本发明涉及污水处理领域，特别涉及含氟污水处理的一种除氟剂自动加药系统。
背景技术：
在半导体、玻璃行业、焦化、煤化工、冶金、磷化工等行业的生产过程中，常产生含有氟离子的污水。氟对人体中的钙、磷具有极强的亲和力，它能破坏机体钙、磷的正常代谢，并能抑制某些酶的活性，由此会引发一系列包括：氟斑牙，氟骨症，肾脏、肝脏、大脑损害，免疫功能异常、肺水肿、肺出血、儿童智力下降等疾病。为了将污水中的氟离子降低到排放标准以下，需要加入液体除氟药剂。目前，由于含氟污水排放到污水处理厂是间歇性的，存在氟离子浓度波动较大的情况，造成除氟药剂投药量难以进行及时准确的调节。造成除氟药剂投加不能因进水氟离子的变化而及时调节加药量，因此造成除氟药剂的浪费情况。同时，由于氟离子与除氟药剂的作用是一个化学过程，需要一定的时间才能够充分反应，由此严重影响了除氟药剂投加的准确性和时效性，人工投加除氟药剂的过程中，费时、费力且效果不佳。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种除氟剂自动加药系统，以解决人工加药不准确造成加药浪费的问题，使含氟污水加入合适量的除氟剂后的出水氟离子浓度稳定达到排放标准。
本发明是通过这样的方式实现的：一种除氟剂自动加药系统，包括两个在线氟离子计、流量计、plc控制器、触摸屏、除氟剂储箱、变频加药泵。
所述的在线氟离子计用于实时分析污水中氟离子浓度，其中在线氟离子计①用于分析含氟污水进水的氟离子浓度，在线氟离子计②用于分析经处理后污水的氟离子浓度。在线氟离子计测量的结果实时反馈到plc控制器；
优选的，所述的在线氟离子计为lansher公司生产的在线氟离子计。
所述的流量计为电磁流量计，安装在提升泵房的后端，用于含氟污水进水量的计量，并将进水流量反馈到plc控制系统。
所述的plc控制器用于接收所述在线氟离子计和流量计的数字输出信号，通过内设程序自动输出信号控制变频加药泵。
优选的，所述plc控制器为rockwellab公司生产micro800控制系统或micrologix控制系统，来保障自动加药系统具有可靠性和稳定性。
所述的触摸屏，其用于所述plc控制器的显示、参数的设置和修改；
优选的，所述的触摸屏为深圳昆仑通态科技有限责任公司生产的昆仑通态tpc7062系列、或tpc1061系列触摸屏，其内置mcgs嵌入式组态软件，用于(1)设备结构框架的建立；(2)外接设备数据的采集、分析和输出；(3)监测整个控制系统数据变化的用户窗口；(4)通过在线氟离子计和流量计等收集的实时数据库；(5)启动、循环、退出等运行策略。
所述变频加药泵，由变频器和空气隔膜泵两部分组成，具有自动流量调节功能，通过plc控制器的控制信号来调整液体除氟药剂的加药量。
所述的除氟剂储箱，材质为玻璃钢或钢衬塑等具有耐酸碱功能，用于储放液体除氟剂或除氟药剂，通过管道与所述的变频加药泵连接。
所述的除氟剂自动加药系统是通过如下过程来实现最小加药量就能达到经处理后的污水达到排放标准的：除氟剂加药量(q1)与含氟污水的水量(q2)，含氟污水中氟离子浓度(f0)，实际排放水中氟离子浓度(f1)，均有直接关系。同时，实际排放水中氟离子浓度(f1)要低于污水排放标准中氟离子最低浓度(f2)。由在线氟离子计①测定原水中氟离子浓度(f0)。另外，由于除氟反应需要一定时间来完成，所以检测氟离子浓度存在滞后性。
所述的plc控制器通过如下步骤来实现除氟剂精准投加。根据含氟废水的进水水量(q2)、原水氟离子浓度(f0)与出水在线氟离子浓度实际值(f1)之差(δf＝f0-f1)，确定每方含氟污水需要的除氟药剂投加量，设定加药量投加系数h1，将该系数与污水流量(q2)和原水氟离子浓度(f0)相结合，控制系统给出药剂投加量，使加药量根据污水流量自动变化。
根据出水水质达标标准，设定氟离子在线出水水质的稳定值(f2)，此稳定值可以满足减少除氟药剂的浪费，同时也避免水质超标的要求，即最佳出水氟离子浓度的设定值。根据在线氟离子计②测定出水在线氟离子浓度实际值(f1)，根据相关排放标准设定允许氟离子排放最高允许值(f2)，设定校正系数h2(实际检测值/设定值，f1/f2)。
含氟废水的流量反馈和在线氟离子计在线值反馈均存在一定的波动性和滞后性，易造成出水氟离子浓度指标偏低或偏高，设定校正系数h3(经验值/理论值)。因此，自动加药控制系统中除氟剂加药量(q1)可以表示为q1＝q2×(f0-f1)×h1×h2×h3。
所述的加药量投加系数h1参数设定范围为0.0001～0.005，优选地，h1参数设定范围为0.0002～0.003；
所述的校正系数h2参数设定范围为0.6～2，优选的，h2参数设定范围为0.8～1.5；
所述的校正系数h3参数设定范围为0.5～2，优选的，h3参数设定范围为0.75～1.25；本发明的有益效果在于：
1、本发明一种除氟剂自动加药系统，通过在线实时监测原水及滤池中的氟离子浓度，根据进水流量、进出水氟离子浓度等来控制除氟剂加药泵的流量，来实现除氟药剂的精准投加，避免人工操作造成的除氟剂投加不准造成的药剂浪费，从而节约含氟废水的运行处理成本。
2、本发明采用plc控制系统，自动化程度高，能够根据含氟废水在线氟离子浓度和进水量来自动投加除氟药剂，在最大程度上解决了除氟剂加药与进水氟离子浓度波动较大带来的问题，使得污水处理系统更加稳定，有效地保证含氟废水经处理后能够稳定达标；同时该系统能够24小时不间断运行，做到无人值守，节省了污水企业运行的人力成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对本发明范围的限定。
附图1为本发明一种除氟药剂的自动加药系统的示意图。该系统包括：包括在线氟离子计①和在线氟离子计②、流量计、plc控制器、触摸屏、除氟剂储箱、变频加药泵。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例(1)
如图1所示，本发明的除氟剂自动加药系统包括：在线氟离子计①和在线氟离子计②、流量计、plc系统、触摸屏、变频加药泵、除氟剂储箱。其中，在线氟离子计能够实时测量污水中的氟离子浓度，并将测试的氟离子浓度信号传输至plc控制器；plc控制器能够接收在线氟离子计和流量计的输出信号，执行逻辑运算，并输出信号到变频加药泵来调整除氟药剂的加药量。
在本实施例中，除氟剂自动加药系统是由在线氟离子计、流量计、plc控制器以及变频加药器组成的闭环控制系统，增强了自动加药系统控制的可靠性和稳定性。
本实施例的除氟剂自动加药系统由以下部件组成：
(1)在线氟离子计为lansher公司生产的ln-p高精度在线氟离子计，检测浓度为0-20mg/l，分辨率为0.001mg/l；
(2)plc控制器为rockwellab公司生产micrologix1400可编程逻辑控制器系统；
(3)触摸屏为深圳昆仑通态科技有限责任公司生产的昆仑通态tpc1061tx触摸屏，其内置mcgs嵌入式组态软件；
(4)流量计、空气隔膜泵、变频器为普通商用产品；
(5)除氟剂储罐为容积30m3的玻璃钢罐。
实施例(2)
河南某污水厂，水量1-2万方/天，氟离子浓度5-15mg/l，氟离子排放标准为3.0mg/l，未采用本实施例的自动加药系统之前，采用深圳市长隆科技有限公司生产的液体除氟剂(ii型)进行除氟，除氟剂用量为6.7吨/天。采用本实施例的除氟剂自动加药系统进行除氟剂加药后，除氟剂用量为5.5吨/天，出水氟离子浓度稳定在2.80～2.95mg/l之间。采用本发明所述的自动加药系统，每年可节约除氟剂438吨，节省含氟废水处理药剂费用高达18％。因此本发明的除氟剂自动加药系统可以通过优化参数来减少除氟药剂的使用量，避免由于人工加药不准带来的除氟药剂损失，同时该除氟剂自动加药系统还能节省人力成本、保证出水氟离子浓度稳定达到排放标准，为污水处理企业产生良好的经济效益。
1.一种除氟剂自动加药系统，其特征在于：两个在线氟离子计，流量计，除氟剂储箱，plc控制器，触摸屏，以及变频加药泵，其根据所述plc控制器的控制信号来调整液体除氟药剂加药量。
2.如权利要求1所述的在线氟离子计，其特征在于，其分析污水中投加液体除氟药剂前后的氟离子浓度。
3.如权利要求1所述的流量计，其特征在于，其用于含氟污水水量的计量。
4.如权利要求1所述的除氟剂储箱，其特征在于，其用于储放除氟药剂，通过管道与变频加药泵连接。
5.如权利要求1所述的plc控制器，其特征在于，在线氟离子计和流量计的输出信号，并通过自动加药公式计算来输出控制信号。
6.如权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，其用于plc控制器的显示、参数的设置和修改。
7.如权利要求1所述的变频加药泵，其特征在于，根据所述plc控制器的控制信号来调整液体除氟药剂加药量。
8.如权利要求1所述的自动加药系统，其特征在于，通过plc控制器的优化方法来自动调节除氟药剂投加量，从而达到除氟药剂的精准投加，从而减少人工投加除氟剂药剂的浪费，并节省含氟废水处理企业的人力成本。
技术总结