一种管材真空热处理废水自动处理方法与流程

本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种管材真空热处理废水自动处理方法。

背景技术：

钛、锆管材由于钛、锆材的化学活性较高，一般要进行真空热处理，真空热处理前一般需要进行除油、酸洗，使其表面洁净。

钛、锆管材酸洗时的常见的酸液主要成分为氢氟酸(hf)和硝酸(hno3)。酸洗时采用氢氟酸(hf)主要是利用氢氟酸(hf)的强腐蚀性，采用硝酸(hno3)的主要目的是利用硝酸(hno3)的强氧化性。当酸洗进行一段时间以后，由于酸液中酸的浓度越来越低、钛离子的浓度越来越高，酸洗的速度会越来越慢，当使用到一定程度后，酸洗的速度就不能满足工艺的要求，这时候就要更换新酸液并将不能使用的废水处理后排放。

目前的废水的处理酸洗操作方法，采用在废酸中加片碱和氯化钙进行酸碱中和的方式进行处理，反应式为:

hno3+naoh＝h2o+nano3，hf+naoh→naf+h2o，2naf+cacl2→caf2↓+2nacl；

目前的废水的处理酸洗操作方法有以下两个缺点：

1、废水处理过程中需要大量的片碱和氯化钙、价格较贵，处理的代价很高；

2、片碱具有强烈的腐蚀性，其储存、运输都要求特别的防护措施，需要投入大量的人力和物力；

3、自动化程度低，需要人工监控，且不能远程监控，需要耗费的人力物力高。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种管材真空热处理废水自动处理方法，其方法步骤简单，使用操作方便，对环境的污染小，废酸液处理的成本低，自动化程度高，且能够实现远程监控，需要耗费的人力物力低，实用性强，使用效果好，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种管材真空热处理废水自动处理方法，其采用的管材真空热处理废水自动处理装置包括废水收集池、废水净化设备和废酸处理装置，所述废水收集池的出水管通过第一废水输送管和设置在第一废水输送管上的第一水泵与废水净化设备连接，并通过第二废水输送管和设置在第二废水输送管上的第二水泵与所述废酸处理装置连接；所述废酸处理装置包括废酸收集槽、废酸处理槽和废酸处理自动控制系统，所述废酸处理槽内从前到后依次设置有第一废酸处理腔、第二废酸处理腔、第三废酸处理腔和废酸过滤腔，所述第二废酸处理腔和第一废酸处理腔通过竖直隔板隔开且在竖直隔板下部相连通，所述第三废酸处理腔和第二废酸处理腔通过竖直隔板隔开且在竖直隔板上部相连通，所述废酸过滤腔与第三废酸处理腔通过竖直隔板隔开且在竖直隔板下部相连通，所述废酸过滤腔与最后一个废酸处理腔通过竖直隔板隔开且在竖直隔板下部相连通，每个所述废酸处理腔内均设置有多层水平隔板，所述水平隔板上均匀开有多个过流孔，所述水平隔板上设置有石灰石层，所述第一废酸处理腔上部连接有进酸管，所述进酸管上设置有循环泵；所述废酸过滤腔中下部设置有滤网，所述废酸过滤腔上部连接有废酸循环管，所述废酸循环管上设置有与进酸管连接的废酸循环电磁阀，所述废酸收集槽上连接有与进酸管连接的出酸管，所述出酸管上设置有出酸电磁阀，所述废酸处理槽底部两侧均连接有废酸排放管，所述废酸排放管上设置有废酸排放电磁阀；所述废酸处理自动控制系统包括arm微控制器模块和与arm微控制器模块相接且用于通过以太网与监控计算机通信的以太网通信模块，以及为所述废酸处理自动控制系统中各用电模块供电的电源模块；所述arm微控制器模块的输入端接有设置在废酸过滤腔内的第一液位传感器和设置在废酸收集槽内的第二液位传感器，所述arm微控制器模块的输出端接有用于驱动废酸循环电磁阀的第一电磁阀驱动器、用于驱动出酸电磁阀的第二电磁阀驱动器和用于驱动废酸排放电磁阀的第三电磁阀驱动器，以及用于接通或断开第一水泵的供电回路的第一继电器、用于接通或断开第二水泵的供电回路的第二继电器、用于接通或断开循环泵的供电回路的第三继电器，所述废酸循环电磁阀与第一电磁阀驱动器的输出端连接，所述出酸电磁阀与第二电磁阀驱动器的输出端连接，所述废酸排放电磁阀与第三电磁阀驱动器的输出端连接，所述第三继电器串联在循环泵的供电回路中；其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、根据ph浓度对管材真空热处理废水进行分流，具体过程为：

步骤101、管材真空热处理废水流入废水收集池后，采用第一ph浓度检测传感器对于管材真空热处理废水的ph浓度进行检测，并将检测到的ph浓度值传输给arm微控制器模块；

步骤102、arm微控制器模块将管材真空热处理废水的ph浓度值与预先设定的酸性值阈值相比较，当管材真空热处理废水的ph浓度值小于预先设定的酸性值阈值时，arm微控制器模块控制第一继电器接通第一水泵的供电回路，废水收集池内的管材真空热处理废水流入废酸收集槽内，再执行步骤二；当管材真空热处理废水的ph浓度值大于预先设定的酸性值阈值时，arm微控制器模块控制第二继电器接通第二水泵的供电回路，废水收集池内的管材真空热处理废水流入废水净化设备内，再执行步骤三；

步骤二、废酸处理装置对管材真空热处理废水进行处理：arm微控制器模块控制第二电磁阀驱动器驱动出酸电磁阀打开，并控制第三继电器接通循环泵的供电回路，循环泵开始工作，废酸收集槽中需要处理的废酸液由循环泵提升，经由出酸管和进酸管流入第一废酸处理腔内，再经过第二废酸处理腔和第一废酸处理腔之间的竖直隔板的下部流入第二废酸处理腔内，再经过第三废酸处理腔和第二废酸处理腔之间的竖直隔板的上部流入第三废酸处理腔内，并在第一废酸处理腔、第二废酸处理腔和第三废酸处理腔内均发生如下化学反应：

2hno3+caco3＝h2o+co2↑+ca(no3)2

2hf+caco3＝caf2↓+co2↑+h2o

当第一液位传感器检测到废酸处理槽内的废酸液集到中上部后，arm微控制器模块控制第二电磁阀驱动器驱动出酸电磁阀打开，并控制第一电磁阀驱动器驱动废酸循环电磁阀关闭，将经过化学反应进入废酸过滤腔内的废酸液由循环泵提升，经由废酸循环管和进酸管流入第一废酸处理腔内，反复进行化学反应处理，随着化学反应的进行，废酸液的ph值不断的升高，采用第二ph浓度检测传感器对ph浓度进行检测，并将检测到的ph浓度值传输给arm微控制器模块，当ph值≥6时，arm微控制器模块控制第三继电器断开循环泵的供电回路，循环泵停止工作，arm微控制器模块控制第二电磁阀驱动器驱动出酸电磁阀关闭，并控制第三电磁阀驱动器驱动废酸排放电磁阀打开，将处理后的废酸液通过废酸排放管排放至后续的沉淀池继续处理；

步骤三、废水净化设备对管材真空热处理废水进行净化处理后供后续使用。

上述的一种管材真空热处理废水自动处理方法，其特征在于：每个所述废酸处理腔内均设置有两层水平隔板。

上述的一种管材真空热处理废水自动处理方法，其特征在于：所述过流孔的直径为10mm～50mm，相邻两个过流孔之间的间隔为20mm～50mm。

上述的一种管材真空热处理废水自动处理方法，其特征在于：所述石灰石层的厚度为10mm～30mm，所述石灰石层由粒度为50mm～80mm的石灰石构成。

上述的一种管材真空热处理废水自动处理方法，其特征在于：所述arm微控制器模块包括arm微控制器芯片lpc1752fbd80。

上述的一种管材真空热处理废水自动处理方法，其特征在于：所述以太网通信模块为em243以太网通信模块。

上述的一种管材真空热处理废水自动处理方法，其特征在于：所述第一液位传感器和第二液位传感器均为ptg602防腐蚀液位变送器。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明的方法步骤简单，设计合理，实现方便。

2、本发明的废酸处理装置通过利用石灰石处理废酸液，对场地要求简单，不会对环境及操作工人造成危害。

3、本发明的废酸处理装置通过石灰石处理废酸液，能够一次性将h+、f-全部去除，解决了原有废酸液处理反复添加不同原料的问题，操作过程简单，耗费的人力物力少。

4、本发明的废酸处理装置对废酸液进行处理不再需要使用昂贵的片碱、氯化钙，片碱的运输和储存风险问题就不存在，废酸液处理的成本只有以前的5％。

5、本发明能够实现管材真空热处理废水的自动处理，自动化程度高，无需人工监控，且能够实现远程监控，需要耗费的人力物力低。

6、本发明的实用性强，使用效果好，便于推广使用。

综上所述，本发明的方法步骤简单，使用操作方便，对环境的污染小，废酸液处理的成本低，自动化程度高，且能够实现远程监控，需要耗费的人力物力低，实用性强，使用效果好，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的方法流程框图。

图2为本发明管材真空热处理废水自动处理装置的结构示意图。

图3为本发明废酸处理自动控制系统的电路原理框图。

附图标记说明:

1—进酸管；2—废酸处理槽；3—石灰石层；

4—水平隔板；5—滤网；6—循环泵；

7—废酸循环电磁阀；8—出酸电磁阀；9—废酸收集槽；

10—废酸排放电磁阀；11—废酸排放管；12—废酸过滤腔；

13—竖直隔板；14—过流孔；15—废酸循环管；

16—出酸管；17—第一废酸处理腔；18—第二废酸处理腔；

19—第三废酸处理腔；20—监控计算机；21—arm微控制器模块；

22—以太网通信模块；23—电源模块；24—第一液位传感器；

25—第二液位传感器；26—第一电磁阀驱动器；

27—第二电磁阀驱动器；28—继电器；

29—废酸自动处理装置；30—第三电磁阀驱动器。

31—第一继电器；32—第一水泵；33—第二继电器；

34—第二水泵；35—废水净化设备；36—第一ph浓度检测传感器；

37—废水收集池。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，本发明的管材真空热处理废水自动处理方法，其采用的管材真空热处理废水自动处理装置包括废水收集池37、废水净化设备35和废酸处理装置，所述废水收集池37的出水管通过第一废水输送管和设置在第一废水输送管上的第一水泵32与废水净化设备35连接，并通过第二废水输送管和设置在第二废水输送管上的第二水泵34与所述废酸处理装置连接；所述废酸处理装置包括废酸收集槽9、废酸处理槽2和废酸处理自动控制系统，所述废酸处理槽2内从前到后依次设置有第一废酸处理腔17、第二废酸处理腔18、第三废酸处理腔19和废酸过滤腔12，所述第二废酸处理腔18和第一废酸处理腔17通过竖直隔板13隔开且在竖直隔板13下部相连通，所述第三废酸处理腔19和第二废酸处理腔18通过竖直隔板13隔开且在竖直隔板13上部相连通，所述废酸过滤腔12与第三废酸处理腔19通过竖直隔板13隔开且在竖直隔板13下部相连通，所述废酸过滤腔12与最后一个废酸处理腔通过竖直隔板13隔开且在竖直隔板13下部相连通，每个所述废酸处理腔内均设置有多层水平隔板4，所述水平隔板4上均匀开有多个过流孔14，所述水平隔板4上设置有石灰石层3，所述第一废酸处理腔17上部连接有进酸管1，所述进酸管1上设置有循环泵6；所述废酸过滤腔12中下部设置有滤网5，所述废酸过滤腔12上部连接有废酸循环管15，所述废酸循环管15上设置有与进酸管1连接的废酸循环电磁阀7，所述废酸收集槽9上连接有与进酸管1连接的出酸管16，所述出酸管16上设置有出酸电磁阀8，所述废酸处理槽2底部两侧均连接有废酸排放管11，所述废酸排放管11上设置有废酸排放电磁阀10；所述废酸处理自动控制系统包括arm微控制器模块21和与arm微控制器模块21相接且用于通过以太网与监控计算机20通信的以太网通信模块22，以及为所述废酸处理自动控制系统中各用电模块供电的电源模块23；所述arm微控制器模块21的输入端接有设置在废酸过滤腔12内的第一液位传感器24和设置在废酸收集槽9内的第二液位传感器25，所述arm微控制器模块21的输出端接有用于驱动废酸循环电磁阀7的第一电磁阀驱动器26、用于驱动出酸电磁阀8的第二电磁阀驱动器27和用于驱动废酸排放电磁阀10的第三电磁阀驱动器30，以及用于接通或断开第一水泵32的供电回路的第一继电器31、用于接通或断开第二水泵34的供电回路的第二继电器33、用于接通或断开循环泵6的供电回路的第三继电器28，所述废酸循环电磁阀7与第一电磁阀驱动器26的输出端连接，所述出酸电磁阀8与第二电磁阀驱动器27的输出端连接，所述废酸排放电磁阀10与第三电磁阀驱动器30的输出端连接，所述第三继电器28串联在循环泵6的供电回路中；该方法包括以下步骤：

步骤一、根据ph浓度对管材真空热处理废水进行分流，具体过程为：

步骤101、管材真空热处理废水流入废水收集池37后，采用第一ph浓度检测传感器36对于管材真空热处理废水的ph浓度进行检测，并将检测到的ph浓度值传输给arm微控制器模块21；

步骤102、arm微控制器模块21将管材真空热处理废水的ph浓度值与预先设定的酸性值阈值相比较，当管材真空热处理废水的ph浓度值小于预先设定的酸性值阈值时，arm微控制器模块21控制第一继电器31接通第一水泵32的供电回路，废水收集池37内的管材真空热处理废水流入废酸收集槽9内，再执行步骤二；当管材真空热处理废水的ph浓度值大于预先设定的酸性值阈值时，arm微控制器模块21控制第二继电器33接通第二水泵34的供电回路，废水收集池37内的管材真空热处理废水流入废水净化设备35内，再执行步骤三；

步骤二、废酸处理装置对管材真空热处理废水进行处理：arm微控制器模块21控制第二电磁阀驱动器27驱动出酸电磁阀8打开，并控制第三继电器28接通循环泵6的供电回路，循环泵6开始工作，废酸收集槽9中需要处理的废酸液由循环泵6提升，经由出酸管16和进酸管1流入第一废酸处理腔17内，再经过第二废酸处理腔18和第一废酸处理腔17之间的竖直隔板13的下部流入第二废酸处理腔18内，再经过第三废酸处理腔19和第二废酸处理腔18之间的竖直隔板13的上部流入第三废酸处理腔19内，并在第一废酸处理腔17、第二废酸处理腔18和第三废酸处理腔19内均发生如下化学反应：

2hno3+caco3＝h2o+co2↑+ca(no3)2

2hf+caco3＝caf2↓+co2↑+h2o

当第一液位传感器24检测到废酸处理槽2内的废酸液集到中上部后，arm微控制器模块21控制第二电磁阀驱动器27驱动出酸电磁阀8打开，并控制第一电磁阀驱动器26驱动废酸循环电磁阀7关闭，将经过化学反应进入废酸过滤腔12内的废酸液由循环泵6提升，经由废酸循环管15和进酸管1流入第一废酸处理腔17内，反复进行化学反应处理，随着化学反应的进行，废酸液的ph值不断的升高，采用第二ph浓度检测传感器38对ph浓度进行检测，并将检测到的ph浓度值传输给arm微控制器模块21，当ph值≥6时，arm微控制器模块21控制第三继电器28断开循环泵6的供电回路，循环泵6停止工作，arm微控制器模块21控制第二电磁阀驱动器27驱动出酸电磁阀8关闭，并控制第三电磁阀驱动器30驱动废酸排放电磁阀10打开，将处理后的废酸液通过废酸排放管11排放至后续的沉淀池继续处理；

步骤三、废水净化设备35对管材真空热处理废水进行净化处理后供后续使用。

如图2所示，本实施例中，每个所述废酸处理腔内均设置有两层水平隔板4。具体实施时，所述水平隔板4由pp塑料制成。

本实施例中，所述过流孔14的直径为10mm～50mm，相邻两个过流孔14之间的间隔为20mm～50mm。

本实施例中，所述石灰石层3的厚度为10mm～30mm，所述石灰石层3由粒度为50mm～80mm的石灰石构成。

本实施例中，所述arm微控制器模块21包括arm微控制器芯片lpc1752fbd80。

本实施例中，所述以太网通信模块22为em243以太网通信模块。

本实施例中，所述第一液位传感器24和第二液位传感器25均为ptg602防腐蚀液位变送器。

另外，使用过程中，当石灰石层3变薄时，应添加石灰石；通过设置滤网5，能够防止泥浆将循环泵6堵住。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。