一种计量投加系统及方法与流程

本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及一种计量投加系统及方法。

背景技术：

受到环境和人类活动因素的影响，原水里含有各种各样的杂质，通常需要经过净化、消毒以后才适合人们饮用。氯气消毒是自来水厂普遍采用的消毒方式，但是氯气是有强烈刺激性气味的有毒气体，密度比空气大，可溶于水，易压缩，氯气通常以液态形式储存。液氯在运输、储存和操作过程中的潜在危险性，使得人们不断探索和替代氯气消毒的新消毒方式，其中，效果显著且安全性居高的消毒方式就是次氯酸钠消毒。次氯酸钠药液，作为含氯消毒剂，因其使用安全、工艺简单、消毒效果好、价格合理等优点成为液氯很合适的替代品。次氯酸钠药液投加准确，操作安全，使用方便，易于储存，不存在跑气泄漏，可以在大多数工作环境下投加使用。

在水处理的过程中，次氯酸钠药液投加量的控制是很重要的环节，准确地投加所需药量是取得较好消毒效果的关键，同时也是消毒成本关键。一旦加药过量时，不仅会影响人们的身体健康，同时成本也会大幅上升；当加药不足时，虽然成本降低，但是又会造成水质不合格。因此次氯酸钠投加系统中投加量的准确控制，是原水消毒过程中非常重要的一环。现有的消毒药液投加系统主要是通过磁力离心泵和流量计的组合来实现自动投加，但是投加的精度不够高。

因此，针对上述情况，如何改进现有计量投加装置，从而提高药液量的投加精度，成为本领域技术人员亟待解决的重要技术问题。

技术实现要素：

本发明公开了一种计量投加系统及方法，采用磁力离心泵将次氯酸钠药液从储液池输送至多条分输送管路，然后在分输送管路一方面检测次氯酸钠药液浓度及流量，另一方面利用稀释混合装置精确调配次氯酸钠药液的浓度以适配原水池，能够实现精确配置次氯酸钠药液的浓度及投加量。

本发明提供的计量投加系统，与次氯酸钠发生装置相连，包括储液池、主输送管路及至少两条分输送管路，其中所述次氯酸钠发生装置的出液口与所述储液池的输入口连接；

主输送管路包括主输送管及在主输送管上设置的主控制阀组合、磁力离心泵及压力检测单元；

分输送管路与主输送管路相连，包括分输送管及在分输送管上沿出液方向依次设置的入液浓度检测单元、可调电动阀、第一流量计、稀释混合装置及出液浓度检测单元，其中稀释混合装置包括次氯酸钠药液入口、清水入口、补充液入口及静态混合器，清水入口与清水池相连，次氯酸钠药液入口与所述分输送管连接；

次氯酸钠发生装置上还设置有补充液管道及第二流量计，补充液管道与补充液入口相连，用于向稀释混合装置输送浓度与储液池不相同的次氯酸钠药液。

优选的，

静态混合器由壳体，及在壳体内上至下依次设置有一分多管道、水平筛板及至少一块斜筛板；

一分多管道由主管道及多根分管道组成，所述分管道的出液口指向水平筛板；

清水入口及补充液入口均与所述主管道相连；

次氯酸钠药液入口设置在壳体、水平筛板与离水平筛板距离最近的斜筛板组成的空间内。

优选的，

壳体为圆柱体；

壳体、水平筛板与离水平筛板距离最近的斜筛板组成的空间的截面为直角梯形，次氯酸钠药液入口设置在直角梯形的顶边上。

优选的，

所述分管道的中心轴线与水平筛板之间的夹角为45°～85°；

斜筛板与水平筛板之间的夹角为30°～45°。

优选的，

所述静态混合器包括三块等间距设置斜筛板；

三块斜筛板上开设的筛孔的孔径由上至下逐渐变小。

优选的，

主控制阀组合包括第一手动球阀、y形滤芯、第一止回阀及第二止回阀、第二手动球阀；

第一手动球阀、y形滤芯、第一止回阀、磁力离心泵、第二止回阀、第二手动球阀及压力检测单元在主输送管上依次设置。

优选的，

所述分输送管路与所述清水池之间还设置有用于控制流量的流量控制阀。

优选的，

主输送管路上还设置有恒压储存罐；

恒压储存罐位于磁力离心泵的进口端，用以使次氯酸钠药液在进入磁力离心泵之前的压力保持在设定范围内；

主输送管路上还设置有排气装置；

排气装置位于磁力离心泵的出口端；

入液浓度检测单元之前还设置有第三手动球阀。

优选的，

还包括与压力检测单元及可调电动阀相连的报警装置；

报警装置包括现场警报单元及远程警报单元，其中现场警报单元包括扬声器、蜂鸣器及闪灯中的至少一种，远程警报单元包括无线传输模块及plc控制单元，所述无线传输模块包括wifi模块、蓝牙模块、4g模块、5g模块中的至少一个。

本发明还提供了计量投加方法，采用上述的计量投加系统，包括以下步骤：

s1：控制所述磁力离心泵将所述储液池中的次氯酸钠药液分别注入各分输送管路中；

s2：通过入液浓度检测单元获取来自储液池中次氯酸钠药液浓度；

s3：获取原水池的参数并计算所需次氯酸钠药液浓度，定义为合适次氯酸钠药液浓度，根据储液池中次氯酸钠药液浓度及合适次氯酸钠药液浓度，并通过流量计及静态混合器调配输送至原水池的次氯酸钠药液浓度；

s4：通过出液浓度检测单元实时监测输送至原水池的次氯酸钠药液浓度，结合储液池中次氯酸钠药液浓度及输送至原水池的次氯酸钠药液浓度，实时调整投加至原水池的次氯酸钠药液浓度。

本发明提供的计量投加系统，与次氯酸钠发生装置相连，包括储液池、主输送管路及至少两条分输送管路，其中所述次氯酸钠发生装置的出液口与所述储液池的输入口连接；主输送管路包括主输送管及在主输送管上设置的主控制阀组合、磁力离心泵及压力检测单元；分输送管路与主输送管路相连，包括分输送管及在分输送管上沿出液方向依次设置的入液浓度检测单元、可调电动阀、第一流量计、稀释混合装置及出液浓度检测单元，其中稀释混合装置包括次氯酸钠药液入口、清水入口、补充液入口及静态混合器，清水入口与清水池相连，次氯酸钠药液入口与所述分输送管连接；次氯酸钠发生装置上还设置有补充液管道及第二流量计，补充液管道与补充液入口相连，用于向稀释混合装置输送浓度与储液池不相同的次氯酸钠药液。通过采用磁力离心泵将次氯酸钠药液从储液池输送至多条分输送管路，然后在分输送管路一方面检测次氯酸钠药液浓度及流量，另一方面利用稀释混合装置精确调配次氯酸钠药液的浓度以适配原水池，本发明公开的计量投加系统及方法能够实现精确配置次氯酸钠药液的浓度及投加量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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为本发明计量投加系统的一个结构示意图；

图2为本发明计量投加系统的另一个结构示意图；

图3为本发明计量投加系统的再一个结构示意图；

图4为本发明计量投加系统中稀释混合装置35的结构示意图；

图5为本发明计量投加方法的流程图；

其中，图中标记如下所示：

1--储液池、011--补充液管道、012--第二流量计、2--主输送管路、21--主输送管、22--主控制阀组合、23--磁力离心泵、24--压力检测单元、25-恒压储存罐、26--排气装置、221--第一手动球阀、222--y形滤芯、223--第一止回阀、224--第二止回阀、225--第二手动球阀、3--分输送管路、31--分输送管、32--入液浓度检测单元、33--可调电动阀、34--第一流量计、35--稀释混合装置、36--出液浓度检测单元、37--第三手动球阀、351--次氯酸钠药液入口、352--清水入口、353--补充液入口、354--静态混合器、3541--壳体、3542--一分多管道、3543--水平筛板、3544--斜筛板、4--清水池、5--报警装置、51--现场警报单元、52--远程警报单元。

具体实施方式

本发明公开了一种计量投加系统及方法，采用磁力离心泵将次氯酸钠药液从储液池输送至多条分输送管路，然后在分输送管路一方面检测次氯酸钠药液浓度及流量，另一方面利用稀释混合装置精确调配次氯酸钠药液的浓度以适配原水池，能够实现精确配置次氯酸钠药液的浓度及投加量。

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚和详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图4，本发明提供的计量投加系统，与次氯酸钠发生装置01相连，包括储液池1、主输送管路2及至少两条分输送管路3，其中所述次氯酸钠发生装置01的出液口011与所述储液池的输入口11连接；

主输送管路包括主输送管21及在主输送管上设置的主控制阀组合22、磁力离心泵23及压力检测单元24；

分输送管路与主输送管路相连，包括分输送管31及在分输送管上沿出液方向依次设置的入液浓度检测单元32、可调电动阀33、第一流量计34、稀释混合装置35及出液浓度检测单元36，其中稀释混合装置包括次氯酸钠药液入口351、清水入口352、补充液入口353及静态混合器354，清水入口与清水池4相连，次氯酸钠药液入口与所述分输送管连接；

次氯酸钠发生装置01上还设置有补充液管道011及第二流量计012，补充液管道与补充液入口相连，用于向稀释混合装置输送浓度与储液池不相同的次氯酸钠药液。

在本发明实施例中，次氯酸钠发生装置会根据设定参数制备一定浓度的次氯酸钠药液并输送至储液池1；主输送管路2的磁力离心泵23将储液池1内制备好的次氯酸钠药液抽取并输送至各分输送管路3，在此过程中，主控制阀组合22可以控制主输送管路2的通断或流量大小等，在此处不做限定，压力检测单元24实时监测主输送管21内水压，避免主输送管21内水压异常造成意外；接着分输送管路3将来自储液池1的次氯酸钠药液直接进行投加至原水池，或进行二次调配后，投加至相应的原水池内进行消毒杀菌处理，其中可调电动阀33用于控制次氯酸钠药液的流速并通过第一流量计34计算次氯酸钠药液的流量。需要说明的是，次氯酸钠发生装置01可以采用一次性制备设定浓度的次氯酸钠药液并输送至储液池1后停止工作，也可以实时制备，在此处不做限定；本发明的计量投加系统可以同时实现多路投加，亦即同时对多个原水池进行次氯酸钠药液投加，多个原水池的水质情况相对复杂，存在全部水质一直的情况，也存在每个原水池的水质均不相同的情况，因此根据不同原水池的水质情况，各分输送管路3可以单独调配并独立输送至适合的原水池，能够根据原水池的情况实现精准投加，从而解决现有技术存在的问题。此外，本发明的分输送管路3采用入液浓度检测单元32及出液浓度检测单元36双校验的方式来确保投加至原水池的次氯酸钠药液浓度的精确度，具体的，首先入液浓度检测单元32检测到达分输送管31的次氯酸钠药液浓度，这样的话，稀释混合装置35将会得到精确的数据进行次氯酸钠药液的调配，出液浓度检测单元36检测稀释混合装置35调配后的次氯酸钠药液浓度，确保输送至原水池的次氯酸钠药液浓度的精确度。

一般而言，储液池1中次氯酸钠药液浓度都会适合大多数情况下的原水池，大多数情况只需要通过添加清水的方式调配即可，少部分情况直接添加相应浓度的次氯酸钠药液会更加高效，本发明的次氯酸钠发生装置上还设置有补充液管道011及第二流量计012，通过补充液管道011可以向稀释混合装置输送浓度与储液池不相同的次氯酸钠药液，并利用第二流量计012精确计算补充液管道011的输液量。

优选的，

静态混合器由壳体3541，及在壳体内上至下依次设置有一分多管道3542、水平筛板3543及至少一块斜筛板3544；

一分多管道由主管道及多根分管道组成，所述分管道的出液口指向水平筛板；

清水入口及补充液入口均与所述主管道相连；

次氯酸钠药液入口设置在壳体、水平筛板与离水平筛板距离最近的斜筛板组成的空间内。

优选的，

壳体为圆柱体；

壳体、水平筛板与离水平筛板距离最近的斜筛板组成的空间的截面为直角梯形，次氯酸钠药液入口设置在直角梯形的顶边上。

本发明采用一分多管道3542、水平筛板3543及至少一块斜筛板3544组成的静态混合器，来调配次氯酸钠药液的浓度，能使次氯酸钠药液的混合更加充分，可以进一步降低出液浓度检测单元36的检测误差。来自储液池1的次氯酸钠药液在斜筛板3544的作用下分散并下落，清水或来自补充液管道011从主管道进入并从多根分管道输出至水平筛板3543，在水平筛板3543的作用下均有分散，均有分散并下落与来自储液池1的次氯酸钠药液充分混合，混合后的溶液从斜筛板3544下落并进一步分散混合，根据实际情况可以设置多块斜筛板3544以达到混合充分的效果，在此处不做限定。

需要说明的是，次氯酸钠药液入口351设置在直角梯形的顶边上，次氯酸钠药液可以呈抛物线状喷出，能够得到更好的分散效果，接触面积也更大。

优选的，

所述分管道的中心轴线与水平筛板之间的夹角为45°～85°；

斜筛板与水平筛板之间的夹角为30°～45°。

优选的，

所述静态混合器包括三块等间距设置斜筛板；

三块斜筛板上开设的筛孔的孔径由上至下逐渐变小。

优选的，

主控制阀组合包括第一手动球阀221、y形滤芯222、第一止回阀223及第二止回阀224、第二手动球阀225；

第一手动球阀、y形滤芯、第一止回阀、磁力离心泵、第二止回阀、第二手动球阀及压力检测单元在主输送管上依次设置。

通过上述结构设计，y形滤芯222主要用于过滤次氯酸钠药液中的杂质。y形滤芯222是y字型的，一端是使次氯酸钠药液经过，一端是沉淀废弃物、杂质，它的作用是清除药液的杂质，达到保护磁力离心泵23及设备正常运行的作用。当次氯酸钠药液通过y形滤芯222的主管进入过滤网后，固体杂质颗粒被阻挡在过滤网内，而洁净的药液通过滤网后进入磁力离心泵23，只需定时打开y形滤芯222清理杂质即可。第一手动球阀221用于手动打开或者关闭管路，从而控制整个主输送管中次氯酸钠药液投加的开合。第一止回阀223及第二止回阀224，能够防止次氯酸钠药液。

优选的，

所述分输送管路与所述清水池之间还设置有用于控制流量的流量控制阀。

流量控制阀的设置，能够实现多个分输送管路之间的设定比例投加，具有更加广泛的适用范围。

优选的，

主输送管路上还设置有恒压储存罐25；

恒压储存罐位于磁力离心泵的进口端，用以使次氯酸钠药液在进入磁力离心泵之前的压力保持在设定范围内；

主输送管路上还设置有排气装置26；

排气装置位于磁力离心泵的出口端；

入液浓度检测单元之前还设置有第三手动球阀37。

需要说明的是，本发明的恒压储存罐25用以使次氯酸钠药液在进入磁力离心泵23之前的压力保持在设定范围内；排气装置26用以将次氯酸钠药液制备过程中析出的气体排走。恒压储存罐25可以通过设置液位计以及开度调节阀来控制，这样做能够使得次氯酸钠药液在进入磁力离心泵23之前的压力恒定在一个预定的范围内，避免次氯酸钠药液压力的波动；当外接的温度升高或者管道内的压力变小时，次氯酸钠药液中可能会析出气体，因此就有必要设置排气装置26来将析出的气体收集和排走。上述第三手动球阀37用于手动打开或者关闭分输送管路3。

优选的，

还包括与压力检测单元及可调电动阀相连的报警装置5；

报警装置包括现场警报单元51及远程警报单元52，其中现场警报单元包括扬声器、蜂鸣器及闪灯中的至少一种，远程警报单元包括无线传输模块及plc控制单元，所述无线传输模块包括wifi模块、蓝牙模块、4g模块、5g模块中的至少一个。

通过增设的由现场警报单元51及远程警报单元52组成的报警装置，可以将异常情况及时通过告警的方式发出，此外无线传输模块的增设，可以远程将原水池的参数及需要调配的次氯酸钠药液的浓度参数发送至次氯酸钠的计量投加系统，并实现远程监控。

本发明提供的计量投加系统，与次氯酸钠发生装置01相连，包括储液池1、主输送管路2及至少两条分输送管路3，其中所述次氯酸钠发生装置的出液口011与所述储液池的输入口11连接；主输送管路包括主输送管21及在主输送管上设置的主控制阀组合22、磁力离心泵23及压力检测单元24；分输送管路与主输送管路相连，包括分输送管31及在分输送管上沿出液方向依次设置的入液浓度检测单元32、可调电动阀33、第一流量计34、稀释混合装置35及出液浓度检测单元36，其中稀释混合装置包括次氯酸钠药液入口351、清水入口352、补充液入口353及静态混合器354，清水入口与清水池4相连，次氯酸钠药液入口与所述分输送管连接；次氯酸钠发生装置上还设置有补充液管道011及第二流量计012，补充液管道与补充液入口相连，用于向稀释混合装置输送浓度与储液池不相同的次氯酸钠药液。通过采用磁力离心泵23将次氯酸钠药液从储液池1输送至多条分输送管路3，然后在分输送管路3一方面检测次氯酸钠药液浓度及流量，另一方面利用稀释混合装置精确调配次氯酸钠药液的浓度以适配原水池，本发明公开的计量投加系统能够实现精确配置次氯酸钠药液的浓度及投加量。

上面介绍了本发明计量投加系统，下面介绍本发明计量投加方法，请参阅图5，本发明计量投加方法采用上述的计量投加系统，包括以下步骤：

s1：控制所述磁力离心泵将所述储液池中的次氯酸钠药液分别注入各分输送管路中；

此步骤实现将次氯酸钠发生装置调配好并输送至储液池的次氯酸钠药液，分别注入各分输送管路中。

s2：通过入液浓度检测单元获取来自储液池中次氯酸钠药液浓度；

分输送管路充满次氯酸钠药液后，入液浓度检测单元检测次氯酸钠药液浓度。

s3：获取原水池的参数并计算所需次氯酸钠药液浓度，定义为合适次氯酸钠药液浓度，根据储液池中次氯酸钠药液浓度及合适次氯酸钠药液浓度，并通过流量计及静态混合器调配输送至原水池的次氯酸钠药液浓度；

原水池的参数为提前检测得到，通过原水池的各项参数可以计算并确定所需次氯酸钠药液浓度，从不同地方取水或放置时间不同的原水池的参数各不相同；经过计算可以得到合适次氯酸钠药液浓度，将分输送管路的次氯酸钠药液的浓度调整至合适次氯酸钠药液浓度，即可输送至原水池使用。

s4：通过出液浓度检测单元实时监测输送至原水池的次氯酸钠药液浓度，结合储液池中次氯酸钠药液浓度及输送至原水池的次氯酸钠药液浓度，实时调整投加至原水池的次氯酸钠药液浓度。

通过采用磁力离心泵23将次氯酸钠药液从储液池1输送至多条分输送管路3，然后在分输送管路3一方面检测次氯酸钠药液浓度及流量，另一方面利用稀释混合装置精确调配次氯酸钠药液的浓度以适配原水池，本发明公开的计量投加方法能够实现精确配置次氯酸钠药液的浓度及投加量。

以上对本发明所提供的计量投加系统及方法进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。