本发明涉及非水介质印染废水处理,特别涉及一种在线监测染色废水中不导电油脂的方法及装置。
背景技术:
1、在非水介质染色项目中,以环五聚二甲基硅烷、八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷或十二甲基环六硅氧烷等油脂作为染色介质,与传统的染色行业中介质水相比,所述油脂具有上色率高和耐寒性好等特点,同时油脂密度比水更低,因此也更利于回收使用。
2、在生产过程中通过静置分层-加热-活性炭吸附工艺,将生产排出的含有油脂废水进行处理并对其进行回收,在第一步静置分层时,废水中约70%的油脂可自然分出,但仍有30%的油脂以油水混合物形式存在,需要通过加热进一步分层,因此如何判别废水中油脂含量就是关键所在。
3、现有标准检测环五聚二甲基硅烷、八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷或十二甲基环六硅氧烷等油脂的方法为气相色谱法,此方法技术复杂,检测速度过慢,且需将废水取出进行检测,无法进行在线监测,检测所需时间过长。公开号为“cn113960239a”的专利文献公开了一种使用顶空进样器进样的内标法检测甲基三甲氧基硅烷合成中甲基三甲氧基硅烷含量的方法,包括步骤:a溶液配制:包括有甲基三甲氧基硅烷标准液、内标物标准液、标准曲线系列溶液;b、对标准曲线溶液进行气相色谱分析;c、标准曲线的建立:以待测物和占总体物质百分比为横坐标x,待测物和内标物的峰面积之比为纵坐标y,得到标准曲线,所述标准曲线强制过原点;d、对待测样品前处理后,放入顶空瓶,采用顶空进样的方式进行气相色谱分析检测。该检测方法就较为复杂,需要将废水取出进行检测,无法进行在线监测,检测所需时间过长。
4、因此,现有对废水中油脂的检测,存在检测方法较为复杂、无法进行在线监测和检测所需时间较长的问题。
技术实现思路
1、本发明为了解决现有对废水中油脂检测过程中所存在的上述技术问题,提供了一种在线监测染色废水中不导电油脂的方法及装置,它具有检测方法简单、能进行在线监测和检测所需时间较短的特点。
2、本发明的第一种技术方案:在线监测染色废水中不导电油脂的方法,包括以下步骤,
3、(b01)将染色废水通入分离容器内进行静置分层;
4、(b02)电导率探头实时监测步骤(b01)分层后上层液体的电导率值;
5、(b03)根据步骤(b02)中的电导率值和在线函数方程运算,得出染色废水中的不导电油脂浓度值。本发明先将染色废水通入分离容器内进行静置分层,使得上层成为不导电油脂层,下层为含有含纯碱、硫酸钠和染料及颗粒悬浮物的水层,便于后续良好的电导率检测和不导电油脂分离收集;电导率探头实时处于不导电油脂层处,能实时检测上层液体的电导率值,从而判断上层液体是否是符合浓度要求的不导电油脂层;本发明采用电导率探头检测电导率值和在线函数方程运算相结合的方式,通过实时检测到的电导率值,就能计算出相应的不导电油脂浓度值,整个检测过程方法简单,无需将液体取出进行检测,能进行在线实时监测,检测所需时间较短,检测速度较快;本发明利用不导电油脂含量在水中不导电的特性,通过检测废水中的电导率值数据来侧面判断监测水中不导电油脂的含量,具有很好的准确性和快捷性。
6、作为优选,还包括步骤(b04),若步骤(b02)中的电导率值为0,则将上层液体送入储液容器;若电导率值不为0,则加热分层。利用不导电油脂含量在水中不导电的特性,当电导率值为0,就表明分层液体是符合浓度要求的不导电油脂,就可以进行抽出收集了;当电导率值不为0,表明上层分层液体中含有含盐废水,说明上层分层液体中的不导电油脂浓度不够,需要加热继续分层,直到显示电导率值稳定为0,上层分层液体中的不导电油脂浓度达到要求为止。
7、作为优选,所述不导电油脂为环五聚二甲基硅烷、八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷或十二甲基环六硅氧烷。本发明的监测方法适用于印染废水多种单一含量不导电油脂的在线监测。
8、作为优选,所述步骤(b02)中,电导率探头实时监测分层后上层液体液面的电导率值。电导率探头实时检测分层后上层液体液面的电导率值,通过电导率值的反应,能尽可能完全的将分层后符合浓度要求的不导电油脂都抽出收集。
9、作为优选,所述步骤(b04)中,将上层液面液体送入储液容器。储液容器用于将符合浓度要求的不导电油脂收集后再利用。
10、作为优选,所述步骤(b04)中,若电导率值为0,则输液泵启动,将上层液面液体送入储液容器内;若电导率值不为0,则输液泵不工作,加热棒工作进行加热分层。输液泵与电导率探头联动,只要电导率值为0,输液泵就一直处于工作状态,将符合浓度要求的不导电油脂及时抽出与下层盐水分离,具有良好的实时性和准确性;当电导率值不为0时,加热棒能对待分层溶液稳定加热,实现尽快分层。
11、作为优选,所述步骤(b03)中函数方程的获得,包括以下步骤,
12、(a01)取不含不导电油脂的染色废水置于分离容器内;
13、(a02)调节步骤(a01)分离容器内染色废水的ph;
14、(a03)通过电导率探头检测步骤(a02)中调节完ph后染色废水的电导率值;
15、(a04)在步骤(a02)的染色废水中加入不导电油脂,使得其中的不导电油脂处于不同的阶梯浓度;
16、(a05)通过电导率探头检测步骤(a04)不同不导电油脂阶梯浓度对应的染色废水电导率值;
17、(a06)根据步骤(a05)中的染色废水电导率值和对应的不导电油脂阶梯浓度值,绘制曲线;
18、(a07)根据步骤(a06)中的曲线统计得出函数方程。不含不导电油脂的染色废水作为原始基液,便于后续通过添加不导电油脂,调出不同不导电油脂浓度梯度的溶液;将分离容器内染色废水的ph调到合适值,便于后续对电导率值的更稳定检测;电导率探头能准确、快速的得出不含不导电油脂染色废水的的电导率,作为不导电油脂的浓度为0存在,作为后续绘制曲线的坐标起始点;通过加入不导电油脂,呈阶梯状的记录得到不导电油脂的浓度值,和后续通过电导率探头实时检测到的电导率值,为了后续能更好的得到阶梯坐标点,进而绘制出更准确的检测曲线;统计得到的函数方程,将便于控制器内计算机程序的快速准确运算;整个获得过程科学严谨,准确性高。
19、作为优选,所述步骤(a04)染色废水中不导电油脂的阶梯浓度为10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、75%和100%。限定的阶梯浓度值,设计合理,得到的坐标点能良好的统计出走向规律。
20、作为优选,所述步骤(a02)中的ph为7~10。更优选,所述步骤(a02)中的ph为7.5~9.5。更优选,所述步骤(a02)中的ph为8~9。更优选,所述步骤(a02)中的ph为8.2~8.9。更优选,所述步骤(a02)中的ph为8.3~8.8。更优选,所述步骤(a02)中的ph为8.4~8.7。更优选,所述步骤(a02)中的ph为8.5~8.6。限定的ph值便于后续对电导率值的更稳定检测。
21、作为优选,所述步骤(a02)中,调节ph所用的试剂为氢氧化钠溶液。氢氧化钠溶液能良好的将染色废水ph调节为碱性。
22、作为优选,所述氢氧化钠溶液的浓度为1mol/l。
23、作为优选,步骤(a04)中加入的不导电油脂的纯度高于99%。纯度高于99%的不导电油脂,将使得后续配制到的不导电油脂阶梯浓度和电导率值具有更好的准确性,从而得到更准确的检测曲线。
24、作为优选,所述步骤(a07)中,染色废水中不导电油脂浓度低于75%时的函数方程为,
25、y=-8714x+6130 (1)
26、式(1)中,x表示染色废水不导电油脂的质量浓度;y表示染色废水的电导率值,单位为us/cm。该函数方程,对染色废水中不导电油脂浓度低于75%情况的检测具有良好的准确性。
27、作为优选,所述步骤(a07)中,染色废水中不导电油脂浓度低于70%时的函数方程为,
28、y=-9471.4x+6670 (2)
29、式(2)中,x表示染色废水不导电油脂的质量浓度;y表示染色废水的电导率值,单位为us/cm。该函数方程,对染色废水中不导电油脂浓度低于70%情况的检测具有良好的准确性。
30、作为优选,还包括步骤(a08),根据气相色谱法检测染色废水中不导电油脂的浓度值,并与通过步骤(a07)函数方程得出的染色废水中不导电油脂的浓度值作比较,若误差小于2%,则判断两个不导电油脂的浓度值相吻合。通过传统气相色谱法的检测,可以对本发明中通过电导率值与函数方程的结合智能自动实时检测结果进行验证,对本发明的高效快速检测结果进行验证,具有良好的可性度。
31、作为优选,所述分离容器为分离罐;所述储液容器为储液罐。
32、本发明的第二种技术方案:在线监测染色废水中不导电油脂的装置,包括分离罐,所述分离罐内活动设有浮盘,所述浮盘上设有电导率探头;包括控制器,所述电导率探头与控制器电连接。本发明中的分离罐用于染色废水的静置沉降分层;浮盘随着上层液体液面的变化而变化,相当于液位计一样,能实时反正上层液体液面的情况,从而能将符合浓度要求的不导电油脂准确分离储存;电导率探头用于实时检测上层液体液面的电导率值,对电导率的检查具有实时性、准确性和快速性;控制器能将电导率探头检测到的电导率值进行快速处理,转换为不导电油脂的浓度值显示出来;本发明装置结构简单,灵敏度良好,应用较为方便。
33、作为优选,所述分离罐内的底部设有第二电机,所述第二电机的驱动端设有转动螺杆,所述转动螺杆上套设有导向管,所述导向管上设有导向通槽,所述导向通槽内滑动设有导向块,所述导向块与转动螺杆螺纹连接,所述浮盘设置在导向块上,所述第二电机与控制器电连接。第二电机为浮盘随着上层不导电油脂液面的升降提供动力;转动螺杆的转动带动浮盘的升降;导向管使得浮盘随着上层不导电油脂液面的升降而定向上下升降;导向通槽限定浮盘的运动轨迹;导向块用于量转动螺杆的转动作用力传递给浮盘;第二电机的工作由控制器控制,使得浮盘能随着上层不导电油脂液面的升降而随时升降,保证电导率探头始终处于上层不导电油脂的液面以下。
34、作为优选,所述浮盘上靠近第二电机的一侧设有安装槽,所述电导率探头设置在安装槽内。安装槽能对电导率探头起到保护。
35、作为优选,所述安装槽有多个。多个安装槽将对应多个电导率探头,将保证更好的检测稳定性。
36、作为优选,所述浮盘的内部设有流道,所述浮盘上远离第二电机的一侧设有集液腔,所述集液腔通过流道与分离罐的内部相连通。需要抽出的符合要求的不导电油脂由流道进入集液腔,再由管路被抽出到外部的储液罐内,其中流道的入液口位于浮盘的底部外边缘处,能更好的使得符合要求的不导电油脂进入集液腔内。
37、作为优选,所述分离罐内的底部设有加热槽,所述加热槽内设有加热棒,所述加热棒与控制器电连接。加热槽为s形加热槽或圆环形加热槽,加热槽为加热棒提供安装位置;加热棒在需要时有控制器控制启动,对染色废水进行加热实现良好快速分层。
38、作为优选,所述加热槽内设有第一电机,所述第一电机的驱动端设有转动环,所述第一电机与控制器电连接。第一电机由控制器控制为转动环的转动提供动力;转动环的转动能促进加热棒产生的热量更好的扩散到整个染色废水内。
39、作为优选,所述转动环的转动速度为10rad/min~60rad/min。更优选,所述转动环的转动速度为20rad/min~50rad/min。更优选,所述转动环的转动速度为30rad/min~40rad/min。对转动环转动速度的具体限定,是在保证使热量良好扩散到染色废水中的同时,不会对沉降分层产生影响。
40、作为优选,所述集液腔通过管路连接有储液罐,所述储液罐位于分离罐的外部,所述储液罐与集液腔之间的管路上设有输液泵,所述输液泵位于分离罐的外部,所述输液泵与控制器电连接;所述储液罐内由上往下依次设有缓冲盘、冷却盘和出气盘,所述缓冲盘位于分离罐的进液口处。储液罐用于稳定储存被分离出来的符合要求的不导电油脂;输液泵为符合要求的不导电油脂抽出提供动力;输液泵的工作与否由控制器整体协调控制;缓冲盘使得进入储液罐内的不导电油脂比较平缓的落下到达储液腔处;冷却盘将落下的不导电油脂进行冷却,方式其中的成分因温度较高挥发;出气盘将挥发出来的气体重新处理收集后,再引导进入不导电油脂,尽量保证收集到符合要求的不导电油脂的成分完整性。
41、作为优选,所述缓冲盘上设有若干缓冲管,所述缓冲管沿着液体下落的方向为扩口形管。扩口形的缓冲管能更好使得进入储液罐内的不导电油脂比较平缓的落下到达储液腔处。
42、作为优选,所述冷却盘上设有若干冷却孔,所述冷却盘上连接有换热器,所述换热器与控制器电连接,所述换热器位于储液罐的外部。冷却孔增大了冷却面积,能将落下的不导电油脂更好冷却;换热器将冷却盘上的热量及时导出,使得冷却盘始终处于合适的冷却温度;换热器的工作情况由控制器整体协调控制。
43、作为优选,所述冷却盘由铝材质制成。铝材质制成的冷却盘具有更好的冷却热传导效果。
44、作为优选,所述出气盘上设有若干出气嘴,所述出气盘与储液罐底部之间的空间形成集气腔,所述储液罐内的内部与集气腔之间他通过导气管连通。出气嘴将处理后的挥发出来的气体重新引导进入不导电油脂内,出气嘴是单向嘴,气体能由集气腔通过出气嘴进入不导电油脂内,不导电油脂不会由出气嘴进入集气腔内;集气腔能将挥发出来的气体重新处理适当缓冲收集;导气管用于将储液罐内顶部的挥发气体导入集气腔内。
45、作为优选,所述导气管上设有过滤盒,所述过滤盒内设有活性炭过滤网。过滤盒为活性炭过滤网提供安装位置,为过滤过程提供过滤环境,挥发气体进入过滤盒被活性炭过滤网过滤排除小粉尘微粒后,再由集气腔返回进入不导电油脂内。
46、本发明具有如下有益效果:
47、(1)先将染色废水通入分离容器内进行静置分层,使得上层成为不导电油脂层,下层为含有含纯碱、硫酸钠和染料及颗粒悬浮物的水层,便于后续良好的电导率检测和不导电油脂分离收集;电导率探头实时处于不导电油脂层处,能实时检测上层液体的电导率值,从而判断上层液体是否是符合浓度要求的不导电油脂层;
48、(2)采用电导率探头检测电导率值和在线函数方程运算相结合的方式,通过实时检测到的电导率值,就能计算出相应的不导电油脂浓度值,整个检测过程方法简单,无需将液体取出进行检测,能进行在线实时监测,检测所需时间较短,检测速度较快;
49、(3)利用不导电油脂含量在水中不导电的特性,通过检测废水中的电导率值数据来侧面判断监测水中不导电油脂的含量,具有很好的准确性和快捷性;
50、(4)分离罐用于染色废水的静置沉降分层;浮盘随着上层液体液面的变化而变化,相当于液位计一样,能实时反正上层液体液面的情况,从而能将符合浓度要求的不导电油脂准确分离储存;电导率探头用于实时检测上层液体液面的电导率值,对电导率的检查具有实时性、准确性和快速性;控制器能将电导率探头检测到的电导率值进行快速处理,转换为不导电油脂的浓度值显示出来。
1.在线监测染色废水中不导电油脂的方法,其特征是:包括以下步骤,
2.根据权利要求1所述的在线监测染色废水中不导电油脂的方法,其特征是:还包括步骤(b04),若步骤(b02)中的电导率值为0,则将上层液体送入储液容器;若电导率值不为0,则加热分层。
3.根据权利要求1所述的在线监测染色废水中不导电油脂的方法,其特征是:所述步骤(b03)中函数方程的获得,包括以下步骤,
4.根据权利要求3所述的在线监测染色废水中不导电油脂的方法,其特征是:所述步骤(a04)染色废水中不导电油脂的阶梯浓度为10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、75%和100%;所述步骤(a02)中的ph为7~10;步骤(a04)中加入的不导电油脂的纯度高于99%。
5.根据权利要求1所述的在线监测染色废水中不导电油脂的方法,其特征是:所述步骤(a07)中,染色废水中不导电油脂浓度低于75%时的函数方程为,
6.根据权利要求1所述的在线监测染色废水中不导电油脂的方法,其特征是:还包括步骤(a08),根据气相色谱法检测染色废水中不导电油脂的浓度值,并与通过步骤(a07)函数方程得出的染色废水中不导电油脂的浓度值作比较,若误差小于2%,则判断两个不导电油脂的浓度值相吻合。
7.用于权利要求1所述在线监测染色废水中不导电油脂方法的装置,其特征是:包括分离罐(100),所述分离罐内活动设有浮盘(101),所述浮盘上设有电导率探头(102);包括控制器,所述电导率探头与控制器电连接。
8.根据权利要求7所述的在线监测染色废水中不导电油脂的装置,其特征是:所述分离罐内的底部设有第二电机(103),所述第二电机的驱动端设有转动螺杆(104),所述转动螺杆上套设有导向管(105),所述导向管上设有导向通槽(106),所述导向通槽内滑动设有导向块(107),所述导向块与转动螺杆螺纹连接,所述浮盘设置在导向块上,所述第二电机与控制器电连接;所述浮盘上靠近第二电机的一侧设有安装槽(108),所述电导率探头设置在安装槽内。
9.根据权利要求8所述的在线监测染色废水中不导电油脂的装置,其特征是:所述浮盘的内部设有流道(109),所述浮盘上远离第二电机的一侧设有集液腔(110),所述集液腔通过流道与分离罐的内部相连通;所述分离罐内的底部设有加热槽(111),所述加热槽内设有加热棒(112),所述加热棒与控制器电连接;所述加热槽内设有第一电机(113),所述第一电机的驱动端设有转动环(114),所述第一电机与控制器电连接。
10.根据权利要求9所述的在线监测染色废水中不导电油脂的装置,其特征是:所述集液腔通过管路(115)连接有储液罐(200),所述储液罐位于分离罐的外部,所述储液罐与集液腔之间的管路上设有输液泵(300),所述输液泵与控制器电连接,所述输液泵位于分离罐的外部;所述储液罐内由上往下依次设有缓冲盘(201)、冷却盘(202)和出气盘(203),所述缓冲盘位于分离罐的进液口处;所述缓冲盘上设有若干缓冲管(2011),所述缓冲管沿着液体下落的方向为扩口形管;所述冷却盘上设有若干冷却孔(2021),所述冷却盘上连接有换热器(2022),所述换热器与控制器电连接,所述换热器位于储液罐的外部;所述出气盘上设有若干出气嘴(2031),所述出气盘与储液罐底部之间的空间形成集气腔(2032),所述储液罐内部与集气腔之间通过导气管(204)连通;所述导气管上设有过滤盒(205),所述过滤盒内设有活性炭过滤网。
