一种反渗透装置的氧化还原电位精确控制方法及控制系统与流程

本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种反渗透装置的氧化还原电位精确控制方法及控制系统。

背景技术：

反渗透装置（ro）是将原水经过精细过滤器、颗粒活性碳过滤器、压缩活性碳过滤器等，再通过泵加压，利用孔径为1/10000μm（相当于大肠杆菌大小的1/6000，病毒的1/300）的反渗透膜（ro膜），使较高浓度的水变为低浓度水，同时将工业污染物、重金属、细菌、病毒等大量混入水中的杂质隔离，从而达到饮用规定的理化指标及卫生标准。反渗透装置应用膜分离技术，能有效地去除水中的带电离子、无机物、胶体微粒、细菌及有机物质等。是高纯水制备、苦咸水脱盐和废水处理工艺中的最佳设备。广泛用于电子、医药、食品、轻纺、化工、发电等领域。

氧化还原电位（orp）就是用来反映水溶液中所有物质表现出来的宏观氧化还原性。氧化还原电位越高，氧化性越强，氧化还原电位越低，还原性越强。电位为正表示溶液显示出一定的氧化性，为负则表示溶液显示出一定的还原性。

当前火力发电厂水处理系统普遍运用反渗透膜法（即采用反渗透装置）进行预脱盐，反渗透装置是一种以压力差为推动力，从溶液中分离出溶剂的膜分离装置，氧化还原电位（orp）是指反渗透装置正常运行时的一项控制指标。

由于反渗透膜材料主要为芳香聚酰胺膜，耐氯性很差，为避免膜氧化，设计时一般考虑添加还原剂，来调节反渗透装置内的氧化还原电位，以求达到既能避免反渗透进口的有机物、微生物滋生，又能防止反渗透膜的氧化的目的。

但是，由于原水水质变化，还有气温的变化，事实上无法通过简单的调试确保反渗透装置进口的orp控制在合适的范围内，目前还缺少一种控制精确度高、效率高的反渗透装置用氧化还原电位精确控制方法和系统（设备）。

基于上述情况，本发明提出了一种反渗透装置的氧化还原电位精确控制方法及控制系统，可有效解决以上问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种反渗透装置的氧化还原电位精确控制方法及控制系统。本发明的反渗透装置的氧化还原电位精确控制方法，可精确地将反渗透装置的进口处的orp控制在合适的范围（如250～300mv）内，从而既能避免反渗透装置的进口处的有机物、微生物滋生，又能防止反渗透膜的氧化，确保反渗透系统运行工况优良。

为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是：

一种反渗透装置的氧化还原电位精确控制方法，包括如下步骤：

s1、在反渗透系统的多介质过滤器的进口处设置第一在线氧化还原电位测定仪，升压泵的出口处设置次氯酸钠计量泵，通过控制次氯酸钠计量泵的频率或开度将多介质过滤器的进口处的orp控制在500～600mv；

s2、在反渗透系统的反渗透装置的进口处设置第二在线氧化还原电位测定仪，采用第二在线氧化还原电位测定仪测得的数值作为第一还原剂计量泵和第二还原剂计量泵的频率或开度的控制参数，具体如下：

s21、当反渗透装置的进口处orp小于250mv时，第一还原剂计量泵和第二还原剂计量泵均停止运行并发声光报警；

s22、当反渗透装置的进口处orp在250～300mv时，第一还原剂计量泵手动或自动调节频率或开度，使反渗透装置的进口处orp保持在250～300mv；

s23、当反渗透装置的进口处orp大于300～400mv时，增开第二还原剂计量泵，并发声光报警；

s24、当反渗透装置的进口处orp大于400mv时，反渗透装置停止运行，第一还原剂计量泵和第二还原剂计量泵继续加药，待orp低于400mv后重新启动；

其中，所述反渗透系统包括通过管路依次连通的增压泵、净水站、化学清水池、多介质过滤器和反渗透装置。

本发明的反渗透装置的氧化还原电位精确控制方法，可精确地将反渗透装置的进口处的orp控制在合适的范围（250～300mv）内，从而既能避免反渗透装置的进口处的有机物、微生物滋生，又能防止反渗透膜的氧化，确保反渗透系统运行工况优良。

一般按照余氯设定相对应的orp值控制。可以避免高温季节化学清水池的细菌或有机物滋生引起杀菌剂加药量不足，低温季节杀菌剂加药量过多。反渗透装置的进口处的orp数值和第一和第二还原剂计量泵联动，当orp过低时还原剂计量泵自动停运，防止还原剂加药过量引起反渗透膜污堵，当orp过高时增投第二还原剂计量泵，防止反渗透膜氧化，当orp过高时，保护停运反渗透装置，防止反渗透膜接触氧化剂时间过长。

本发明还提供一种基于前面所述的反渗透装置的氧化还原电位精确控制方法的反渗透装置的氧化还原电位精确控制系统，包括次氯酸钠计量泵、第一还原剂计量泵、第二还原剂计量泵、第一在线氧化还原电位测定仪、第二在线氧化还原电位测定仪和泵控制器，用于精确控制反渗透装置的进口处的orp，确保反渗透系统运行工况优良；

所述增压泵的出口处还与次氯酸钠计量泵相连通；

所述多介质过滤器的进口处设置有第一在线氧化还原电位测定仪；

所述多介质过滤器和反渗透装置之间的管路还与第一还原剂计量泵和第二还原剂计量泵相连通；

所述反渗透装置的进口处设置有第二在线氧化还原电位测定仪；

所述次氯酸钠计量泵、第一还原剂计量泵和第二还原剂计量泵均与泵控制器电连接；

所述泵控制器用于分别控制所述次氯酸钠计量泵、第一还原剂计量泵和第二还原剂计量泵的工作频率或开度；

所述净水站用于对原水进行预处理，降低浊度，处理后送入化学清水池暂存，得到低浊度溶液；

所述多介质过滤器用于将低浊度溶液进行预脱盐，得到低盐浓度溶液，以减轻所述反渗透装置的工作负荷。

本发明通过在多介质过滤器的进口处增设第一在线氧化还原电位测定仪（第一orp表）监控净水站原水杀菌效果，同时可稳定进入反渗透装置内溶液的orp，增加反渗透系统运行的稳定性，减少第一还原剂计量泵和第二还原剂计量泵加药量的大幅变动，从而能更容易地精确控制反渗透装置的进口处的orp。

反渗透装置内溶液的orp控制过低，反渗透膜容易产生有机物污染，orp控制过高，反渗透膜易氧化；发明通过在反渗透装置的进口处设置第二在线氧化还原电位测定仪（第二orp表）实时监控，进入反渗透装置内溶液的orp，通过泵控制器准确控制第一还原剂计量泵和第二还原剂计量泵加药，防止还原剂加药量过少或过多，从而避免反渗透膜氧化或被污染。

本发明适用于水处理常见的反渗透系统，不适用于水质波动大的废水处理系统。

优选的，所述泵控制器包括依次电连接的第一加法器、第一差值计数电路和第一pid控制器，和依次电连接的第二加法器、第二差值计数电路和第二pid控制器；

所述第一pid控制器的输出端与所述次氯酸钠计量泵电连接；所述第一加法器的输入端与所述第一在线氧化还原电位测定仪电连接；

所述第二差值计数电路的输入端还与声光报警电路和反渗透装置运行控制开关分别电连接；所述第二pid控制器的输出端与所述第一还原剂计量泵和第二还原剂计量泵分别电连接；所述第二加法器的输入端与所述第二在线氧化还原电位测定仪电连接。

由于以上结构，本发明的第一还原剂计量泵和第二还原剂计量泵和第二在线氧化还原电位测定仪数值可实现联动，进而实时控制所述第一还原剂计量泵和第二还原剂计量泵的工作频率或开度，可更加有效地防止还原剂加药量过少或过多，从而避免反渗透膜氧化或被污染，而且是自动控制，节省人力成本。同理，次氯酸钠的加药量亦可实现联动，更好地确保本发明的反渗透系统运行稳定。需要时，还可发出警报或自动停止反渗透装置的运行，从而更好地确保本发明的反渗透系统的安全运行，方便检修。

优选的，所述声光报警电路包括蜂鸣器和led指示灯。

优选的，所述反渗透系统还包括用于实时监测所述化学清水池内低浊度溶液中的余氯含量的余氯在线分析仪。

余氯在线分析仪实时监测所述化学清水池内低浊度溶液中的余氯含量，余氯含量是避免反渗透膜氧化或被污染的关键，本发明是通过orp的控制最终实现余氯含量的控制，从而避免反渗透膜氧化或被污染，orp的控制灵敏、精确，因此，保证了反渗透系统运行工况优良。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本发明的反渗透装置的氧化还原电位精确控制方法，可精确地将反渗透装置的进口处的orp控制在合适的范围（250～300mv）内，从而既能避免反渗透装置的进口处的有机物、微生物滋生，又能防止反渗透膜的氧化，确保反渗透系统运行工况优良。

一般按照余氯设定相对应的orp值控制。可以避免高温季节化学清水池的细菌或有机物滋生引起杀菌剂加药量不足，低温季节杀菌剂加药量过多。反渗透装置的进口处的orp数值和第一和第二还原剂计量泵联动，当orp过低时还原剂计量泵自动停运，防止还原剂加药过量引起反渗透膜污堵，当orp过高时增投第二还原剂计量泵，防止反渗透膜氧化，当orp过高时，保护停运反渗透装置，防止反渗透膜接触氧化剂时间过长。

本发明通过在多介质过滤器的进口处增设第一在线氧化还原电位测定仪（第一orp表）监控净水站原水杀菌效果，同时可稳定进入反渗透装置内溶液的orp，增加反渗透系统运行的稳定性，减少第一还原剂计量泵和第二还原剂计量泵加药量的大幅变动，从而能更容易地精确控制反渗透装置的进口处的orp。

反渗透装置内溶液的orp控制过低，反渗透膜容易产生有机物污染，orp控制过高，反渗透膜易氧化；发明通过在反渗透装置的进口处设置第二在线氧化还原电位测定仪（第二orp表）实时监控，进入反渗透装置内溶液的orp，通过泵控制器准确控制第一还原剂计量泵和第二还原剂计量泵加药，防止还原剂加药量过少或过多，从而避免反渗透膜氧化或被污染。

本发明所述泵控制器包括依次电连接的第一加法器、第一差值计数电路和第一pid控制器，和依次电连接的第二加法器、第二差值计数电路和第二pid控制器；所述第一pid控制器的输出端与所述次氯酸钠计量泵电连接；所述第一加法器的输入端与所述第一在线氧化还原电位测定仪电连接；所述第二差值计数电路的输入端还与声光报警电路和反渗透装置运行控制开关分别电连接；所述第二pid控制器的输出端与所述第一还原剂计量泵和第二还原剂计量泵分别电连接；所述第二加法器的输入端与所述第二在线氧化还原电位测定仪电连接，使得本发明的第一还原剂计量泵和第二还原剂计量泵和第二在线氧化还原电位测定仪数值可实现联动，进而实时控制所述第一还原剂计量泵和第二还原剂计量泵的工作频率或开度，可更加有效地防止还原剂加药量过少或过多，从而避免反渗透膜氧化或被污染，而且是自动控制，节省人力成本。同理，次氯酸钠的加药量亦可实现联动，更好地确保本发明的反渗透系统运行稳定。需要时，还可发出警报或自动停止反渗透装置的运行，从而更好地确保本发明的反渗透系统的安全运行，方便检修。

附图说明

图1为本发明所述反渗透系统的结构示意图；

图2为本发明所述控制系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是不能理解为对本专利的限制。

本发明中所述次氯酸钠计量泵、第一还原剂计量泵、第二还原剂计量泵、第一在线氧化还原电位测定仪、第二在线氧化还原电位测定仪和泵控制器，净水站、化学清水池、多介质过滤器和反渗透装置等技术特征（本发明的组成单元/元件），如无特殊说明，均从常规商业途径获得，或以常规方法制得，其具体结构、工作原理以及可能涉及到的控制方式、空间布置方式采用本领域的常规选择即可，不应被视为本发明的创新点所在，对于本领域技术人员来说，是可以理解的，本发明专利不做进一步具体展开详述。

实施例1：

一种反渗透装置的氧化还原电位精确控制方法，包括如下步骤：

s1、在反渗透系统的多介质过滤器的进口处设置第一在线氧化还原电位测定仪，升压泵的出口处设置次氯酸钠计量泵，通过控制次氯酸钠计量泵的频率或开度将多介质过滤器的进口处的orp控制在500～600mv；

s2、在反渗透系统的反渗透装置的进口处设置第二在线氧化还原电位测定仪，采用第二在线氧化还原电位测定仪测得的数值作为第一还原剂计量泵和第二还原剂计量泵的频率或开度的控制参数，具体如下：

s21、当反渗透装置的进口处orp小于250mv时，第一还原剂计量泵和第二还原剂计量泵均停止运行并发声光报警；

s22、当反渗透装置的进口处orp在250～300mv时，第一还原剂计量泵手动或自动调节频率或开度，使反渗透装置的进口处orp保持在250～300mv；

s23、当反渗透装置的进口处orp大于300～400mv时，增开第二还原剂计量泵，并发声光报警；

s24、当反渗透装置的进口处orp大于400mv时，反渗透装置停止运行，第一还原剂计量泵和第二还原剂计量泵继续加药，待orp低于400mv后重新启动；

其中，所述反渗透系统包括通过管路依次连通的增压泵101、净水站102、化学清水池103、多介质过滤器104和反渗透装置105。

实施例2：

一种反渗透装置的氧化还原电位精确控制方法，包括如下步骤：

s1、在反渗透系统的多介质过滤器的进口处设置第一在线氧化还原电位测定仪，升压泵的出口处设置次氯酸钠计量泵，通过控制次氯酸钠计量泵的频率或开度将多介质过滤器的进口处的orp控制在500～600mv；

将多介质过滤器的进口处的orp控制在500～600mv，既能避免多介质过滤器的进口处及内部的有机物、微生物滋生，又能防止多介质过滤器的氧化受损，确保良好的预脱盐效果。

、在反渗透系统的反渗透装置的进口处设置第二在线氧化还原电位测定仪，采用第二在线氧化还原电位测定仪测得的数值作为第一还原剂计量泵和第二还原剂计量泵的频率或开度的控制参数，具体如下：

s21、当反渗透装置的进口处orp小于250mv时，第一还原剂计量泵和第二还原剂计量泵均停止运行并发声光报警；

s22、当反渗透装置的进口处orp在250～300mv时，第一还原剂计量泵手动或自动调节频率或开度，使反渗透装置的进口处orp保持在250～300mv；

s23、当反渗透装置的进口处orp大于300～400mv时，增开第二还原剂计量泵，并发声光报警；

加大还原剂的加药量，可快速降低反渗透装置的进口处orp。

、当反渗透装置的进口处orp大于400mv时，反渗透装置停止运行，第一还原剂计量泵和第二还原剂计量泵继续加药，待orp低于400mv后重新启动；

反渗透装置停止运行，起到保护作用，第一还原剂计量泵和第二还原剂计量泵继续加药，可快速降低反渗透装置的进口处orp，待其恢复正常再后重新启动运行，并持续调节。

其中，所述反渗透系统包括通过管路依次连通的增压泵101、净水站102、化学清水池103、多介质过滤器104和反渗透装置105。

进一步地，在另一个实施例中，参考图1至2所示，提供一种基于前面所述的反渗透装置的氧化还原电位精确控制方法的反渗透装置的氧化还原电位精确控制系统，其特征在于，包括次氯酸钠计量泵41、第一还原剂计量泵42、第二还原剂计量泵43、第一在线氧化还原电位测定仪71、第二在线氧化还原电位测定仪72和泵控制器，用于精确控制反渗透装置的进口处的orp，确保反渗透系统运行工况优良；

所述增压泵101的出口处还与次氯酸钠计量泵41相连通；

所述多介质过滤器104的进口处设置有第一在线氧化还原电位测定仪71；

所述多介质过滤器104和反渗透装置105之间的管路还与第一还原剂计量泵42和第二还原剂计量泵43相连通；

所述反渗透装置105的进口处设置有第二在线氧化还原电位测定仪72；

所述次氯酸钠计量泵41、第一还原剂计量泵42和第二还原剂计量泵43均与泵控制器电连接；

所述泵控制器用于分别控制所述次氯酸钠计量泵41、第一还原剂计量泵42和第二还原剂计量泵43的工作频率或开度；

这里的泵控制器可以是本领域常用的泵控制器。在实际应用中，本领域的技术人员可根据第一在线氧化还原电位测定仪71和第二在线氧化还原电位测定仪72实时读数，通过泵控制器分别控制（包括手动控制和自动控制）所述次氯酸钠计量泵41、第一还原剂计量泵42和第二还原剂计量泵43的工作频率或开度，进而使第一在线氧化还原电位测定仪71和第二在线氧化还原电位测定仪72所在位置的orp控制在所需的范围内。

所述净水站102用于对原水进行预处理，降低浊度，处理后送入化学清水池103暂存，得到低浊度溶液；

所述多介质过滤器104用于将低浊度溶液进行预脱盐，得到低盐浓度溶液，以减轻所述反渗透装置105的工作负荷。

进一步地，在另一个实施例中，所述泵控制器包括依次电连接的第一加法器11、第一差值计数电路21和第一pid控制器31，和依次电连接的第二加法器12、第二差值计数电路22和第二pid控制器32；

所述第一pid控制器31的输出端与所述次氯酸钠计量泵41电连接；所述第一加法器11的输入端与所述第一在线氧化还原电位测定仪71电连接；

所述第二差值计数电路22的输入端还与声光报警电路5和反渗透装置运行控制开关6分别电连接；所述第二pid控制器32的输出端与所述第一还原剂计量泵42和第二还原剂计量泵43分别电连接；所述第二加法器11的输入端与所述第二在线氧化还原电位测定仪72电连接。

使用时，所述第二加法器12根据所述第二在线氧化还原电位测定仪（72）和输入的第二orp设定值输出orp偏差量，所述第二差值计数电路22根据orp偏差量输出orp控制量，且判断orp控制量的范围并对应输出给声光报警电路5、反渗透装置运行控制开关6或第二pid控制器32，如，在某一范围时，第二pid控制器32根据控制量输出执行量，控制所述第一还原剂计量泵42和第二还原剂计量泵43的频率或开度，实现联动；小于某一合理范围时，第二pid控制器32控制所述第一还原剂计量泵42和第二还原剂计量泵43停止工作，声光报警电路5发出警报；大于某一合理范围时，反渗透装置运行控制开关6断开，使反渗透装置停止运行，第二pid控制器32控制所述第一还原剂计量泵42和第二还原剂计量泵43继续工作，并加大还原剂的剂量，等重新达到某一范围时，在重新启动，并继续前述联动工作（在实际应用在，必要时可在该区域的管路上增加缓冲容器，给调整orp提供更大的空间需求）。

进一步地，在另一个实施例中，所述声光报警电路5包括蜂鸣器和led指示灯。

进一步地，在另一个实施例中，所述反渗透系统还包括用于实时监测所述化学清水池103内低浊度溶液中的余氯含量的余氯在线分析仪73。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。