在线监测仪3、ph进水在线监测计4、ph出水在线监测计5以及氨氮出水在线监测仪7，所有监测的数据上传至plc控制器8，进行数据计算处理。

加药单元，连接控制单元并与氯化池相连通，用于向氯化池投放药剂，具体包括自动投药装置9，自动投药装置9连通于折点氯化池的进水端，包括加药桶以及与加药桶相连的计量泵，计量泵用于计量流经该计量泵的药剂流量，计量泵上设有流量控制阀门，流量控制阀门与plc控制器8电连接，用于控制药剂投加量。

显示单元包括显示器10，与plc控制器8相连接，用于实时显示加药单元的加药情况和监测单元的监测数据。

其中，控制单元用于计算药剂投加量具体包括，根据氯化池进水端水体流量和进水端氨氮浓度确定药剂加药量，药剂为10％次氯酸钠溶液，公式为：

药剂投加量c＝1.3×1.5×74.5/17×(nh4⁺)·q，其中，药剂投加量c单位g/s；(nh4⁺)为折点氯化池进水端氨氮取样监测浓度，单位mg/l；q为氯化池进水端流量计1监测的水体流量，单位l/s。

折点氯化除氨氮的反应式是：

nh4⁺+1.5hocl→0.5n2+1.5h2o+2.5h⁺+1.5cl^-。

反应所需的次氯酸钠(摩尔质量74.5)与氨氮(摩尔质量17)的质量之比为1.5×74.5/17＝6.57。在实际应用中，次氯酸钠会被水中存在的其他还原性物质消耗，因此实际投加量应根据理论值乘以系数1.3。

控制单元根据监测数据的变化控制加药单元实时调整药剂投加量，具体包括，通过氨氮出水在线监测仪7、ph进水在线监测计4和ph出水在线监测计5对折点氯化池进出水端的ph变化进行监测，从而对投加量进行校核。折点氯化池进、出水ph值应在6-8之间，且出水ph应小于进水ph。以1h为一个周期，如果在一个周期内氨氮出水浓度大于4mg/l(gb18918-2002中的一级a标准对氨氮的要求为5mg/l)且出水ph变化呈先减小后增大的趋势，则修正药剂投加量，使其在上述公式计算值的基础上减少2-5％；如果氨氮出水浓度大于4mg/l且出水ph变化呈逐渐减小或维持不变的趋势，则修正药剂投加量，使其在上述公式计算值的基础上增加1-2％；如果氨氮出水浓度小于3mg/l，则修正药剂投加量，使其在上述公式计算值的基础上减少1-2％；其余状态下控制药剂投加量c保持不变。

通过采用上述技术方案，实现了折点氯化脱氨氮加药的自动控制。

折点氯化池通过本实用新型的折点氯化脱氨氮自动加药控制系统实现自动加药的药量控制。具体情况如下：污水处理厂折点氯化池位于生化处理之后，进水管自二沉池。进水管设流量计1，折点氯化池进水端设ph进水在线监测计4监测进水ph和氨氮进水在线监测取样泵2取样至氨氮进水在线监测仪3监测进水氨氮。折点氯化池出水端设ph出水在线监测计5监测出水ph，氨氮出水在线监测取样泵6取样至氨氮出水在线监测仪7中监测出水氨氮浓度。所有数据上传至plc控制器8处理后确定加药量，通过自动投加装置9连接一根加药管至折点氯化池进水端，加次氯酸钠溶液，显示器10显示加药情况和在线监测数据。

本实用新型的优点在于：

1、折点氯化脱氨氮过程中余氯变化与ph变化是相互关联的，本系统能通过ph的变化及时反应水中余氯情况，并判断加药量是否接近折点，提高加药量的准确性和可控性；

2、本系统在进水端和出水端设置氨氮在线监测仪，并通过显示器准确观察氨氮的去除情况，如有处理不达标情况，可以迅速修正加药量，保障出水达标。

3、由plc控制器处理监测数据，并通过控制自动投药装置上计量泵流量从而自动控制加药量，减少人工计算投加的工作量；

4、采用实时修正加药量的投加方式，保障出水稳定性，提高除氨氮的效率，节约运行成本。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施例加以描述，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。