CN104803495A - 一种变频压力增氧装置及其处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变频压力增氧装置及其处理方法，该装置包括一罐体，罐体上端开设有入水口和纯氧入口，罐体下端开设有出水口，纯氧入口通过氧气管与纯氧源连接，入水口通过低氧水水管连接有水泵，水泵连接水泵变频器，水泵变频器通过PLC模组连接控制器，控制器分别与若干个水池中设置的溶氧传感器连接；出水口通过富氧水水管上的分支管路分别与每个水池连通，分支管路上均设有通水电磁阀，每个通水电磁阀均与PLC模组连接；罐体上还设有压力传感器，压力传感器与水泵变频器连接。本发明采用变频技术，实现水泵的自动开启及关停，可以控制罐内的工作压力稳定，从而保证富氧水出口处溶氧值稳定，全程自动控制，无需人员值守，大大降低人工成本。

Description

一种变频压力增氧装置及其处理方法

技术领域

本发明属于水处理领域，涉及一种增氧装置，具体涉及一种变频压力增氧装置及其处理方法。

背景技术

溶解于水中的分子态氧称为溶解氧，通常记作DO，用每升水里氧气的毫克数（mg/L）表示。溶解氧的多少是衡量水质好坏的一个重要的指标，因此在绝大多数水处理过程中，增氧是一个必不可少的环节。如何针对不同的情况，采用不同的增氧方式也是水处理行业面临的一个问题。目前流行的增氧方式：

从气体种类可以分为：空气增氧及纯氧增氧。空气增氧如曝气砂头，微孔曝气管，水面增氧机等。纯氧增氧如陶瓷微孔散气盘，溶氧锥等。纯氧增氧的效率远远高于空气增氧。

从气体状态可以分为：静态增氧及动态增氧。静态增氧是直接将气体释放于需要处理的水体中。动态增氧是将气体和水先进行有效的混合形成高氧水后再以一定压力注入所需要处理的水体中。动态增氧效率远远高于静态增氧。

目前已经存在的动态纯氧增氧为压力增氧罐或压力溶氧锥。此类技术能有效的使用氧气并达到一定的增氧效果，但是也存在以下一些缺陷和不足：

1．不能保证罐内压力稳定从而不能保证溶解氧值稳定：在实际使用状况下，富氧水使用的量是不恒定的，时大时小，这将导致罐/锥体内的水压不稳定，从而使罐/锥体内高氧水的溶解氧不稳定，进而致使所需处理的水体的溶解氧达不到要求。

2．不能自主设定调节罐内压力从而不能调节设定罐内溶氧值：由于罐/锥体内的压力不能设定为一定的值，导致罐/锥体内的溶氧值也不能设定，从而不能精确控氧，使所需处理的水体达到所需的溶解氧。

3．水泵不能自动开停导致能耗高及人力成本高：由于没有采用变频技术，导致水泵一直全负荷工作，从而耗能高，也导致需要有人值守从而人力成本增高。

4．溶氧效率不够高：罐/锥内水和氧气的接确面不够大，导致了氧气的溶解效率降低。一般只能达到60-75%的氧气利用率。从而注入待处理水体时产生大氧气泡逸出。

发明内容

为克服现有技术中的不足，本发明旨在提供一种变频压力增氧装置及其处理方法，通过应用工控变频技术，实现自主设定并稳定罐内的工作压力，从而保证富氧水出水口处溶氧值稳定。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

    一种变频压力增氧装置，包括一罐体，所述罐体上端开设有一入水口和一纯氧入口，所述罐体下端开设有一出水口，所述纯氧入口通过氧气管与纯氧源连接，所述入水口通过低氧水水管连接有水泵，所述水泵连接一水泵变频器，所述水泵变频器通过PLC模组连接一控制器，所述控制器分别与若干个水池中设置的溶氧传感器连接；所述出水口通过富氧水水管上的分支管路分别与每个所述水池连通，所述分支管路上均设置有通水电磁阀，每个所述通水电磁阀均与所述PLC模组连接；所述罐体上还设置有一压力传感器，所述压力传感器与所述水泵变频器连接。

    进一步的，所述罐体内部下方设有一网状隔板，所述网状隔板和所述罐体顶部之间填充有具有增大水氧接触面积功能的填料，所述填料为多面体材料、微孔状材料或片状材料中的一种，所述罐体上部开设有一填料入口，所述罐体下部开设有一填料出口。

    进一步的，所述网状隔板在所述罐体内的高度介于所述填料出口和所述出水口之间。

    进一步的，所述氧气管的管路上设置有一用于控制纯氧流量的控制箱。

    进一步的，所述罐体的上下两端还连接有一透明的液位观察管。

    进一步的，所述低氧水水管的管路上设置有第一单向阀。

    进一步的，所述氧气管的管路上设置有第二单向阀。

一种变频压力增氧装置的处理方法，包括以下步骤：

    步骤1）通过控制器对PLC模组进行设定，设定每个水池中液体所需达到的一个溶氧值，再通过控制器对水泵变频器设定一个增氧罐罐体内需要维持的压力值；

    步骤2）开启水泵和纯氧源，低氧水和纯氧分别由入水口和纯氧入口进入罐体，在压力的作用下进行溶氧反应，反应后的富氧水由出水口通过富氧水水管分支管路上的通水电磁阀分别流入每个水池中；

    步骤3）每个水池中的溶氧传感器分别监测对应水池中液体的实时溶氧值；同时，罐体上的压力传感器对罐体内的压力进行实时监测；

步骤4）当某一个或某几个水池中液体的溶氧量达到设定值时，PLC模组控制该水池中对应的通水电磁阀关闭，该水池停止进水；

步骤5）由于进水的水池数量减少，罐体中的压力也随之减小，当压力传感器监测到罐体内的压力低于设定值时，立即将信号反馈给水泵变频器，并经控制器处理后自动增加水泵的运转速度，水泵的出水量随之增加，同时罐体内的压力也增加，直至罐体内的压力达到设定值，之后水泵变频器将自动维持水泵转速以保证罐体内的压力稳定在所设定的值，保证出水口富氧水的溶氧值的稳定；

步骤6）当需要对富氧水的溶氧值进行调整时，通过控制器对罐体内压力值进行重新设置；若设置了更高的压力值，则富氧水的溶氧值会提高；反之，富氧水的溶氧值会降低。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过应用变频技术，可以自动控制罐内的工作压力，使罐内富氧水溶氧度达到120mg/L~200mg/L，从而保证富氧水出口处溶氧值稳定。

2、本发明通过应用变频技术，可以自主设定并稳定罐内的工作压力，从而实现罐内富氧水溶氧值可调。

3、本发明通过应用变频技术，可以实现水泵的自动开启及关停，全程做到自动控制，无需人员值守，大大降低人工成本。

4、本发明通过往罐内填充多面体空心材料、微孔状材料或片状材料，增大水氧接触面积，减缓水流速度，从而保证氧气利用率达到97%-99%，大大提高罐内的溶氧效率及溶氧值。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的整体结构示意图。

图中标号说明：1、罐体；2、入水口；3、纯氧入口；4、出水口；5、网状隔板；6、填料；7、填料入口；8、调料出口；9、氧气管；10、压力传感器;12、纯氧源；13、低氧水水管；14、水泵；15、水泵变频器；16、PLC模组；17、控制器；18、水池；19、溶氧传感器；20、富氧水水管；21、通水电磁阀；23、控制箱；27、液位观察管；29、第一单向阀；30、第二单向阀。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。

    参见图1所示，一种变频压力增氧装置，包括一罐体1，所述罐体1上端开设有一入水口2和一纯氧入口3，所述罐体1下端开设有一出水口4，所述纯氧入口3通过氧气管9与纯氧源12连接，所述入水口2通过低氧水水管13连接有水泵14，所述水泵14连接一水泵变频器15，所述水泵变频器15通过PLC模组16连接一控制器17，所述控制器17分别与若干个水池18中设置的溶氧传感器19连接；所述出水口4通过富氧水水管20上的分支管路分别与每个所述水池18连通，所述分支管路上均设置有通水电磁阀21，每个所述通水电磁阀21均与所述PLC模组16连接；所述罐体1上还设置有一压力传感器10，所述压力传感器10与所述水泵变频器15连接。

    进一步的，所述罐体1内部下方设有一网状隔板5，所述网状隔板5和所述罐体1顶部之间填充有具有增大水氧接触面积功能的填料6，所述填料6为多面体材料、微孔状材料或片状材料中的一种，所述罐体1上部开设有一填料入口7，所述罐体1下部开设有一填料出口8。

    进一步的，所述网状隔板5在所述罐体1内的高度介于所述填料出口8和所述出水口4之间。

    进一步的，所述氧气管9的管路上设置有一用于控制纯氧流量的控制箱23。

    进一步的，所述罐体1的上下两端还连接有一透明的液位观察管27。

    进一步的，所述低氧水水管13的管路上设置有第一单向阀29。

    进一步的，所述氧气管9的管路上设置有第二单向阀30。

    一种变频压力增氧装置的处理方法，包括以下步骤：

    步骤1）通过控制器17对PLC模组16进行设定，设定每个水池18中液体所需达到的一个溶氧值，再通过控制器17对水泵变频器15设定一个增氧罐罐体1内需要维持的压力值；

    步骤2）开启水泵14和纯氧源12，低氧水和纯氧分别由入水口2和纯氧入口3进入罐体1，在压力的作用下进行溶氧反应，反应后的富氧水由出水口4通过富氧水水管20分支管路上的通水电磁阀21分别流入每个水池18中；

    步骤3）每个水池18中的溶氧传感器19分别监测对应水池18中液体的实时溶氧值；同时，罐体1上的压力传感器10对罐体1内的压力进行实时监测；

步骤4）当某一个或某几个水池18中液体的溶氧量达到设定值时，PLC模组16控制该水池18中对应的通水电磁阀21关闭，该水池18停止进水；

步骤5）由于进水的水池18数量减少，罐体1中的压力也随之减小，当压力传感器10监测到罐体1内的压力低于设定值时，立即将信号反馈给水泵变频器15，并经控制器17处理后自动增加水泵14的运转速度，水泵14的出水量随之增加，同时罐体1内的压力也增加，直至罐体1内的压力达到设定值，之后水泵变频器15将自动维持水泵14转速以保证罐体1内的压力稳定在所设定的值，保证出水口富氧水的溶氧值的稳定；

步骤6）当需要对富氧水的溶氧值进行调整时，通过控制器17对罐体1内压力值进行重新设置；若设置了更高的压力值，则富氧水的溶氧值会提高；反之，富氧水的溶氧值会降低。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种变频压力增氧装置，包括一罐体（1），所述罐体（1）上端开设有一入水口（2）和一纯氧入口（3），所述罐体（1）下端开设有一出水口（4），所述纯氧入口（3）通过氧气管（9）与纯氧源（12）连接，所述入水口（2）通过低氧水水管（13）连接有水泵（14），其特征在于：所述水泵（14）连接一水泵变频器（15），所述水泵变频器（15）通过PLC模组（16）连接一控制器（17），所述控制器（17）分别与若干个水池（18）中设置的溶氧传感器（19）连接；所述出水口（4）通过富氧水水管（20）上的分支管路分别与每个所述水池（18）连通，所述分支管路上均设置有通水电磁阀（21），每个所述通水电磁阀（21）均与所述PLC模组（16）连接；所述罐体（1）上还设置有一压力传感器（10），所述压力传感器（10）与所述水泵变频器（15）连接。

2.根据权利要求1所述的变频压力增氧装置，其特征在于：所述罐体（1）内部下方设有一网状隔板（5），所述网状隔板（5）和所述罐体（1）顶部之间填充有具有增大水氧接触面积功能的填料（6），所述填料（6）为多面体材料、微孔状材料或片状材料中的一种，所述罐体（1）上部开设有一填料入口（7），所述罐体（1）下部开设有一填料出口（8）。

3.根据权利要求3所述的变频压力增氧装置，其特征在于：所述网状隔板（5）在所述罐体（1）内的高度介于所述填料出口（8）和所述出水口（4）之间。

4.根据权利要求1所述的变频压力增氧装置，其特征在于：所述氧气管（9）的管路上设置有一用于控制纯氧流量的控制箱（23）。

5.根据权利要求1所述的变频压力增氧装置，其特征在于：所述罐体（1）的上下两端还连接有一透明的液位观察管（27）。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的变频压力增氧装置，其特征在于：所述低氧水水管（13）的管路上设置有第一单向阀（29）。

7.根据权利要求1-5中任意一项所述的变频压力增氧装置，其特征在于：所述氧气管（9）的管路上设置有第二单向阀（30）。

8.一种变频压力增氧装置的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

    步骤1）通过控制器（17）对PLC模组（16）进行设定，设定每个水池（18）中液体所需达到的一个溶氧值，再通过控制器（17）对水泵变频器（15）设定一个增氧罐罐体（1）内需要维持的压力值；

    步骤2）开启水泵（14）和纯氧源（12），低氧水和纯氧分别由入水口（2）和纯氧入口（3）进入罐体（1），在压力的作用下进行溶氧反应，反应后的富氧水由出水口（4）通过富氧水水管（20）分支管路上的通水电磁阀（21）分别流入每个水池（18）中；

    步骤3）每个水池（18）中的溶氧传感器（19）分别监测对应水池（18）中液体的实时溶氧值；同时，罐体（1）上的压力传感器（10）对罐体（1）内的压力进行实时监测；

步骤4）当某一个或某几个水池（18）中液体的溶氧量达到设定值时，PLC模组（16）控制该水池（18）中对应的通水电磁阀（21）关闭，该水池（18）停止进水；

步骤5）由于进水的水池（18）数量减少，罐体（1）中的压力也随之减小，当压力传感器（10）监测到罐体（1）内的压力低于设定值时，立即将信号反馈给水泵变频器（15），并经控制器（17）处理后自动增加水泵（14）的运转速度，水泵（14）的出水量随之增加，同时罐体（1）内的压力也增加，直至罐体（1）内的压力达到设定值，之后水泵变频器（15）将自动维持水泵（14）转速以保证罐体（1）内的压力稳定在所设定的值，保证出水口富氧水的溶氧值的稳定；

步骤6）当需要对富氧水的溶氧值进行调整时，通过控制器（17）对罐体（1）内压力值进行重新设置；若设置了更高的压力值，则富氧水的溶氧值会提高；反之，富氧水的溶氧值会降低。