[发明专利]一种电解过程中精准控制系统pH的方法

说明书

本发明公开一种电解过程中精准控制系统pH的方法，与传统pH控制器简单的闭环控制不同，本发明基于对应用过程的理解，创造性地发明了一种半开环半闭环的控制模式，避免了由于水体容积和流量的不同带来的闭环传函调节匹配问题。本发明通过计算理论投药量，并依此反推阀门开启时间，然后向下发出开启和关闭加药阀门指令，实现对加药量与时间的控制，同时反馈加药阀的状态。在具体的控制过程中，每次加药运行结束后，进入关闭等待状态，当等待时间结束后，重新启动pH检测，如果发现检测值高于停止设定值时，停止pH加药。

技术领域

本发明涉及电化学领域，具体涉及一种电解过程中精准控制系统pH的方法。

背景技术

氨氮的电化学氧化技术是高氨氮废水的高效处理方法之一，处理过程中需要控制废水pH值在6～7区间内。手动投药不仅花费大量人力，还存在投药量与时间不够精准的问题。对于传统的pH控制系统，通过一个pH控制器，可以对目标水体进行pH控制。通过安放于水体中的pH探头读取pH值，控制器比较当前pH值与设定值。当当前pH值超过或小于设定范围时，pH控制器打开输出继电器，启动外部加药装置。这样的传统自动投药装置因忽略了药剂反应需要一定时间，加药过程中容易导致pH高于最高值或低于最低值的问题。因此，在实验室阶段与工业生产阶段，有必要设计一种能够更稳定控制pH的投药系统，从而能更经济有效地应对高氨氮废水的处理需求。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种通过自动投药控制pH的新型方式，能够根据实际的pH情况和反应所需pH范围，对氨氮去除技术的自动控制系统及时发出指令，使pH能够稳定在所需范围内。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种电解过程中精准控制系统pH的方法，包括：

A、设定pH目标设定值、碱液浓度和碱液添加流速，确定电流强度，电解过程开始；

B、将pH传感器读取的系统pH值与所述pH目标设定值进行比较，若低于所述pH目标设定值，记录该段电解时长，进入下一步；若所述系统pH值高于或等于所述pH目标设定值，则保持不变，直到所述系统pH值低于所述pH目标设定值；

C、根据所述碱液浓度、所述碱液添加流速和所述电解时长，计算理论加药时长，启动加药泵和加药阀，同时开始加药计时，记录加药时长；

D、将所述加药时长与所述理论加药时长进行比较，若大于或等于所述理论加药时长，进入下一步；若所述加药时长小于所述理论加药时长，则保持不变，直到所述加药时长大于或等于所述理论加药时长；

E、停止加药，停止加药计时，同时开始等待计时，记录等待时长；根据所述电解时长和所述理论加药时长，计算理论等待时长；

F、将所述等待时长与所述理论等待时长进行比较，若大于或等于所述理论等待时长，返回所述步骤B；若所述等待时长小于所述理论等待时长，则保持不变，直到所述等待时长大于或等于所述理论等待时长。

在电解过程中，pH值随电解快速下降，如果不对体系内的pH值进行控制，一方面会影响游离氯的产生并影响氨氮的降解，另一方面会腐蚀电极表面的贵金属氧化物涂层，影响电极的寿命。

优选的，所述理论加药时长为:

其中：

I：所述电流强度；

t：所述电解时长；

F：法拉第常数；

μ：电流使用效率；

x：化学反应中转移电子量与H⁺产生量的化学剂量的比值；

y：碱液中碱添加量与OH-产生量的化学剂量的比值；