CN110963600A - 一种水质分析仪废液循环利用方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了污水处理技术领域的一种水质分析仪废液循环利用方法及***，旨在解决现有技术中对水质在线分析仪产生的废液进行无害化处理的工艺复杂，耗材和能耗成本高的技术问题。所述方法包括如下步骤：基于第二水质分析仪的用水要求和第一水质分析仪的废液特点，对第一水质分析仪的废液进行处理，消除第一水质分析仪的废液中影响第二水质分析仪测量的干扰因子；将处理后废液作为清液供第二水质分析仪使用。

Description

一种水质分析仪废液循环利用方法及***

技术领域

本发明涉及一种水质分析仪废液循环利用方法及***，属于污水处理技术领域。

背景技术

水质在线分析仪可实现水环境质量的在线监测，主要应用于水质自动监测站内。水质在线分析仪基于待测目标物质特性，通过添加适当的化学试剂与待测目标物质产生化学反应后实现测量。目前，我国市场上应用较多的水质在线分析仪主要有氨氮、总磷、总氮、高锰酸盐指数、化学需氧量以及部分重金属在线分析仪等，多种水质在线分析仪通常集中部署于一个水质自动监测站内以方便管理。其测量流程通常可归纳为待测水样润洗、水样化学处理（消解）及测量、管路***清洗，其测量方法主要有比色法、滴定法、离子选择电极法、阳极溶出法等。大部分厂家的试剂组成配方均公开，涉及的试剂主要有酸、碱、氧化剂、还原剂、显色剂、掩蔽剂、待测物质标准溶液等。

水质在线分析仪测量后所产生的废液极易产生二次污染，其废液通常包括水样仪器管路***的润洗废液、添加反应试剂后的测量废液以及测量完成后清洗管路***的清洗废液，为保证仪器测量的可靠性，清洗废液通常为测量废液的两至三倍。

目前，水质在线分析仪废液处理的常用方法，是使用收集容器将废液储存，待积累到一定量时，转运至专业的废液处理机构进行处理。但由于水质在线分析仪监测频次频繁、废液量较大，且水质自动监测站分布较为分散，尤其是地表水水质自动监测站，普遍距离市区较远，因而导致运输管理和处理成本较高。如何有效地处理废液、减少废液排放，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

目前，技术人员提出了一些废液处理方案，通过对水质在线分析仪产生的废液进行无害化处理，处理后直接排放。但由于水质在线分析仪废液成分较为复杂，将所有废液直接进行无害化处理，不仅工艺复杂，而且耗材和能耗成本高，对于处理后的废液缺乏有效的检测手段，无法确保其可持续稳定地进行无害化排放。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种水质分析仪废液循环利用方法及***，以解决现有技术中对水质在线分析仪产生的废液进行无害化处理的工艺复杂，耗材和能耗成本高的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种水质分析仪废液循环利用方法，包括如下步骤：

基于第二水质分析仪的用水要求和第一水质分析仪的废液特点，对第一水质分析仪的废液进行处理，消除第一水质分析仪的废液中影响第二水质分析仪测量的干扰因子；

将处理后废液作为清液供第二水质分析仪使用。

进一步地，所述干扰因子的消除方法包括：去除干扰物质、调节酸碱度、调节浑浊度中的至少任一种。

进一步地，所述干扰物质的去除方法包括：对第一水质分析仪的废液进行化学处理、过滤处理、吸附处理、反渗透处理、离子交换处理中的至少任一种。

进一步地，所述酸碱度的调节方法包括：对第一水质分析仪的废液进行酸碱中和处理。

进一步地，所述浑浊度的调节方法包括：对第一水质分析仪的废液进行过滤处理、吸附处理、反渗透处理中的至少任一种。

进一步地，所述废液包括：第一水质分析仪的润洗废液、测量废液、清洗废液中的至少任一种。

进一步地，在将处理后废液作为清液供第二水质分析仪使用之前，还包括：

对处理后废液进行检测；

如果检测结果显示所述处理后废液不满足第二水质分析仪的用水要求，将所述处理后废液外送处理，或对处理工艺进行优化并按优化后的处理工艺对所述处理后废液进行处理。

为达到上述目的，本发明还提供了一种水质分析仪废液循环利用***，包括顺序连通的废液暂存模块、废液处理模块、清液收集模块，所述废液暂存模块外接第一水质分析仪，所述清液收集模块外接第二水质分析仪，所述废液暂存模块用于收集第一水质分析仪的废液；

所述废液处理模块用于基于第二水质分析仪的用水要求和第一水质分析仪的废液特点，对第一水质分析仪的废液进行处理，消除第一水质分析仪的废液中影响第二水质分析仪测量的干扰因子；

所述清液收集模块用于触发第二水质分析仪对处理后废液进行检测或／和将处理后废液作为清液供第二水质分析仪使用。

进一步地，所述废液处理模块包括彼此连通的化学处理模块、过滤模块、吸附模块中的至少任一项；

所述化学处理模块用于对第一水质分析仪的废液进行化学处理；

所述过滤模块用于对第一水质分析仪的废液进行过滤处理；

所述吸附模块用于对第一水质分析仪的废液进行吸附处理。

进一步地，所述废液处理模块还包括彼此连通的酸碱中和模块、反渗模块、离子交换模块中的至少任一项；

所述酸碱中和模块用于对第一水质分析仪的废液进行酸碱中和处理；

所述反渗模块用于对第一水质分析仪的废液进行反渗透处理；

所述离子交换模块用于对第一水质分析仪的废液进行离子交换处理。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：本发明方法及***利用废液暂存模块收集第一水质分析仪的废液，利用废液处理模块消除第一水质分析仪的废液中影响第二水质分析仪测量的干扰因子，利用清液收集模块将处理后的废液作为清液供第二水质分析仪使用，并可触发第二水质分析仪对该清液进行测量判断其是否满足用水要求。所述废液处理模块包括化学处理模块、过滤模块、吸附模块、酸碱中和模块、反渗模块、离子交换模块中的一项或多项，能够对第一水质分析仪的废液进行多样化处理，并可根据需要改进处理工艺，以满足第二水质分析仪的用水要求。本发明方法及***在保证测量的基础上，循环利用水质在线分析仪产生的废液，减少了废液排放量，降低了工艺难度和运维成本。

附图说明

图1是本发明***实施例的整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

本发明具体实施方式提供了一种水质分析仪废液循环利用***，如图1所示，本发明***实施例的整体结构示意图。所述***包括顺序连通的废液暂存模块、化学处理模块、吸附／过滤模块、酸碱中和模块、反渗／离子交换模块、清液收集模块，所述废液暂存模块外接第一水质分析仪，所述清液收集模块外接第二水质分析仪。本实施例中，前述第一水质分析仪和第二水质分析仪均为水质在线分析仪；前述化学处理模块、吸附／过滤模块、酸碱中和模块、反渗／离子交换模块共同构成了本发明***的废液处理模块。

废液暂存模块可与第一水质分析仪通讯，可对第一水质分析仪的润洗废液、测量废液、清洗废液进行选择性收集，可测量所收集废液的体积，当体积达到预设阈值时，将收集到的废液排至化学处理模块。其中，润洗废液是利用待测量水润洗第一水质分析仪产生的废液；测量废液中包括待测量水和添加的化学试剂；清洗废液中包括清洗水和少量测量废液残留。对于水质自动监测站技术人员来说，每种废液的主要成分和含量均为已知，因而可根据第二水质分析仪的用水需求，分析第一水质分析仪的废液是否存在利用价值，对于存在较大利用价值的废液收集至废液暂存模块，对于利用价值不大的废液则直接外送至第三方专业机构进行处理，并就此对***进行预先设定。由于废液暂存模块可与第一水质分析仪通讯，能够及时知晓第一水质分析仪何时排出何种废液，根据预先设定对第一水质分析仪的特定废液进行收集，以利于平衡***运行成本和废液利用率，从而提高***性价比。

化学处理模块根据第二水质分析仪的用水要求（影响测量的干扰物质含量、酸碱度、浑浊度等）和第一水质分析仪的废液特点（化学物质组成与性质、化学物质含量、酸碱度、浑浊度等），加入化学试剂对第一水质分析仪的废液中的干扰物质进行化学处理，从而将干扰物质含量减少至规定标准以内。该化学处理模块设计有pH计、电导率仪、温度计等工艺反馈传感器，并包含有加热、搅拌等基本辅助装置，并设计有循环液进口、循环液出口和淤泥排放口。废液自循环液进口进入该化学处理模块，向化学处理模块中投放化学试剂，通过沉淀、络合、氧化等措施去除或屏蔽第一水质分析仪废液中的干扰物质，经处理后的废液自循环液出口流向吸附／过滤模块，处理过程中生成沉淀物和废渣自淤泥排放口排出。通过添加合适的化学试剂，该化学处理模块亦可调节循环液酸碱度，以满足第二水质分析仪用水的酸碱度要求。

吸附／过滤模块通常由活性炭、沸石等吸附材料以及PP棉、复合膜等过滤材料组成，旨在去除废液中的颗粒性物质及化学处理模块中未处理彻底的可吸附干扰物质，以满足第二水质分析仪用水的浑浊度要求。

酸碱中和模块为内置有酸碱度反馈传感器的可选模块，旨在调整经化学处理模块和吸附／过滤模块处理后废液的酸碱度，进一步满足第二水质分析仪用水的酸碱度要求。

反渗／离子交换模块亦为可选模块，通常在第二水质分析仪的用水要求比较高的情况下，对经化学处理模块、吸附／过滤模块、酸碱中和模块处理后废液作反渗透／离子交换处理，以去除废液中的各种化学物质和颗粒性物质，进一步满足第二水质分析仪用水的干扰物质含量和浑浊度要求。

清液收集模块用于暂存处理后的废液作为清液供第二水质分析仪使用，并可触发第二水质分析仪对该清液进行测量判断其是否满足用水要求。

本发明具体实施方式提供了一种水质分析仪废液循环利用方法，所述方法基于本发明具体实施方式提供的一种水质分析仪废液循环利用***加以实现，所述方法包括如下步骤：

步骤一，对第二水质分析仪的用水要求与第一水质分析仪的废液特点进行匹配，获取第一水质分析仪的废液中影响第二水质分析仪测量的干扰因子。所述干扰因子包括干扰物质含量超标、酸碱度超标、浑浊度超标中的一项或多项。该废液可为第一水质分析仪的润洗废液、测量废液、清洗废液中的一种或多种。对于水质自动监测站技术人员来说，第一水质分析仪的废液特点和第二水质分析仪的用水要求均为已知条件，因而可以预先从第一水质分析仪排出的废液中选取特定的废液作为收集和处理对象。本实施例中，前述第一水质分析仪和第二水质分析仪均为水质在线分析仪。

步骤二，废液暂存模块根据预设程序，收集第一水质分析仪排出的废液。

步骤三，废液处理模块根据预设程序，消除第一水质分析仪的废液中的干扰因子。由于干扰因子包括干扰物质含量超标、酸碱度超标、浑浊度超标中的一项或多项，因而消除干扰因子的方法也存在很多种，通常采用如下处理方式：①对于干扰物质含量超标的消除，首先，化学处理模块对收集到的第一水质分析仪的废液进行化学处理；然后，吸附／过滤模块对未处理彻底的可吸附干扰物质进行吸附／过滤处理。②对于酸碱度超标的消除，亦可采用化学处理方法，如果经化学处理后仍不能满足第二水质分析仪用水的酸碱度要求，由酸碱中和模块对尚不达标的废液进行酸碱中和处理。③对于浑浊度超标的消除，一般由吸附／过滤模块对废液进行吸附／过滤处理，以去除废液中的颗粒性物质。除了上述情形外，在第二水质分析仪的用水要求比较高的情况下，可对废液进行反渗透／离子交换处理，以去除废液中的各种化学物质和颗粒性物质。

步骤四，清液收集模块根据预设程序，暂存处理后的废液作为清液供第二水质分析仪使用，并可触发第二水质分析仪对该清液进行测量，判断其是否满足用水要求。如果经检测不满足第二水质分析仪的用水要求，可将处理后的废液直接外送至第三方专业机构进行处理，也可对废液处理工艺进行优化并按优化后的处理工艺对所述处理后废液进行处理。所述废液处理工艺的优化，可改变所添加的化学试剂以增强化学处理效果，也可对吸附／过滤模块中的吸附材料进行改进以增强吸附／过滤处理效果，也可利用反渗／离子交换模块对废液进行反渗透／离子交换处理，以去除废液中的各种化学物质和颗粒性物质。

下面，结合实施例对本发明方法作进一步解释说明。

实施例1：

第一水质分析仪为碱性过硫酸钾氧化-紫外可见光光度法原理总氮在线分析仪；第二水质分析仪为氨气敏电极原理氨氮在线分析仪，现场水样较为复杂。所谓水样较为复杂是指：水样中含有各类污染物质较多，第二水质分析仪测量参数（本实例中的氨氮含量）较高，且水样中可能原本存在影响第二水质分析仪的干扰物质。

第二水质分析仪用水要求为不含氨氮和表面活性剂等干扰物质（或含量低于某一限值）、水溶液呈中性、不含可能导致管路堵塞的杂质等。第一水质分析仪的废液主要包括：（a）润洗废液：润洗水质分析仪管路***的原水；（b）测量废液：原水所含化学物质及分析仪测量中加入的氢氧化钠、过硫酸钾、盐酸等反应后的化学物质，离子组成主要为钠离子、钾离子、硫酸根离子、氯离子、硝酸根离子等（在总氮分析仪测量过程中，氨氮等物质被氧化为硝酸根离子）；（c）清洗废液：其主要为测量废液所含物质的极小浓度（即测量废液经排放后，少量残留于管壁，分析仪通过清洗将残余去除而进入清洗废液，故含量较低）。

结合第二水质分析仪用水要求，取第一水质分析仪清洗废液进行处理，废液循环利用***主要为废液暂存模块、化学处理模块、吸附/过滤模块和清液暂存模块组成。具体处理方法如下：1）废液暂存模块选择性收集第一水质分析仪清洗废液,并对清洗废液进行暂存，待废液体积达到预定体积时，将废液导入化学处理模块； 2）在化学处理模块中，加入一定体积的5%的EDTA-2NA（所述体积视处理废液体积确定，通常为1:10-100）；将水样酸碱度调节至中性，并将处理完成的废液导入吸附/过滤模块；3）吸附/过滤模块由活性炭和PP棉两部分组成，可去除部分在化学处理模块中生产的络合物和水样中的固体杂质，并将处理后的废液作为清液导入清液暂存模块；4）清液暂存模块触发第二水质分析仪测量该清液，检测测值是否符合测量要求。若合格则作为第二水质分析仪测量用水使用，若不合格则作为废液收集交由专业机构处理或优化上述工艺后重新处理。

实施例2：

第一水质分析仪为酸性高锰酸钾氧化-滴定原理高锰酸盐指数分析仪；第二水质分析仪为纳氏试剂比色法测量原理的氨氮在线分析仪，现场水样较为复杂。所谓水样较为复杂是指：水样中含有各类污染物质较多，第二水质分析仪测量参数物质含量较高（本实例中的氨氮含量较高），且水样中可能原本存在影响第二水质分析仪的干扰物质。

氨氮在线分析仪用水要求为：不含氨氮物质及可能对该原理分析仪测量产生干扰的杂质、水溶液呈中性、水的浑浊度不对测量产生影响（即入射光不因水的浑浊度产生较大散射，例如本例要求不高于1NTU）、用水在410nm-425nm波长范围内无吸收等。高锰酸盐指数分析仪废液组成主要为：（a）润洗废液：润洗水质分析仪管路***的原水；（b）测量废液：原水所含化学物质及分析仪测量中加入的高锰酸钾、硫酸、草酸钠反应后的化学物质。离子组成主要为钠离子、锰离子、硫酸根离子等；（c）清洗废液：其主要为测量废液所含物质的极小浓度（即测量废液经排放后，少量残留于管壁，分析仪通过清洗将残余去除而进入清洗废液，故含量较低）。

结合第二水质分析仪用水要求，取第一水质分析仪清洗废液进行处理，废液循环利用***主要为废液暂存模块、化学处理模块、吸附/过滤模块和清液暂存模块组成。具体处理方法如下：1）废液暂存模块选择性收集第一水质分析仪清洗废液；并对清洗废液进行暂存，待废液体积达到预定体积时，将废液导入化学处理模块。2）在化学处理模块中，一定体积的草酸—硫酸锌—氢氧化钠共沉试剂。（所述体积视处理废液体积确定，通常为1:10-100）；静置沉淀后，取上层液导入吸附/过滤模块；3）吸附/过滤模块由沸石和PP棉两部分组成，可去除部分在化学处理模块中的沉淀和水样的固体杂质，使水的浑浊度满足用水要求。并将处理后的废液作为清液导入清液暂存模块；4）清液暂存模块触发第二水质分析仪测量该清液，检测测值是否符合测量要求。若合格则作为第二水质分析仪测量用水使用，若不合格则作为废液收集交由专业机构处理或优化上述工艺后进一步处理。

实施例3：

第一水质分析仪为氨气敏电极原理氨氮在线分析仪，第二水质分析仪为酸性高锰酸钾氧化-滴定原理高锰酸盐指数分析仪，水样较为清洁简单。所谓水样较为清洁简单是指：水样中含有污染物质少，第二水质分析仪测量参数物质含量低（本实例中的可被酸性高锰酸钾氧化的还原性物质和有机物含量较低），如保护较好的饮用水源地。

高锰酸盐指数分析仪对测量用水的要求是：不含可被酸性高锰酸盐氧化的还原性物质（或其含量低于某一限值）、水溶液呈中性、不含可能导致管路堵塞的杂质等。所述第一水质分析仪废液主要包括：（a）润洗废液：润洗水质分析仪管路***的原水；（b）测量废液：原水所含化学物质及分析仪测量中加入的氢氧化钠。离子组成主要为钠离子、氢氧根离子；（c）清洗废液：其主要为测量废液所含物质的极小浓度（即测量废液经排放后，少量残留于管壁，分析仪通过清洗将残余去除而进入清洗废液，故含量较低）。

结合第二水质分析仪用水要求，取第一水质分析仪测量废液和清洗废液进行处理，废液循环利用***主要为废液暂存模块、化学处理模块、吸附/过滤模块、反渗模块和清液暂存模块组成。具体处理方法如下：1）废液暂存模块选择性收集第一水质分析仪测量废液和清洗废液；并对测量废液和清洗废液进行暂存，待废液体积达到预定体积时，将废液导入化学处理模块。2）在化学处理模块中，加入一定体积的稀硫酸，调节试液至中性，（所述加入体积可通过化学处理模块配置的pH计反馈控制确定，即pH值调节至中性后停止加入），并将处理后的废液导入吸附/过滤模块；3）吸附/过滤模块由沸石和PP棉两部分组成，可去除部分固体杂质和可吸附干扰物质，并将处理液导入反渗模块；4）反渗模块将处理液进一步处理至满足第二水质分析仪用水要求，再将处理后的废液作为清液导入清液暂存模块；5）清液暂存模块触发第二水质分析仪测量该清液，检测测值是否符合测量要求。若合格则作为第二水质分析仪测量用水使用，若不合格则作为废液收集交由专业机构处理或优化上述工艺后进一步处理。

本发明方法及***利用废液暂存模块收集第一水质分析仪的废液，利用废液处理模块消除第一水质分析仪的废液中影响第二水质分析仪测量的干扰因子，利用废液暂存模块暂存处理后的废液作为清液供第二水质分析仪使用，并可触发第二水质分析仪对该清液进行测量判断其是否满足用水要求。所述废液处理模块包括化学处理模块、过滤模块、吸附模块、酸碱中和模块、反渗模块、离子交换模块中的一项或多项，能够对第一水质分析仪的废液进行多样化处理，并可根据需要改进处理工艺，以满足第二水质分析仪的用水要求。本发明方法及***在保证测量的基础上，循环利用水质在线分析仪产生的废液，减少了废液排放量，降低了工艺难度和运维成本。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种水质分析仪废液循环利用方法，其特征是，包括如下步骤：

基于第二水质分析仪的用水要求和第一水质分析仪的废液特点，对第一水质分析仪的废液进行处理，消除第一水质分析仪的废液中影响第二水质分析仪测量的干扰因子；

将处理后废液作为清液供第二水质分析仪使用。

2.根据权利要求1所述的水质分析仪废液循环利用方法，其特征是，所述干扰因子的消除方法包括：去除干扰物质、调节酸碱度、调节浑浊度中的至少任一种。

3.根据权利要求2所述的水质分析仪废液循环利用方法，其特征是，所述干扰物质的去除方法包括：对第一水质分析仪的废液进行化学处理、过滤处理、吸附处理、反渗透处理、离子交换处理中的至少任一种。

4.根据权利要求2所述的水质分析仪废液循环利用方法，其特征是，所述酸碱度的调节方法包括：对第一水质分析仪的废液进行酸碱中和处理。

5.根据权利要求2所述的水质分析仪废液循环利用方法，其特征是，所述浑浊度的调节方法包括：对第一水质分析仪的废液进行过滤处理、吸附处理、反渗透处理中的至少任一种。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的水质分析仪废液循环利用方法，其特征是，所述废液包括：第一水质分析仪的润洗废液、测量废液、清洗废液中的至少任一种。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的水质分析仪废液循环利用方法，其特征是，在将处理后废液作为清液供第二水质分析仪使用之前，还包括：

对处理后废液进行检测；

如果检测结果显示所述处理后废液不满足第二水质分析仪的用水要求，将所述处理后废液外送处理，或对处理工艺进行优化并按优化后的处理工艺对所述处理后废液进行处理。

8.一种水质分析仪废液循环利用***，其特征是，包括顺序连通的废液暂存模块、废液处理模块、清液收集模块，所述废液暂存模块外接第一水质分析仪，所述清液收集模块外接第二水质分析仪，所述废液暂存模块用于收集第一水质分析仪的废液；

所述废液处理模块用于基于第二水质分析仪的用水要求和第一水质分析仪的废液特点，对第一水质分析仪的废液进行处理，消除第一水质分析仪的废液中影响第二水质分析仪测量的干扰因子；

所述清液收集模块用于触发第二水质分析仪对处理后废液进行检测或／和将处理后废液作为清液供第二水质分析仪使用。

9.根据权利要求8所述的水质分析仪废液循环利用***，其特征是，所述废液处理模块包括彼此连通的化学处理模块、过滤模块、吸附模块中的至少任一项；

所述化学处理模块用于对第一水质分析仪的废液进行化学处理；

所述过滤模块用于对第一水质分析仪的废液进行过滤处理；

所述吸附模块用于对第一水质分析仪的废液进行吸附处理。

10.根据权利要求9所述的水质分析仪废液循环利用***，其特征是，所述废液处理模块还包括彼此连通的酸碱中和模块、反渗模块、离子交换模块中的至少任一项；

所述酸碱中和模块用于对第一水质分析仪的废液进行酸碱中和处理；

所述反渗模块用于对第一水质分析仪的废液进行反渗透处理；

所述离子交换模块用于对第一水质分析仪的废液进行离子交换处理。

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