1、酸堿性污水全自動(dòng)中和排放裝置簡(jiǎn)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(guò)程中產(chǎn)生的酸堿性污水全自動(dòng)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(dòng)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(guò)程中，會(huì)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(duì)下游排放設(shè)施造成腐蝕，還會(huì)對(duì)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(gè)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(shí)，酸堿中和反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生突躍，即很小的中和劑加入量就會(huì)導(dǎo)致pH值很大的變化；二是pH計(jì)測(cè)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(shí)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(guó)外于90年代開(kāi)始研究采用專(zhuān)家系統(tǒng)智能控制技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)污水pH值的自動(dòng)調(diào)節(jié)。哈爾濱瀚科環(huán)保科技有限公司在繼承了傳統(tǒng)的全自動(dòng)“專(zhuān)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(dòng)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(zhuān)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(guò)合理的工藝組合，成功地解決了非線性，

3、時(shí)滯性及系統(tǒng)對(duì)酸堿中和反應(yīng)的影響。在原有的基礎(chǔ)上，增加了自動(dòng)預(yù)中和，自動(dòng)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(dòng)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(dòng)中和裝置簡(jiǎn)介除鹽水裝置產(chǎn)生的酸堿性污水具有水量大，pH值波動(dòng)范圍大且急劇，中和時(shí)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(zhuān)為解決除鹽水裝置的酸堿性污水中和，開(kāi)發(fā)研制了第三代酸堿性污水全自動(dòng)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(zhuān)家調(diào)解算法，控制功能優(yōu)越，可實(shí)現(xiàn)適時(shí)中和適時(shí)排放。（三）控制系統(tǒng)中的互聯(lián)器采用國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，可與開(kāi)放型DCS通過(guò)軟件平臺(tái)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(guó)際上先進(jìn)可靠的產(chǎn)品，因此精度高、壽命長(zhǎng)、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(cè)過(guò)程中，滯后時(shí)間的變化規(guī)律比較復(fù)雜，所以傳統(tǒng)的PID控制無(wú)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(guò)程中采用傳統(tǒng)的控制技術(shù)對(duì)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(gè)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(gè)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(guò)程中自動(dòng)存貯在知識(shí)庫(kù)中，并不斷更新，隨著系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間的增加，知識(shí)庫(kù)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(jiàn)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(guò)過(guò)濾器，流量計(jì)進(jìn)入pH1檢測(cè)，為了使pH1的測(cè)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(dòng)控制加入量，這是一個(gè)預(yù)調(diào)過(guò)程。經(jīng)預(yù)調(diào)后的廢水pH值為212，其波動(dòng)范圍為±0.2。然

6、后污水進(jìn)入一級(jí)加藥器和一級(jí)高效反應(yīng)器進(jìn)行粗調(diào)，根據(jù)pH1的值自動(dòng)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(cè)并根據(jù)其值進(jìn)行微調(diào)，污水再進(jìn)入二級(jí)加藥器和二級(jí)高效反應(yīng)器，根據(jù)pH2的值自動(dòng)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(cè)，當(dāng)pH3的值在69范圍內(nèi)時(shí)排放閥自動(dòng)開(kāi)啟，污水直接排放。當(dāng)啟動(dòng)初期短時(shí)間內(nèi)可能pH3的檢測(cè)值不在69的范圍內(nèi)，此時(shí)回流閥自動(dòng)開(kāi)啟，污水回到中和池重新調(diào)解。本系統(tǒng)為全自動(dòng)控制系統(tǒng)，當(dāng)中和池液位處于高液位時(shí)，污水提升泵自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行。當(dāng)中和池液位處于低液位時(shí)，自動(dòng)停泵，且攪拌用壓縮風(fēng)閥門(mén)自動(dòng)關(guān)閉。當(dāng)液位處于中液位時(shí)，壓縮空氣閥自動(dòng)開(kāi)啟進(jìn)風(fēng)攪拌。當(dāng)

7、系統(tǒng)停運(yùn)時(shí)，pH計(jì)的新鮮水沖洗閥自動(dòng)開(kāi)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(zhuān)用控制系統(tǒng)接 口 部 件開(kāi)入板開(kāi)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(lèi)，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(dòng)/手動(dòng)，無(wú)擾動(dòng)切換跟蹤，自學(xué)習(xí)專(zhuān)家控制等十幾種控制算法，根據(jù)控制對(duì)象方便地選擇控制算法。控制系統(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(shí)數(shù)據(jù)顯示功能對(duì)裝置內(nèi)污水的PH值，

8、液位高度，流量等實(shí)時(shí)檢測(cè)，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(dòng)/手動(dòng)無(wú)擾動(dòng)切換功能提供全系統(tǒng)自動(dòng)控制方式和遠(yuǎn)程手動(dòng)操作方式（四）系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定提供調(diào)節(jié)周期、一級(jí)調(diào)節(jié)最小整定量、二級(jí)調(diào)節(jié)最小整定量、一級(jí)酸堿調(diào)節(jié)目標(biāo)值上限，一級(jí)酸堿調(diào)節(jié)目標(biāo)值下限、回流排放切換延時(shí)、回流排放調(diào)節(jié)延時(shí)、排放回流切換延時(shí)、排放回流調(diào)節(jié)延時(shí)，液位上限、液位下限的參數(shù)設(shè)定。（五）實(shí)時(shí)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(shí)趨勢(shì)顯示功能（八）歷史趨勢(shì)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(chǎng)環(huán)境的特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制酸堿污水排放中和調(diào)節(jié)的過(guò)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(kāi)發(fā)的設(shè)備和國(guó)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(zhǎng)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(dòng)中和排放裝置的改進(jìn)與應(yīng)用酸堿性污水全自動(dòng)中和排放裝置自九十年代末期在國(guó)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(guó)家環(huán)保總局的重點(diǎn)實(shí)用技術(shù)，并獲得國(guó)家科委、國(guó)家稅務(wù)總局、外貿(mào)部、國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督總局、國(guó)家環(huán)保總局等五部委聯(lián)合評(píng)定的國(guó)家重點(diǎn)新產(chǎn)品稱(chēng)號(hào)。現(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(shí)水量大，污水的pH值極不穩(wěn)定，時(shí)時(shí)刻刻都在變化中，中和的突變過(guò)程明顯等特點(diǎn)做了多次改進(jìn)。擴(kuò)大了該裝置對(duì)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(dòng)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(dòng)運(yùn)行，達(dá)到無(wú)人操作水平，成為目前國(guó)內(nèi)最具有推廣價(jià)值的環(huán)保新技術(shù)。作者簡(jiǎn)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(zhuān)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(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)，職稱(chēng)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