CN214115032U - 一种水厂净水工艺中投加二氧化碳调节pH值的设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种水厂净水工艺中投加二氧化碳调节pH值的设备，包括溶气罐，溶气罐顶端通过管道连接有软化水注入装置，溶气罐中部通过管道连接有二氧化碳注入装置，溶气罐底端通过管道以及设在管道上的出液阀连接有投加泵，投加泵出口端连接的管道上还设有碳酸溶液注射阀，碳酸溶液注射阀将混合后的碳酸溶液注入净水厂原水管中。本实用新型通过溶气罐将二氧化碳气体制备成过饱和碳酸溶液，使二氧化碳利用率变高，再通过精确计量装置将碳酸溶液直接注入到待处理的水体中，达到精准调节并稳定水中pH值的目的。

Description

一种水厂净水工艺中投加二氧化碳调节pH值的设备

技术领域

本实用新型涉及净水工艺技术领域，具体涉及一种水厂净水工艺中投加二氧化碳调节pH值的设备。

背景技术

目前国内外供水行业各类净水工艺均对水中pH值有明确的要求，通过合理控制水体pH值，可对后续加药工艺药剂投加量以及混凝沉淀工艺产生重大的影响，因此如何调节水中pH值成为净水工艺重要一个环节。目前国内调节pH值方法主要有投加石灰乳溶液、投加盐酸或硫酸溶液。由于盐酸和硫酸存在腐蚀性和危险性，均为危险化学品，属于管制化学药剂。在环保治理要求日益提高的大背景下，国内水厂净水工艺寻找替代投加盐酸或硫酸的方法有了迫切的需求，其中，使用二氧化碳来控制水体pH值便是一个方向。

但现有技术中，利用将二氧化碳气体直接投加进入水体存在二氧化碳利用率不高、逸出气体污染环境的情况。同时由于粗放式投加二氧化碳使得水体中pH值调整不能做到精确控制，对后续工艺影响较大。

实用新型内容

针对相关技术中的上述技术问题，本实用新型提供一种水厂净水工艺中投加二氧化碳调节pH值的设备，通过溶气罐制备二氧化碳气体微纳米气泡，形成过饱和碳酸溶液，再通过精确计量装置将碳酸溶液直接注入到待处理的水体中，达到精准调节并稳定水中pH值的目的。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：

一种水厂净水工艺中投加二氧化碳调节pH值的设备，包括溶气罐，所述溶气罐顶端通过管道连接有软化水注入装置，所述溶气罐中部通过管道连接有二氧化碳注入装置，所述溶气罐底端通过管道以及设在管道上的出液阀连接有投加泵，所述投加泵出口端连接的管道上还设有碳酸溶液注射阀，所述碳酸溶液注射阀将混合后的碳酸溶液注入净水厂原水管中。

在本实用新型所述的一种水厂净水工艺中投加二氧化碳调节pH值的设备中，所述软化水注入装置在注入端的管道上由近至远依次设有进水泵以及溶气罐进水流量计，所述软化水注入装置在注入端的管道末端设有软化水喷淋装置，所述软化水喷淋装置位于所述溶气罐内部顶端且喷口朝下。

在本实用新型所述的一种水厂净水工艺中投加二氧化碳调节pH值的设备中，所述软化水注入装置包括连接进水端管道与注水端管道的软化水控制阀以及与所述软化水控制阀连接的树脂罐及盐箱。

在本实用新型所述的一种水厂净水工艺中投加二氧化碳调节pH值的设备中，所述二氧化碳注入装置在注入端的管道上由近至远依次设有二氧化碳电动出气阀以及二氧化碳流量计，所述二氧化碳注入装置在注入端的管道末端设有二氧化碳释放器，所述二氧化碳释放器位于所述溶气罐内部中部。

在本实用新型所述的一种水厂净水工艺中投加二氧化碳调节pH值的设备中，所述二氧化碳注入装置包括液态二氧化碳存储罐以及在所述液态二氧化碳存储罐出口端管道上由近至远依次设置的减压阀、汽化器。

在本实用新型所述的一种水厂净水工艺中投加二氧化碳调节pH值的设备中，所述溶气罐内部设有溶气罐填料，所述溶气罐填料设于软化水喷淋装置以及二氧化碳释放器之间。

在本实用新型所述的一种水厂净水工艺中投加二氧化碳调节pH值的设备中，所述溶气罐中部一侧还设有用于观察内部状况的观察孔，所述观察孔由透明装置进行密封。

在本实用新型所述的一种水厂净水工艺中投加二氧化碳调节pH值的设备中，所述溶气罐下部一侧还设有用于对内部液体进行取样的取样用阀门。

在本实用新型所述的一种水厂净水工艺中投加二氧化碳调节pH值的设备中，所述溶气罐顶端还设有用于测试内部压力的压力表。

在本实用新型所述的一种水厂净水工艺中投加二氧化碳调节pH值的设备中，还包括PLC控制柜，所述PLC控制柜通过检测二氧化碳流量、软化水注入量、溶气罐压力、水体中pH值来控制所述投加泵的投加量大小。

本实用新型相较于现有技术，其有益效果为：

1、在环保治理要求日益提高的大背景下，改变目前国内调节pH采用属于管制危险化学品的盐酸、硫酸的方法，通过特殊设计的二氧化碳投加设备调节水厂净水工艺pH值，使之在工程上能得到实际应用，是一重大突破。

2、采用将二氧化碳气体在溶气罐内通过配置为碳酸溶液的方法，解决了将二氧化碳气体直接投加进入水体存在的二氧化碳利用率不高、逸出气体污染环境的问题。

3、本实用新型具有运行管理方便，成套装置体积小，反应迅捷，二氧化碳利用率高的特点。

4、通过本实用新型投加二氧化碳调节pH的方法，可以做到精确控制水体pH值，对后续工艺升级带来了极大的便利。本实用新型在水厂强化混凝、溴酸盐控制、再矿化、残余铝控制、pH调节以及消毒副产物控制方面有实际应用价值。本实用新型是现有工艺升级改造、精确控制投加药量、满足水质标准日益提高的有效解决途径。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，下面描述中的附图仅为本实用新型的部分实施例相应的附图。

图1是根据本实用新型实施例所述的一种水厂净水工艺中投加二氧化碳调节pH值的设备的结构示意图。

具体实施方式

为了解决现有技术中调节pH值所投加的盐酸或硫酸溶液存在腐蚀性和危险性，而利用二氧化碳气体直接投加进入水体存在二氧化碳利用率不高、逸出气体污染环境的问题，本实用新型提出一种水厂净水工艺中投加二氧化碳调节pH值的设备，通过溶气罐将二氧化碳气体制备成过饱和碳酸溶液，使其利用率高，再通过精确计量装置将碳酸溶液直接注入到待处理的水体中，达到精准调节并稳定水中pH值的目的。

需要说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接位于该另一个部件上。当一个部件被称为“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是为了便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

一种水厂净水工艺中投加二氧化碳调节pH值的设备，包括溶气罐11，所述溶气罐11顶端通过管道连接有软化水注入装置17，所述溶气罐11中部通过管道连接有二氧化碳注入装置1，所述溶气罐11底端通过管道以及设在管道上的出液阀12连接有投加泵13，所述投加泵13出口端连接的管道上还设有碳酸溶液注射阀15，所述碳酸溶液注射阀15将混合后的碳酸溶液注入净水厂原水管14中。

在本优选实施例中，所述软化水注入装置17在注入端的管道上由近至远依次设有进水泵18以及溶气罐进水流量计8，所述软化水注入装置17在注入端的管道末端设有软化水喷淋装置6，所述软化水喷淋装置6位于所述溶气罐11内部顶端且喷口朝下。

在本优选实施例中，所述软化水注入装置17包括连接进水端管道与注水端管道的软化水控制阀171以及与所述软化水控制阀171连接的树脂罐172及盐箱173。

具体的，在本优选实施例中，所述软化水注入装置17右侧为进水端，连接进水管，软化水注入装置17左侧为注水端，连接注水管，原水经过进水管来到软化水注入装置17的软化水控制阀171范围内，通过两个树脂罐172及盐箱173的工作将原水进行软化，形成软化水，软化水再经过进水泵18，被进水泵18泵入到软化水喷淋装置6处，从软化水喷淋装置6的喷口喷出，来到溶气罐11内。

其中，进水泵18与软化水喷淋装置6之间还设有溶气罐进水流量计8，溶气罐进水流量计8设于溶气罐11外部，用于检测监控进水流量。另外，在上述过程中，软化水注入装置17、软化水控制阀171、树脂罐172及盐箱173的具体工作原理均为现有技术，其早已在现有的软化水***中被广泛应用，在此不再赘述。

在本优选实施例中，所述二氧化碳注入装置1在注入端的管道上由近至远依次设有二氧化碳电动出气阀2以及二氧化碳流量计3，所述二氧化碳注入装置1在注入端的管道末端设有二氧化碳释放器9，所述二氧化碳释放器9位于所述溶气罐11内部中部。

在本优选实施例中，所述二氧化碳注入装置1包括液态二氧化碳存储罐101以及在所述液态二氧化碳存储罐101出口端管道上由近至远依次设置的减压阀102、汽化器103。

在本优选实施例中，所述减压阀102为二级减压阀，所述汽化器103为加热汽化器，通过这两者的工作，能将液态二氧化碳存储罐101内的液态二氧化碳转化为气态二氧化碳，然后气态的二氧化碳通过管道来到二氧化碳电动出气阀2处，通过二氧化碳电动出气阀2的控制出气到二氧化碳释放器9处，再由二氧化碳释放器9将二氧化碳释放到溶气罐11内。

在本优选实施例中，二氧化碳释放器9与二氧化碳电动出气阀2之间还设有二氧化碳流量计3，二氧化碳流量计3设于溶气罐11外部，用于检测监控进气流量。

在本优选实施例中，二氧化碳释放器9为片板状，其直径稍小于溶气罐11内径，其上下两面均设有若干释放气体的孔，通过该设计，能使二氧化碳释放器9释放二氧化碳的面积更广，使之与软化水的结合率更高，在本优选实施例中，上述设计使释放的二氧化碳气体均匀扩散至水体中，形成过饱和碳酸溶液，有效降低二氧化碳溢出问题，其中二氧化碳气体利用率大于95％，达到了充分高效混合的目的。

在本优选实施例中，所述溶气罐11内部还设有溶气罐填料5，所述溶气罐填料5设于软化水喷淋装置6以及二氧化碳释放器9之间。溶气罐填料5能促进二氧化碳与水体的混合，加快两者结合形成碳酸溶液的效率。

在本优选实施例中，溶气罐填料5为一种纳米陶瓷膜制备而成的填料(类似曝气装置)，其孔径为0.1微米，并通过一定压力将二氧化碳通过膜孔分散为尺寸均匀的微纳米气泡从而压入液体内，形成微纳米气泡溶于水中，优选的，二氧化碳释放器9和溶气罐填料5可进行连接设置，使二氧化碳释放器9释放的二氧化碳直接输入到溶气罐填料5中，进一步提升二氧化碳混合效率。

在本优选实施例中，所述溶气罐11中部一侧还设有用于观察内部状况的观察孔10，所述观察孔10由透明装置进行密封，其透明装置可选用玻璃等透明材料制作。

在本优选实施例中，所述溶气罐11下部一侧还设有用于对内部液体进行取样的取样用阀门4。通过该取样用阀门4可以取样里面的碳酸溶液液体，看是否达到需求的过饱和浓度。

在本优选实施例中，所述溶气罐11顶端还设有用于测试内部压力的压力表7，通过压力表7可以检测监控溶气罐11内部压力。

在本优选实施例中，溶气罐11底部四角还设有支架腿，用于支撑整个溶气罐11，溶气罐11底部中间位置设有出液口，出液口与出液阀12所在的管道相连，通过出液阀12控制碳酸溶液的出液，然后出液后的碳酸溶液来到投加泵13处，通过投加泵13控制剂量的投入到碳酸溶液注射阀15处，最后通过碳酸溶液注射阀15将碳酸溶液注入净水厂原水管14中。

在本优选实施例中，本设备还包括PLC控制柜16，所述PLC控制柜16与二氧化碳流量计3、溶气罐进水流量计8、压力表7、投加泵13均电连接，能够通过上述装置检测到二氧化碳流量、软化水注入量、溶气罐压力，另外，净水厂原水管14中还设有检测pH值的pH值检测设备(图中未示出，其为现有技术，在此不再赘述)，该设备也与PLC控制柜16相连，PLC控制柜16能通过该设备检测到水体中pH值，借由检测到的二氧化碳流量、软化水注入量、溶气罐压力、水体中pH值，PLC控制柜16实现控制投加泵13的投加量大小，达到精确投加，控制pH的目的。

以上为本实用新型关于各结构部件的描述，下面将通过描述投加二氧化碳到水体的工作过程，来使本实用新型描述的更清楚。

在本实用新型所述设备的具体工作过程中，首先通过二级减压阀及加热汽化器将液态二氧化碳存储罐101内部的二氧化碳由2.68MPa压力、零下17.8度的液体状态下调节到0.3MPa压力、25～30度的气体状态。气态二氧化碳通过二氧化碳电动出气阀2控制流量进入溶气罐11内部，通过二氧化碳释放器9将气体释放。进入溶气罐内部的压力水则是经过软化水装置17后进入的，该压力水通过软化水喷淋装置6喷出，与二氧化碳混合后形成碳酸溶液。该碳酸溶液通过出液阀12进入投加泵13，最后通过碳酸溶液注射阀15注射到净水厂原水水体中。上述整个过程均由PLC控制柜15通过检测投加二氧化碳流量、软化水注入量、溶气罐压力、水体中pH值来控制投加泵13的投加量大小，最终达到精确投加、控制PH的目的。

需要说明的是，PLC控制柜15还与二氧化碳电动出气阀2、进水泵18电连接，PLC控制柜15能根据检测到的数据控制二氧化碳电动出气阀2、进水泵18的进气、进水流量，使二氧化碳气体和水体之间达到动态溶解的平衡关系，通过PLC控制柜15的合理调节，从而达到所需过饱和碳酸溶液pH值的目的。

另外，本实用新型的设备不限于上述一种实施方式，其可以采用电动、气动、手动等多种方式实施。

综上所述，本实用新型能在环保治理要求日益提高的大背景下，改变目前国内调节pH采用属于管制危险化学品的盐酸、硫酸的方法，通过特殊设计的二氧化碳投加设备调节水厂净水工艺pH值，使之在工程上能得到实际应用，是一重大突破；本实用新型采用将二氧化碳气体在溶气罐内通过配置为碳酸溶液的方法，解决了将二氧化碳气体直接投加进入水体存在的二氧化碳利用率不高、逸出气体污染环境的问题；本实用新型具有运行管理方便，成套装置体积小，反应迅捷，二氧化碳利用率高的特点；本实用新型投加二氧化碳调节pH的方法，可以做到精确控制水体pH值，对后续工艺升级带来了极大的便利；本实用新型在水厂强化混凝、溴酸盐控制、再矿化、残余铝控制、pH调节以及消毒副产物控制方面有实际应用价值；本实用新型是现有工艺升级改造、精确控制投加药量、满足水质标准日益提高的有效解决途径。

综上，虽然本实用新型已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本实用新型，本领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本实用新型的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种水厂净水工艺中投加二氧化碳调节pH值的设备，包括溶气罐(11)，其特征在于，所述溶气罐(11)顶端通过管道连接有软化水注入装置(17)，所述溶气罐(11)中部通过管道连接有二氧化碳注入装置(1)，所述溶气罐(11)底端通过管道以及设在管道上的出液阀(12)连接有投加泵(13)，所述投加泵(13)出口端连接的管道上还设有碳酸溶液注射阀(15)，所述碳酸溶液注射阀(15)将混合后的碳酸溶液注入净水厂原水管(14)中。

2.根据权利要求1所述的一种水厂净水工艺中投加二氧化碳调节pH值的设备，其特征在于，所述软化水注入装置(17)在注入端的管道上由近至远依次设有进水泵(18)以及溶气罐进水流量计(8)，所述软化水注入装置(17)在注入端的管道末端设有软化水喷淋装置(6)，所述软化水喷淋装置(6)位于所述溶气罐(11)内部顶端且喷口朝下。

3.根据权利要求2所述的一种水厂净水工艺中投加二氧化碳调节pH值的设备，其特征在于，所述软化水注入装置(17)包括连接进水端管道与注水端管道的软化水控制阀(171)以及与所述软化水控制阀(171)连接的树脂罐(172)及盐箱(173)。

4.根据权利要求1所述的一种水厂净水工艺中投加二氧化碳调节pH值的设备，其特征在于，所述二氧化碳注入装置(1)在注入端的管道上由近至远依次设有二氧化碳电动出气阀(2)以及二氧化碳流量计(3)，所述二氧化碳注入装置(1)在注入端的管道末端设有二氧化碳释放器(9)，所述二氧化碳释放器(9)位于所述溶气罐(11)内部中部。

5.根据权利要求4所述的一种水厂净水工艺中投加二氧化碳调节pH值的设备，其特征在于，所述二氧化碳注入装置(1)包括液态二氧化碳存储罐(101)以及在所述液态二氧化碳存储罐(101)出口端管道上由近至远依次设置的减压阀(102)、汽化器(103)。

6.根据权利要求1所述的一种水厂净水工艺中投加二氧化碳调节pH值的设备，其特征在于，所述溶气罐(11)内部设有溶气罐填料(5)，所述溶气罐填料(5)设于软化水喷淋装置(6)以及二氧化碳释放器(9)之间。

7.根据权利要求1所述的一种水厂净水工艺中投加二氧化碳调节pH值的设备，其特征在于，所述溶气罐(11)中部一侧还设有用于观察内部状况的观察孔(10)，所述观察孔(10)由透明装置进行密封。

8.根据权利要求1所述的一种水厂净水工艺中投加二氧化碳调节pH值的设备，其特征在于，所述溶气罐(11)下部一侧还设有用于对内部液体进行取样以便于了解二氧化碳溶解情况的取样用阀门(4)。

9.根据权利要求1所述的一种水厂净水工艺中投加二氧化碳调节pH值的设备，其特征在于，所述溶气罐(11)顶端还设有用于测试内部压力的压力表(7)。

10.根据权利要求1所述的一种水厂净水工艺中投加二氧化碳调节pH值的设备，其特征在于，还包括PLC控制柜(16)，所述PLC控制柜(16)通过检测二氧化碳流量、软化水注入量、溶气罐压力、水体中pH值来控制所述投加泵(13)的投加量大小。

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