一种水样pH调节装置及其工作方法

技术领域

本发明属于水质化学分析和废水处理领域，涉及一种水样pH调节装置及其工作方法。

背景技术

在进行工业冷却水、锅炉用水等水质分析时，为达到化学反应发生的条件，经常需要将水样的酸碱度，即pH值调节至一定的范围。例如采用摩尔法或电位滴定法测量水中的氯离子浓度时，硝酸银标液与氯离子、铬酸根离子发生化学反应的条件为中性或弱碱性，通常由人工在水样中加入酚酞指示剂，以硫酸和氢氧化钠溶液调节水样恰由红色变为无色。此外，在废水处理的混凝澄清前，也需要进行原水的pH值调节，以使混凝剂更好破坏废水中胶体和细小悬浮物的稳定性，聚集成具有可分离性的絮凝体，加以除去。例如铝系混凝剂，在pH值为6.5～7.5时，效果最好。原水pH值的调节目前主要由化学运行人员现场取样分析或者根据现场在线表计测量值进行调整，没有实现自动控制。

上述水样pH值的调节主要依靠人工，增加了化学分析人员或运行人员的工作量，调节效果也因人员技术水平不同难以保证，尤其对于水质化学分析，是制约实现在线化学仪表连续监测的一大因素。如果能够构建一种水样pH调节装置，该装置能够自动调节水样的pH值，使装置出水的酸碱度满足后续测量或工艺的反应条件，将能够较好的解决上述问题，减轻人员工作量，助力水质在线化学仪表的研制和发展，但是现有技术中没有类似的公开。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种水样pH调节装置及其工作方法，该装置及其工作方法能够自动连续调节下游设备的进水pH值，使得水样的pH值满足下游设备的要求。

为达到上述目的，本发明所述的水样pH调节装置包括进水流量控制组件、第一pH检测器、三通阀门、酸性物质加药组件、碱性物质加药组件、第二pH检测器及控制器；

进水流量控制组件的出口与第一pH检测器的入口相连通，第一pH检测器的出口与三通阀门的第一开口汇合后与第二pH检测器的入口相连通，三通阀门的第二开口与酸性物质加药组件相连通，三通阀门的第三开口与碱性物质加药组件相连通，控制器与三通阀门、酸性物质加药组件、碱性物质加药组件、进水流量控制组件、第一pH检测器及第二pH检测器相连接。

进水流量控制组件包括第一流量调节阀、分流管道及流量计，分流管道上设置有第二流量调节阀，第一流量调节阀的出口分为两路，一路与分流管道的入口相连通，一路经流量计与第一pH检测器的入口相连通，第一流量调节阀、第二流量调节阀及流量计与控制器相连接。

酸性物质加药组件包括酸性物质药罐及酸性加药器，酸性物质药罐经酸性加药器与三通阀相连接，酸性加药器与控制器相连接。

酸性物质药罐中的酸性物质为盐酸、硫酸或硝酸。

酸性加药器为磁力泵、蠕动泵、离心泵或柱塞泵。

碱性物质加药组件包括碱性物质药罐及碱性加药器，碱性物质药罐的出口经碱性加药器与三通阀相连接，碱性加药器与控制器相连接。

碱性物质药罐中的碱性物质为氢氧化钠或氢氧化钾。

碱性加药器为磁力泵、蠕动泵、离心泵或柱塞泵。

第一pH检测器和第二pH检测器均为pH表或pH快速试纸。

一种水样pH调节装置的工作方法包括以下步骤：

打开第一流量调节阀及第二流量调节阀，将水样通入第一pH检测器中，通过控制器调节第一流量调节阀及第二流量调节阀的开度，使流量计显示的流量在预设流量范围内，控制器通过第一pH检测器测量水样的pH值，当第一pH检测器测量的水样pH值高于最高预设pH值时，则导通三通阀门的第一开口及第二开口，关闭三通阀门的第三开口，同时打开酸性物质加药器，将酸性物质药罐中的酸性溶液持续加入到水样中，水样进入第二pH检测器中测量水样的pH值，当第二pH检测器测量得到水样pH值高于最高预设pH值时，则增加酸性物质加药器的加药量，直至第二pH检测器测量得到水样pH值小于等于最高预设pH值为止；当第一pH检测器测量得到的水样pH值小于最低预设pH值时，则导通三通阀门的第一开口及第三开口，关闭三通阀门的第二开口，同时打开碱性物质加药器将碱性物质药罐中的碱性溶液持续加入到水样中，水样进入第二检测器中测量水样的pH值，当第二pH检测器测量得到水样pH值低于最低预设pH值时，则加大碱性物质加药器的加药量，直至第二pH检测器测量得到的水样pH值大于等于最低预设pH值为止，pH值调整完成后进入到下游设备中。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的水样pH调节装置及其工作方法在具体操作时，通过第一pH检测器测量水样的pH值，并根据测量结果通过酸性物质加药组件及碱性物质加药组件加入酸性物质或者碱性物质，然后通过第二pH检测器对加药后水样的pH值进行测量，使得水样的pH值满足下游设备的检测要求，以自动连续调节下游设备的进水pH值。需要说明的是，本发明通过连续送入适量的水样进行pH调节，使水样酸碱性满足化学反应发生的条件，达到良好的反应效果，尤其适用于实现水质化学分析仪表的在线连续监测，使仪表可长期稳定运行，提高测量准确性，免除人工干预。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

其中，1为第一流量调节阀、2为第二流量调节阀、3为分流管道、4为流量计、5为第一pH检测器、6为三通阀门、7为酸性物质加药器、8为酸性物质药罐、9为碱性物质加药器、10为碱性物质药罐、11为第二pH检测器、12为控制器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参考图1，本发明所述的水样pH调节装置包括进水流量控制组件、第一pH检测器5、三通阀门6、酸性物质加药组件、碱性物质加药组件、第二pH检测器11及控制器12；进水流量控制组件的出口与第一pH检测器5的入口相连通，第一pH检测器5的出口与三通阀门6的第一开口汇合后与第二pH检测器11的入口相连通，三通阀门6的第二开口与酸性物质加药组件相连通，三通阀门6的第三开口与碱性物质加药组件相连通。

进水流量控制组件包括第一流量调节阀1、分流管道3及流量计4，分流管道3上设置有第二流量调节阀2，第一流量调节阀1的出口分为两路，一路为分流管道3的入口，一路经流量计4与第一pH检测器5的入口相连通。

酸性物质加药组件包括酸性物质药罐8及酸性加药器7，酸性物质药罐8中的酸性物质为盐酸、硫酸或硝酸，酸性加药器7为磁力泵、蠕动泵、离心泵或柱塞泵。

碱性物质加药组件包括碱性物质药罐10及碱性加药器9，碱性物质药罐10中的碱性物质为氢氧化钠或氢氧化钾，碱性加药器9为磁力泵、蠕动泵、离心泵或柱塞泵。

第一pH检测器5和第二pH检测器11均为pH表或pH快速试纸。

控制器12的输入端与流量计4、第一pH检测器5及第二pH检测器11相连通，控制器12的输出端与第一流量调节阀1、第二流量调节阀2、三通阀门6、酸性加药器7及碱性加药器9相连通。

本发明所述水样pH调节装置的工作方法包括以下步骤：

打开第一流量调节阀1及第二流量调节阀2，将水样通入第一pH检测器5中，通过控制器12调节第一流量调节阀1及第二流量调节阀2的开度，使流量计4显示的流量在预设流量范围内，控制器12通过第一pH检测器5测量水样的pH值，当第一pH检测器5测量的水样pH值高于最高预设pH值时，则导通三通阀门6的第一开口及第二开口，关闭三通阀门6的第三开口，同时打开酸性物质加药器7，将酸性物质药罐8中的酸性溶液持续加入到水样中，水样进入第二pH检测器11中测量水样的pH值，当第二pH检测器11测量得到水样pH值高于最高预设pH值时，则增加酸性物质加药器7的加药量，直至第二pH检测器11测量得到水样pH值小于等于最高预设pH值为止；当第一pH检测器5测量得到的水样pH值小于最低预设pH值时，则导通三通阀门6的第一开口及第三开口，关闭三通阀门6的第二开口，同时打开碱性物质加药器9将碱性物质药罐10中的碱性溶液持续加入到水样中，水样进入第二检测器11中测量水样的pH值，当第二pH检测器11测量得到水样pH值低于最低预设pH值时，则加大碱性物质加药器9的加入量，直至第二pH检测器11测量得到水样pH值大于等于最低预设pH值为止，pH值调整完成后，再将水样通入在线化学仪表中进行测量或通入后续水处理程序。

本发明通过流量控制组件，实现连续送入适量的待处理水样，并通过测量来水的原始pH值和加药组件的自动控制加入适量的酸性溶液或碱性溶液，将水样pH调节至期望范围内，满足后续在线化学仪表的测量要求或水处理程序的水质要求，使水样的pH调节过程免除人工干预，减轻人员工作量。

本发明适用范围广，可应用于化学分析时的pH调节，使化学反应顺利发生，尤其适用于在线化学仪表的水样预处理，提高在线化学仪表的测量准确性，也可应用于水处理中混凝澄清阶段的水样预处理，提高混凝剂的反应效果。