印染退漿廢水中的漿濃度和鹼濃度檢測儀的製作方法

2023-10-08 02:03:09

專利名稱：印染退漿廢水中的漿濃度和鹼濃度檢測儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種工業印染廢水處理裝置。
背景技術：
印染行業前處理退漿工序所產生的退漿廢水是高濃度、鹼性、有機廢水，漿料乳 化，分散在溶液中，ra值達14以上，化學需氧量COD高達2-3萬mg/L，是整個印染廢水中汙 染值最高，最難處理的，也是印染廢水處理效果不理想的重要因數之一。根據"清濁分流，分 質處理"的理念，採用自主智慧財產權的"零排放專用助劑"，重點對退漿廢水進行即時處理， 殘鹼餘熱回用，並對處理後的絮凝物(或稱汙泥)進行資源再利用開發，從而達到退漿廢水 的零排放處理，這是印染退漿廢水處理的一個創新，實現了節能、降耗、減排、增效的目的。 退漿廢水處理中，很關鍵的一個環節是檢測廢水中的漿濃度和鹼濃度，這是正確 投放助劑用量的依據，是確保經濟性，並有效地處理退漿廢水的關鍵。因此，如何檢測廢水 中的漿濃度和鹼濃度是待解決的問題。

實用新型內容本實用新型目的就是提供一種用於檢測退漿廢水中的漿濃度和鹼濃度從而為處 理廢水提供有效的參考依據的檢測儀。 為了達到上述發明目的，本實用新型的技術方案為一種印染退漿廢水中的漿濃 度和鹼濃度檢測儀，它包括 漿濃度測量單元，所述的漿濃度測量單元包括設置在退漿廢水溶液中相距設定距 離的發射端超聲波傳感器和接收端超聲波傳感器、與所述的發射端超聲波傳感器輸入端相 連接用於向其提供超聲波信號源的超聲波發生器、分別與所述的發射端超聲波傳感器和接 收端超聲波傳感器的輸出端相電連接的信號處理電路以及與所述的信號處理電路輸出端 相連接的控制器，所述的控制器根據發射端超聲波傳感器輸出的信號與接收端超聲波傳感 器輸出的信號時間差對漿濃度進行計算； 鈉離子濃度測量單元，所述的鈉離子濃度測量單元包括設置在退漿廢水溶液中的 兩個相連通的環形電感線圈、與其中一環形電感線圈相電連接的振蕩與激勵電路、與另一 環形電感線圈相電連接的放大電路以及與所述的放大電路輸出端相電連接的處理器，所述 的處理器根據另一環形電感線圈的輸出測量廢水溶液的電導率從而計算出鈉離子濃度； 由所述的漿濃度測量單元測得的漿濃度以及鈉離子濃度測量單元測得的鈉離子 濃度從而獲得退漿廢水溶液中的鹼濃度大小。 更進一步地，該檢測儀還包括溫度補償單元，所述的溫度補償單元包括設置在退 漿廢水溶液中的溫度傳感器、與所述的溫度傳感器輸出端相電連接的溫度檢測電路，所述 的溫度檢測電路輸出端與所述的控制器或處理器相電連接，所述的溫度補償單元用於檢測 溶液的溫度以保持溫度穩定。 所述的控制器和處理器為同一控制晶片。[0011] 所述的信號處理電路包括依次相電連接的放大電路、整形電路以及與兩整形電路 輸出端相連接的鑑相器。 由於上述技術方案的運用，本實用新型具有下列優點本實用新型利用超聲波原 理進行漿濃度的檢測，利用溶液電導率對溶液中的鈉離子濃度進行檢測，通過檢測到的漿 濃度與鈉離子濃度從而可得到溶液中殘餘氫氧化鈉的濃度，即鹼濃度，因此，通過該檢測儀 對漿濃度和鹼濃度的檢測，為後續廢水的合理處理提供了較大的參考依據。

附圖1為根據本實用新型所實施的檢測儀原理框圖； 附圖2為漿濃度與聲速關係曲線圖； 附圖3為鈉離子濃度檢測原理圖； 附圖4為鈉離子濃度與電導率關係曲線圖； 其中1、漿濃度測量單元；11、發射端超聲波傳感器；12、接收端超聲波傳感器； 13、超聲波發生器；14、信號處理電路；141、放大電路；142、整形電路；143、鑑相器；15、信號 處理電路；151、放大電路；152、整形電路；16、控制器； 2、鈉離子濃度測量單元；L1、環形電感線圈；L2、環形電感線圈；21、振蕩與激勵電 路；22、放大電路；23、處理器； 3、溫度補償單元；31、溫度傳感器；32、溫度檢測電路；具體實施方式下面將結合附圖對本實用新型優選實施方案進行詳細說明 參見圖1所示的檢測儀，其主要由兩塊功能單元組成，一塊為漿濃度測量單元1， 另一塊為鈉離子濃度測量單元2，其中，漿濃度測量單元1包括設置在退漿廢水溶液中相距 設定距離的發射端超聲波傳感器11和接收端超聲波傳感器12、與發射端超聲波傳感器11 輸入端相連接用於向其提供超聲波信號源的超聲波發生器13、分別與發射端超聲波傳感器 11和接收端超聲波傳感器12的輸出端相電連接的信號處理電路14、15以及與信號處理電 路14、15輸出端相連接的控制器16，其中，與發射端超聲波傳感器11相電連接的信號處理 電路14包括放大電路141、整形電路142，與接收端超聲波傳感器12輸出端相連接的信號 處理電路15包括放大電路151、整形電路152，兩整形電路142U52的輸出端與一鑑相器 143相電連接，鑑相器143的輸出端與控制器16的輸入端相連接，在本實施例中，控制器16 可選用型號為MP LPC2366的控制晶片，同時，放大電路、整形電路以及鑑相器採用本領域 通用的電路，在此對此具體電路不在贅述。 下面將對上述漿濃度測量單元1的工作原理進行介紹 眾所周知，超聲波在溶液中的傳播速度v是溶液中介質濃度C和溫度T的函數，即 v = F(C， T)，因此，我們可以測量不同溫度T下聲波在溶液中的傳播速度，再根據被測介質 聲速與濃度間對應的函數關係從而可求得溶液中相應介質的濃度。 在實際測量時，對應於不同介質濃度的聲速測量一般轉化為對聲傳播時間t的測 量，在發射端超聲波傳感器和接收端超聲波傳感器間的距離即聲程L 一定時，v和t的關係[0025] 而印染退槳廢水的溫度一般都在90-95度之間，此時，溫度基本可以認為是不變
量，此時，漿濃度C基本可以認為是聲速V的一元函數，即 C (v) = a+b * V+c * V * V 其中a、b、c均為常數； V為聲速； C(v)為漿濃度。 其關係曲線圖參見圖2所示。 鈉離子濃度測量單元2包括設置在退漿廢水溶液中的兩個相連通的環形電感線 圈L1、L2、與環形電感線圈Ll相電連接的振蕩與激勵電路21、與另一環形電感線圈L2相電 連接的放大電路22以及與所述的放大電路22輸出端相電連接的處理器23，該處理器23可 與漿濃度測量單元1中的控制器16共用，下面對鈉離子濃度測量單元2的工作原理進行說 明 與金屬導體一樣，電解質溶液是電的良導體，遵守歐姆定律。 一般用電導G或電導 率Is來衡量溶液的導電能力。 G = 1/R = SXA/L 式中R——電阻率； S-電導率(S/cm); A——導體截面積(cm2); L——導體長度(cm)。 電解質溶液中，單位體積內所含離子濃度和離子化合價越高，離子遷移速度越快， 則電導率越大。檢測退漿廢水中所用的鈉離子濃度時，只需要考慮其濃度和溫度因素。試 驗表明，溶液的電導率Is與所含離子濃度C近似成正比關係，如圖4所示。 圖3所示的為利用環形電感線圈在溶液中測量時的等效電路示意圖，L1和L2是兩 個相互絕緣的環形電感線圈，將其固化在一起，孔是連通的。將兩線圈放置於被測液體中， 則被測液體必然穿過兩線圈的連通孔。由於被測的溶液是電介質，是導電的，因此，可把液 體看作是圖中所示的模擬導體，此模擬導體穿過環形線圈Ll和L2，此時，如果在Ll線圈通 以一個等幅的交流信號，由於模擬導體穿過Ll磁環，則在模擬導體內必然有感應電流，同 時模擬導體也穿過L2線圈磁環，於是在L2線圈內必然感應出輸出信號。當在L1內的輸入 信號的幅度確定後，輸出信號的大、小將隨著模擬導體內電流的大、小而變化。由於模擬導 體是被測液體，其電導率與被測液體的酸、鹼濃度成正比，因此通過檢測L2輸出信號的大、 小，對輸出信號進行相應的變換處理，即可測出模擬導體內電流的大、小(轉換成電壓輸出 範圍為0-3. 3V之間)，於是就測出了模擬導體的電導率，從而可以折算出鈉離子的濃度。 因為退漿過程中，部分氫氧化鈉，經化學反應後，變成了氯化鈉，鈉離子濃度不變， 而氫氧根離子反應後消失，所以，由上述分別測得的漿濃度A和鈉離子濃度B可以得到殘餘 氫氧化鈉濃度C = B-A * K(K為常數，是一個經驗數據)，即得到需要測量的鹼濃度。 由於在測量過程中，溶液的溫度不是固定不變的，為了測量的精度更高，本實施例 的檢測儀還包括一溫度補償單元3，該溫度補償單元3包括設置在廢水溶液中的溫 傳感器31、與溫度傳感器31輸出端相連接的溫度檢測電路32，溫度檢測電路32又將輸出的電 壓信號輸入至上述的控制器中，從而，控制器根據採集的信息判斷溶液溫度的變化，以對溶 液溫度進行調整，從而保證測量的精確性。
權利要求一種印染退漿廢水中的漿濃度和鹼濃度檢測儀，其特徵在於它包括漿濃度測量單元(1)，所述的漿濃度測量單元(1)包括設置在退漿廢水溶液中相距設定距離的發射端超聲波傳感器(11)和接收端超聲波傳感器(12)、與所述的發射端超聲波傳感器(11)輸入端相連接用於向其提供超聲波信號源的超聲波發生器(13)、分別與所述的發射端超聲波傳感器(11)和接收端超聲波傳感器(12)的輸出端相電連接的信號處理電路(14、15)以及與所述的信號處理電路(14、15)輸出端相連接的控制器(16)，所述的控制器(16)根據發射端超聲波傳感器(11)輸出的信號與接收端超聲波傳感器(12)輸出的信號時間差對漿濃度進行計算；鈉離子濃度測量單元(2)，所述的鈉離子濃度測量單元(2)包括設置在退漿廢水溶液中的兩個相連通的環形電感線圈(L1、L2)、與其中一環形電感線圈(L1)相電連接的振蕩與激勵電路(21)、與另一環形電感線圈(L2)相電連接的放大電路(22)以及與所述的放大電路(22)輸出端相電連接的處理器(23)，所述的處理器(23)根據另一環形電感線圈(L2)的輸出測量廢水溶液的電導率從而計算出鈉離子濃度。
2. 根據權利要求1所述的印染退漿廢水中的漿濃度和鹼濃度檢測儀，其特徵在於該 檢測儀還包括溫度補償單元(3)，所述的溫度補償單元(3)包括設置在退漿廢水溶液中的 溫度傳感器(31)、與所述的溫度傳感器(31)輸出端相電連接的溫度檢測電路(32)，所述的 溫度檢測電路(32)輸出端與所述的控制器(16)或處理器(23)相電連接，所述的溫度補償 單元(3)用於檢測溶液的溫度以保持溫度穩定。
3. 根據權利要求1或2所述的印染退漿廢水中的漿濃度和鹼濃度檢測儀，其特徵在於 所述的控制器(16)和處理器(23)為同一控制晶片。
4. 根據權利要求1所述的印染退漿廢水中的漿濃度和鹼濃度檢測儀，其特徵在於所 述的信號處理電路(14、15)包括依次相電連接的放大電路(141、151)、整形電路(142U52) 以及與兩整形電路(142U52)輸出端相連接的鑑相器(143)。
專利摘要本實用新型涉及一種印染退漿廢水中的漿濃度和鹼濃度檢測儀，它包括漿濃度測量單元和鈉離子濃度測量單元，所述的漿濃度測量單元包括設置在退漿廢水溶液中相距設定距離的發射端超聲波傳感器和接收端超聲波傳感器、與超聲波發生器、信號處理電路以及控制器，所述的鈉離子濃度測量單元包括設置在退漿廢水溶液中的兩個相連通的環形電感線圈、與其中一環形電感線圈相電連接的振蕩與激勵電路、與另一環形電感線圈相電連接的放大電路以及與處理器，由所述的漿濃度測量單元測得的漿濃度以及鈉離子濃度測量單元測得的鈉離子濃度從而獲得退漿廢水溶液中的鹼濃度大小。通過該檢測儀對漿濃度和鹼濃度的檢測，為後續廢水的合理處理提供了較大的參考依據。
文檔編號G01N29/024GK201477075SQ20092018554
公開日2010年5月19日 申請日期2009年6月17日 優先權日2009年6月17日
發明者沈自強 申請人:沈自強