CN2558990Y - 络合前后电导差式软化器出水硬度监测仪 - Google Patents

Abstract

本软化器出水硬度监测仪，在使水样先流经一个电导电极池后，向其中定比例加入固定浓度的络合剂，再使其流经另一电导电极池。所加络合剂的量，稍大于可络合软化器失效时出水硬度的量。电讯号检测器根据两电导电极所测电导比值或差值的变化，显示软化器出水硬度。在前一电导电极池前的管道上，可并联一个可使水样切换通过的钠离子交换柱，以产生零硬度水对仪表调零。本仪表可用于对软化器出水或其他低硬度水硬度的在线监测。

Description

络合前后电导差式软化器出水硬度监测仪

本实用新型属于水分析化学和水处理技术领域。

钠离子交换软化是应用得非常广泛的水处理技术。为了填补对软化器出水硬度实时在线监测的空白、满足广大用户对此项在线监测的需求，2001年已有“电导差式软化器出水硬度检测仪”实用新型专利(专利号：01 2 40023.8)问世。

本实用新型的目的在于，应用上述实用新型专利的原理，提供一种结构上更完善、并有别于上述实用新型专利的软化器出水硬度在线监测仪，以便能及时判断软化器出水硬度已达到了规定的失效标准。该仪表也可用于对其他含盐量稳定的低硬度(如小于1mmol/L)水硬度的在线监测。

本实用新型主要由电导电极池、电讯号检测器、络合剂溶储槽、管道及各种管道构件相互连接所构成。

附图1为本实用新型的结构示意图。

附图1中，水取样管1与室温换热管2、微滤及气泡分离器3、流向切换阀4、水样恒流量装置7、水样流量计8、水样与络合剂同温换热器9的水侧通道、原水样电导电极池10、水样与络合剂溶液混合器17、加络合剂后水样电导电极池12等由管道依次串联连接；络合剂溶液储槽13与络合剂溶液恒流量装置14、络合剂溶液流量计15、水样与络合剂同温换热器9的络合剂侧通道、水与络合剂溶液混合器17等依次串联连接；两个电导电极池10和12通过导线与电讯号检测器11相连接。

附图1中，流向切换阀4可以安装在水取样管1至水样恒流量装置7之间的通道上，或安装在水样恒流量装置7至原水样电导电极池10之间的通道上。流向切换阀4的两个出口，一个直接与流向切换阀4所在上述两段通道之一的下游管道相连接，另一个出口与一小型钠离子交换柱5的进水管相连接，该交换柱5的出口经流量调节阀6，与流向切换阀4所在的上述两段通道之一的下游管道相连接。小型钠离子交换柱5的进水管，也可与另外的供水容器或管道相连接，而不与上述两段通道之一相连接，在此情况下，在上述通道上可不设流向切换阀4。

附图1中，室温换热管2、微滤及气泡分离器3、水样与络合剂同温换热管9等都不是必有的构件，它们各自的位置，在原水样电导电极池10的上游通道中也是可以调换的。在两电导电极池10、12中都设有温度补偿电极的情况下，可不必设室温换热管2和水样与络合剂同温换管9。

附图1中，水样流量计8可以安装于水样恒流量装置7至加络合剂后水样电导电极池12之后的排水管的任何管段上；络合剂溶液流量计15可以安装于络合剂溶液恒流量装置14至水样与络合剂溶液混合器17之间的任何管段上。

附图1中，水样和络合剂溶液恒流量装置7和14，可以是带溢流的恒液位槽，也可以是微型计量泵等其它装置。所以，在后一种情况下，水样和络合剂溶液流量计8和15也不一定都是必须的。若络合剂溶液恒流量装置14是带溢流的恒液位槽，可以设置一个溢流络合剂溶液回收瓶16。

该仪表正常工作时的流程分为三路，即水样流程、络合剂溶液流程和电路。水样流程是：软化器出水由水取样管1进入仪表的水样通道，先流经室温换热管2，以使水样温度尽量与仪表的环境温度相接近，再经过微滤及气泡分离器3，以去除水样中可能存在的杂质微粒以及由于水样压力下降或温度上升而析出的气泡，这些杂质或气泡如果附着在流量计通道或电导电极表面都会造成流量指示或电导测量值的偏差。接着水样向下游流经水样恒流量装置7后，以恒定的流量进一步流经水样流量计8和水样与络合剂同温换热器9，该同温换热器的作用，是使水样的温度与已具有仪表环境温度的络合剂溶液的温度，在通过两个电导电极池10和12之前达到更为接近。水样由同温换热器9流出后，先流经原水样电导电极池10，再流经水样与络合剂溶液混合器17，在那里水样与按预定流量比例加入的固定浓度的络合剂溶液混合后，继续向前流经加络合剂后水样电导电极池12后排出。

络合剂溶液流程是：络合剂溶液贮槽13中装有足够在一段时间(8小时、一天或二天等)内供出的固定浓度的络合剂(如EDTA)溶液，由该贮槽流出的络合剂溶液流经络合剂溶液恒流量装置14后，以恒定的流量继续流经络合剂溶液流量计15、水样与络合剂同温换热器9后流入水样与络合剂溶液混合器17，在那里与水样混合均匀后，最后流经加络合剂后水样电导电极池12。

电路是：两个电导电极池10和12的测量导线都与电讯号检测器11相连接。

在仪表进行水样硬度指示调零操作时水样的流程是：以流向切换阀4位于紧接在微滤及气泡分离器3之后的位置上为例，由水取样管1流至切换阀4的水样，由切换阀4将其流向切换至小型钠离子交换柱5的进水管上，使水样流经彻底再生过的钠型离子交换树脂层，而以零硬度的软化水流出，再流过流量调节阀6后，流入流向切换阀4与水样恒流量装置7之间的管道中，然后继续流经该管道以下的上述的水样流程。

该仪表监测水样硬度的工作原理是：在软化器出水没有硬度的情况下，或者在软化器出水进入水取样管后，流经了仪表调零操作时的水样流程(即水样又流经了小型钠离子交换柱5)的情况下，因而使进入原水样电导电极池10的水完全没有钙、镁离子时，则在此之后，当向水样中加入了固定比例的络合剂(如EDTA)溶液以后，水样中的络合剂会保持为未络合状态，此时，原水样电导电极池10与加络合剂后水样电导电极池12所测得的两电导值，会有一个固定的比值(或差值的代数值)。而当软化器出水中有硬度、并且当其水样进入水取样管1后，流经了仪表正常工作时的水样流程时，由于在水样与络合剂溶液混合器17之后的水中，水样中的钙、镁离子与络合剂发生了络合，而使其中的导电离子量比零硬度水时加入络合剂后的导电离子量减少，因而会使原水样电导电极池10与加络合剂后水样电导电极池12所测得的两电导值之比(或差值的代数值)有所上升。软化器出水水样的硬度越高，上述两电导比值(或差值的代数值)会上升得越多。在软化器进水水质和水温稳定、及水样硬度值不高的情况下，该比值(或差值的代数值)的变化与水样中的硬度值有近似的线性关系，因此可以根据该比值(或差值的代数值)由电讯号检测器将水样的硬度显示出来。

根据上述工作原理可知，当水样水质发生较大改变时，应及时进行仪表指示的调零操作。另外，为了尽量减少水样水质波动造成的误差，所加络合剂溶液的浓度，以使其电导率与水样在同样温度下的电导率尽量相近为宜，并且所加络合剂的量以稍大于可络合软化器失效时出水硬度的量为宜。若用于监测低硬度水的硬度，所加络合剂的量以稍大于可能出现的最大硬度的量为宜。

以具体的实施数据为例。取水温20℃的武汉自来水为水样，采用本实用新型对软化器的出水硬度进行在线监测，如规定软化器出水硬度达到0.2mmol/L为失效，在水样与络合剂溶液混合器17中，以水样与络合剂溶液体积比为100∶9的比例加入浓度为2.42mmol/L的EDTA溶液。当软化器出水硬度为零时，原水样电导率为222us/cm，加络合剂后水样电导率为224us/cm，前后二者之比为0.99，而前后二者之差为-2us/cm；在软化器出水硬度达到0.2mmol/L时，原水样电导率与加络合剂后水样电导率之比上升为1.06，二者之差上升为12us/cm。

该仪表的示数滞后，视仪表正常工作时水样流程的长短，约为2～4分钟。

在软化器进水含盐量不高(如小于4mmol/L)、进水水质基本稳定和水样硬度大于0.025mmol/L的条件下，该仪表的测定误差可小于±15％。

Claims (3)

1.一种由水取样管、室温换热管、微滤及气泡分离器、流向切换阀、络合剂溶液储槽、水和络合剂溶液恒流量装置、水和络合剂溶液流量计、水样与络合剂同温换热器、水样与络合剂溶液混合器、电导电极池、电讯号检测器以及小型钠离子交换柱等用管道或导线等相互连接所构成的络合前后电导差式软化器出水硬度监测仪，其特征在于：原水样电导电极池10、水样与络合剂溶液混合器17、加络合剂后水样电导电极池12等三个装置由管道依次串联连接。

2.如权利要求1所述的络合前后电导差式软化器出水硬度监测仪，其特征在于：在水取样管1至水样恒流量装置7之间的水样通道上，或在水样恒流量装置7至原水样电导电极池10的水样通道上，可以安装流向切换阀4。流向切换阀4的两个出口，一个直接与流向切换阀4所在上述两段水样通道之一的下游管道相连接，另一个出口与一小型钠离子交换柱5的进水管相连接，该交换柱5的出口管经流量调节阀6，由管道与流向切换阀4所在的上述两段水样通道之一的下游管道相连接。

3.如权利要求1和权利要求2所述的络合前后电导差式软化器出水硬度监测仪，其特征在于：小型钠离子交换柱5的进水管，也可与另外的供水容器或管道相连接，而不与权利要求2所述的两段通道之一相连接，在此情况下，在该通道上可不设流向切换阀4。

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