酸堿性污水全自動中和排放裝置簡介

1、酸堿性污水全自動中和排放裝置簡介梁玉文 梁 薇（大慶石油化工設(shè)計(jì)院、大慶煉化公司規(guī)劃設(shè)計(jì)研究所）摘 要：本文介紹的是一套除鹽水再生過程中產(chǎn)生的酸堿性污水全自動中和處理裝置。該裝置具有自控程度高、處理效果好、節(jié)省中和劑等特點(diǎn)。日益受到石化、化工、電力、制藥、冶金等各行業(yè)的歡迎。關(guān)鍵詞：酸堿性污水、自動控制、中和排放一、酸堿性污水中和處理的主要影響因素及現(xiàn)狀在以離子交換方法生產(chǎn)除鹽水的過程中，會隨著生產(chǎn)裝置的運(yùn)行而產(chǎn)生大量的酸堿性污水，這些污水如不進(jìn)行處理，不僅對下游排放設(shè)施造成腐蝕，還會對環(huán)境產(chǎn)生污染。酸堿污水的基本處理原理及方法就是酸堿中和。影響酸堿性污水中和處理的主要因素有三個方面：一是酸堿

2、中和反應(yīng)的非線性，這主要體現(xiàn)在當(dāng)pH值處于69附近時，酸堿中和反應(yīng)會產(chǎn)生突躍，即很小的中和劑加入量就會導(dǎo)致pH值很大的變化；二是pH計(jì)測定的儀表顯示值與其實(shí)際值之間存在一定的滯后性；三是酸堿進(jìn)行中和反應(yīng)時中和劑加入量的大小不僅取決于投加設(shè)備，而且還與中和反應(yīng)系統(tǒng)的變化有關(guān)。國外于90年代開始研究采用專家系統(tǒng)智能控制技術(shù)來實(shí)現(xiàn)污水pH值的自動調(diào)節(jié)。哈爾濱瀚科環(huán)?？萍加邢薰驹诶^承了傳統(tǒng)的全自動“專家”優(yōu)化中和排放裝置的基礎(chǔ)上，研究成功了第三代全自動中和排放裝置，該裝置采用多種控制算法組成的具有自學(xué)習(xí)功能的專家優(yōu)化控制系統(tǒng)，與先進(jìn)可靠的儀器儀表及設(shè)備相配合，通過合理的工藝組合，成功地解決了非線性，

3、時滯性及系統(tǒng)對酸堿中和反應(yīng)的影響。在原有的基礎(chǔ)上，增加了自動預(yù)中和，自動風(fēng)攪拌等內(nèi)容，污水的pH值在任何情況下，都可實(shí)現(xiàn)自動中和排放，而使系統(tǒng)回流量降至最低。二、第三代酸堿性污水全自動中和裝置簡介除鹽水裝置產(chǎn)生的酸堿性污水具有水量大，pH值波動范圍大且急劇，中和時的突變明顯等特點(diǎn)，根據(jù)多年的實(shí)踐并在原有的基礎(chǔ)上，專為解決除鹽水裝置的酸堿性污水中和，開發(fā)研制了第三代酸堿性污水全自動中和裝置，該裝置具有以下特點(diǎn)：（二）本裝置采用具有自學(xué)習(xí)能力的專家調(diào)解算法，控制功能優(yōu)越，可實(shí)現(xiàn)適時中和適時排放。（三）控制系統(tǒng)中的互聯(lián)器采用國際通用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，可與開放型DCS通過軟件平臺直接并網(wǎng)，便于網(wǎng)絡(luò)化管理。（四

4、）系統(tǒng)所配套的主要設(shè)備及儀器儀表均采用國際上先進(jìn)可靠的產(chǎn)品，因此精度高、壽命長、可靠性高、運(yùn)行穩(wěn)定。（五）中和反應(yīng)存在著嚴(yán)重的非線性，而且不同的污水，其加酸（加堿）后的中和反應(yīng)的非線性特征存在著差異，而且pH計(jì)檢測過程中，滯后時間的變化規(guī)律比較復(fù)雜，所以傳統(tǒng)的PID控制無法適應(yīng)污水pH值變化控制。大量的調(diào)查表明，在工業(yè)污水處理過程中采用傳統(tǒng)的控制技術(shù)對pH值控制是非常困難的。本裝置可根據(jù)不同運(yùn)行階段的不同特征，采取不同的控制方式。通常分為三個階段：第一階段，pH值由113之間預(yù)調(diào)至212之間；第二階段，pH值由212之間粗調(diào)至410之間；第三階段，pH值由410之間微調(diào)至69之間；以上不同階段

5、中，每個階段的約定值、控制參數(shù)的選擇規(guī)律都在調(diào)試及運(yùn)行過程中自動存貯在知識庫中，并不斷更新，隨著系統(tǒng)運(yùn)行時間的增加，知識庫中的存貯量也隨之增大，且存貯的參數(shù)及規(guī)律越精確，系統(tǒng)調(diào)節(jié)效果也越好。三、工藝流程工藝流程詳見工藝流程圖從除鹽水裝置排出的酸堿性污水首先進(jìn)入中和池。并在中和池內(nèi)受到壓縮空氣的強(qiáng)力混合攪拌，使污水達(dá)到初步的中和和均質(zhì)，為后續(xù)的中和處理創(chuàng)造好的條件，然后污水經(jīng)自吸式提升泵提升，經(jīng)過過濾器，流量計(jì)進(jìn)入pH1檢測，為了使pH1的測定值能達(dá)到212左右，在泵的吸入口預(yù)加酸、堿。以酸堿調(diào)節(jié)閥自動控制加入量，這是一個預(yù)調(diào)過程。經(jīng)預(yù)調(diào)后的廢水pH值為212，其波動范圍為±0.2。然

6、后污水進(jìn)入一級加藥器和一級高效反應(yīng)器進(jìn)行粗調(diào)，根據(jù)pH1的值自動控制計(jì)量泵加藥，將pH值調(diào)至410。然后污水進(jìn)入pH2檢測并根據(jù)其值進(jìn)行微調(diào)，污水再進(jìn)入二級加藥器和二級高效反應(yīng)器，根據(jù)pH2的值自動控制微調(diào)計(jì)量泵加藥，將pH值調(diào)至69。然后污水經(jīng)pH3檢測，當(dāng)pH3的值在69范圍內(nèi)時排放閥自動開啟，污水直接排放。當(dāng)啟動初期短時間內(nèi)可能pH3的檢測值不在69的范圍內(nèi)，此時回流閥自動開啟，污水回到中和池重新調(diào)解。本系統(tǒng)為全自動控制系統(tǒng)，當(dāng)中和池液位處于高液位時，污水提升泵自動啟動運(yùn)行。當(dāng)中和池液位處于低液位時，自動停泵，且攪拌用壓縮風(fēng)閥門自動關(guān)閉。當(dāng)液位處于中液位時，壓縮空氣閥自動開啟進(jìn)風(fēng)攪拌。當(dāng)

7、系統(tǒng)停運(yùn)時，pH計(jì)的新鮮水沖洗閥自動開啟通入新鮮水，保護(hù)pH計(jì)探頭。四、自控系統(tǒng)系統(tǒng)硬件模塊化，由智能儀表模塊、控制模塊、接口模塊和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。工 控 機(jī)專用控制系統(tǒng)接 口 部 件開入板開入板液位等模出板執(zhí)行機(jī)構(gòu)報(bào)警指示 燈繼電器電磁閥模入板PH計(jì)流量計(jì)等計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)圖控制算法包括順序控制、DDC控制和常用算法三大類，含有PID控制、前饋控制、滯后控制、死區(qū)控制、抗積分飽和控制、自動/手動，無擾動切換跟蹤，自學(xué)習(xí)專家控制等十幾種控制算法，根據(jù)控制對象方便地選擇控制算法?？刂葡到y(tǒng)主要具備以下功能：（一）生產(chǎn)工藝流程圖顯示功能（二）在線儀表實(shí)時數(shù)據(jù)顯示功能對裝置內(nèi)污水的PH值，

8、液位高度，流量等實(shí)時檢測，顯示提升泵、加藥泵、排放閥、回流閥等設(shè)備的工作狀態(tài)，并提供控制環(huán)境。（三）自動/手動無擾動切換功能提供全系統(tǒng)自動控制方式和遠(yuǎn)程手動操作方式（四）系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定提供調(diào)節(jié)周期、一級調(diào)節(jié)最小整定量、二級調(diào)節(jié)最小整定量、一級酸堿調(diào)節(jié)目標(biāo)值上限，一級酸堿調(diào)節(jié)目標(biāo)值下限、回流排放切換延時、回流排放調(diào)節(jié)延時、排放回流切換延時、排放回流調(diào)節(jié)延時，液位上限、液位下限的參數(shù)設(shè)定。（五）實(shí)時報(bào)警顯示處理功能（六）歷史報(bào)警顯示記錄功能（七）實(shí)時趨勢顯示功能（八）歷史趨勢顯示記錄功能控制系統(tǒng)綜合了MDCS的控制特點(diǎn)，具有安全性、合法性、可靠性、先進(jìn)性、融通性、靈活實(shí)用、易操作以及易維護(hù)等特點(diǎn)，并

9、充分考慮現(xiàn)場環(huán)境的特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動控制酸堿污水排放中和調(diào)節(jié)的過程控制。五、設(shè) 備本裝置的設(shè)備均采用哈爾濱翰科環(huán)保科技有限公司獨(dú)立開發(fā)的設(shè)備和國內(nèi)名牌產(chǎn)品，關(guān)鍵儀表設(shè)備，例如：pH計(jì)、計(jì)量泵、流量計(jì)、液位計(jì)、電磁閥等主要儀表均采用進(jìn)口設(shè)備。確保本裝置的長期穩(wěn)定運(yùn)行和排放合格率達(dá)100%。六、酸堿性污水全自動中和排放裝置的改進(jìn)與應(yīng)用酸堿性污水全自動中和排放裝置自九十年代末期在國內(nèi)推廣應(yīng)用之后，取得了很大的成果，目前該裝置已成為國家環(huán)?？偩值闹攸c(diǎn)實(shí)用技術(shù)，并獲得國家科委、國家稅務(wù)總局、外貿(mào)部、國家質(zhì)量監(jiān)督總局、國家環(huán)?？偩值任宀课?lián)合評定的國家重點(diǎn)新產(chǎn)品稱號?，F(xiàn)已廣泛應(yīng)用于石化、電力、化工、制藥、

10、冶金等行業(yè)的酸堿性污水中和處理工程中，尤其在除鹽水裝置的酸堿污水中和處理上，更顯示該裝置的優(yōu)越性。在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)除鹽水再生產(chǎn)生的酸堿性污水的瞬時水量大，污水的pH值極不穩(wěn)定，時時刻刻都在變化中，中和的突變過程明顯等特點(diǎn)做了多次改進(jìn)。擴(kuò)大了該裝置對酸堿污水的pH值適應(yīng)范圍，目前推廣應(yīng)用的第三代酸堿污水全自動中和排放裝置已達(dá)到在任何pH值情況下，任何排放水量都可100%達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)（PH69）。并且實(shí)現(xiàn)了全自動運(yùn)行，達(dá)到無人操作水平，成為目前國內(nèi)最具有推廣價值的環(huán)保新技術(shù)。作者簡介梁玉文：男，1945年10月生，一九六六年畢業(yè)于黑龍江省建筑工程學(xué)校，供熱通風(fēng)專業(yè)，一九七三年起在大慶石油化工設(shè)計(jì)院從事熱工及化學(xué)水專業(yè)設(shè)計(jì)，職稱為熱工工程師，一九九九年起任大慶北盛公司環(huán)境工程設(shè)計(jì)研究院總