專利名稱：離子交換導差式軟化器出水硬度檢測儀及其檢測方法
技術領域：
本發明屬于水分析化學和水處理技術領域，涉及一種離子交換導差式軟化器出水硬度檢測儀及其檢測方法。
鈉離子交換軟化是應用得非常廣泛的水處理技術。對軟化器出水漏過硬度的監督，目前尚無可靠的在線儀表可以選用，一般都采用手工滴定檢測的方法。而采用手工滴定檢測的方法，不但因定時測定會使工作量很大，而且由于只能采用間斷測定方法，容易發生因軟化器出水硬度短時間迅速上升，而未能及時停止運行的情況。在不具備定時手工滴定的條件下(如大多數的全自動軟化器)，通常不得不采取在軟化器遠未失效時，即停止制水而進行再生的方法。這不但明顯減少了周期制水量，并造成再生劑食鹽的浪費和對水源的鹽污染，還會在進水硬度不穩定的情況下，因某時段進水硬度升高而造成出水中硬度大量漏過。
為連續在線監督氫型陽離子交換器出水的鈉離子泄漏，曾經有過一種差示電導法陽床出水鈉離子濃度計，參見水利電力出版社1984年再版的《熱力發電廠水處理》上冊第239頁。其原理是使陽床出水水樣分為兩股，一股流經一個小型氫型離子交換柱后流經一個電導電極池，另一股則流經另一個電導電極池，測量兩個電極所測得電導率的差值，即可換算為出水鈉離子濃度。當陽床出水中沒有鈉離子時，兩個電導電極池測得的電導率相等，而當有鈉離子漏過時則流經氫離子交換柱水樣的電導率將高于后者。出水漏過的鈉離子濃度越高，二者電導率差越大。但如果按照該原理直接將軟化器出水水樣分為兩股，一股流經一個小型鈉離子交換柱，則其出水的電導率與未經交換柱出水電導率的差將很小，因而，對軟化器出水硬度檢測的靈敏度將很低。
本發明的發明目的就是根據上述情況存在的不足而提供的一種可以用于對軟化器出水或其他低硬度水進行在線監測并能及時判斷軟化器出水硬度達到失效標準的離子交換導差式軟化器出水硬度檢測儀及其檢測方法。
本發明的發明目的是這樣實現的。離子交換導差式軟化器出水硬度檢測儀由小型鈉型離子交換柱、電導電極池、電訊號檢測器、進出水管路所構成。軟化器出水取樣管1與絡合劑定比例加入器2的進口相連接，其另一進口與絡合劑溶液儲備箱3的排出管相連接；所述絡合劑定比例加入器2的出口通過出水管與三通管4的一端相連接，其三通管4的另兩端分別通過出水管與小型鈉型離子交換柱5和小型惰性樹脂柱6的進口相連，兩個小型柱的出口通過出水管分別與電導電極池7、8相連接，這樣可使兩股水樣從分開時起，能夠經過同樣的與外界換熱條件和同一段時間后，又在同一瞬間，分別到達各自的電導電極池；所述的小型惰性樹脂柱6還可采用其他類型具有一定容積的通道；所述電導電極池7、8的電極分別與電訊號檢測器9相連接。
離子交換導差式軟化器出水硬度檢測方法是當被測水樣流入絡合劑定比例加入器2的同時，絡合劑溶液也流入絡合劑定比例加入器2，并加入到水樣中，絡合劑的加入量等于或稍大于可以絡合規定的軟化器失效硬度的摩爾量，混合均勻的水樣流出絡和劑定比例加入器2后，經三通管使該水樣分為兩股，一股經小型惰性樹脂柱6后流經電導電極池8，另一股則經過小型鈉型離子交換樹脂柱5，使離子交換樹脂奪取水樣中已與絡合劑絡合的鈣、鎂離子之后流經電導電極池7，此時，電訊號檢測器9對兩電導電極池的電導進行測定，并根據二者的差值換算并顯示為出水的硬度值。交換柱內樹脂可使用約1周至1個月，然后需再生或更換再生好的樹脂。
該儀表的工作原理是如果軟化器出水中沒有硬度，則兩股水流中的絡和劑在分別流經鈉型離子交換柱和惰性樹脂柱后，都會保持為未絡合狀態，因而兩者的電導率將沒有差別。而當軟化器出水中有硬度時，水流中的鈣、鎂離子與加入的絡合劑會發生絡合，當其中一股水流經過惰性樹脂柱后又通過出水電導電極池時，會繼續保持著其絡合狀態，因而其導電能力減弱，即該股水樣的電導率會比出水中沒有硬度時稍低；而另一股水流經過具有一定層高的鈉離子交換柱后，絕大部分已被絡合的鈣、鎂離子會被交換到樹脂上去，使絡和劑恢復到未絡合的狀態，因而該水樣的電導率會恢復到接近軟化器出水沒有硬度時的水平。軟化器出水硬度越高，兩股水的電導率差就越大，并且二者的差值與軟化器出水水樣中的硬度值有一定的函數關系，因而可以通過電訊號檢測器測定并將出水硬度顯示出來。
根據本發明制成的離子交換導差式軟化器出水硬度檢測儀，將能夠實現對軟化器出水或其他低硬度水進行在線監測(也可以用于間斷監測)，并且可允許絡合劑(如EDTA)加入比例有一定的誤差(±10％)，在進水含鹽量和硬度波動較大的情況，也有較好的適用性。使用該儀器能夠降低生產成本，節省大量的人力、財力，具有較高的經濟價值，推廣應用前景可觀。
下面結合說明書附圖對本發明作進一步說明。
附
圖1為本發明結構示意圖。
圖1中，軟化器出水取樣管1與絡合劑定比例加入器2相連接，絡合劑溶液儲備箱3由有機玻璃制作而成，其排出管也與絡合劑定比例加入器2相連接；絡合劑定比例加入器2的出水管道與三通管4的一端相連接，其三通管4的另兩端分別通過管道與小型鈉型離子交換柱5和小型惰性樹脂柱6的上部相連接，兩個小型柱采用Φ15-20mm，樹脂層高35cm的容器，它們的下部通過出水管分別與電導電極池7、8相連接，兩電導電極池的電極通過導線分別與電訊號檢測器9相連接。
以具體的實施數據為例。取澄清過濾后的武漢長江水為水樣，水樣水溫為18℃，配制濃度為2.42mmol/L的EDTA溶液，同時進入絡合劑定比例加入器2的水樣和EDTA溶液的比例為100∶9，混合均勻的水樣流出絡和劑定比例加入器2后，經三通管使該水樣分為兩股，一股經小型惰性樹脂柱6后流經電導電極池8，另一股則經過小型鈉型離子交換樹脂柱5后流經電導電極池7，經電訊號檢測器9測得出水無硬度時兩者電導率均為188μs/cm，即差值為0；出水硬度達到規定的失效標準0.2mmol/L時，兩者電導率差值約為12μs/cm。
該儀表的示數滯后約3-5分鐘。
權利要求
1.一種由小型鈉型離子交換柱、電導電極池、電訊號檢測器、進出水管路所構成的離子交換導差式軟化器出水硬度檢測儀，其特征在于軟化器出水取樣管(1)與絡合劑定比例加入器(2)的進口相連接，其另一進口與絡合劑溶液儲備箱(3)的排出管相連接；所述絡合劑定比例加入器(2)的出口通過出水管與三通管(4)的一端相連接，其三通管(4)的另兩端分別通過出水管與小型鈉型離子交換柱(5)和小型惰性樹脂柱(6)的進口相連，兩個小型柱的出口通過出水管分別與電導電極池(7)、(8)相連接，其電導電極池(7)、(8)的電極分別與電訊號檢測器(9)相連接。
2.根據權利要求書1所述的離子交換導差式軟化器出水硬度檢測儀，其特征在于所述的小型惰性樹脂柱(6)可采用其他類型具有一定容積的通道。
3.一種權利要求1所述的離子交換導差式軟化器出水硬度檢測方法，其特征在于當被測水樣流入絡合劑定比例加入器(2)的同時，絡合劑溶液也流入絡合劑定比例加入器(2)，并加入到水樣中，絡合劑的加入量等于或稍大于可以絡合規定的軟化器失效硬度的摩爾量，混合均勻的水樣流出絡和劑定比例加入器(2)后，經三通管使該水樣分為兩股，一股經小型惰性樹脂柱(6)后流經電導電極池(8)，另一股則通過小型鈉型離子交換樹脂柱(5)后流經電導電極池(7)，此時，電訊號檢測器(9)通過測量兩者電導率的差值顯示出水硬度值。
全文摘要
本發明提供了一種離子交換導差式軟化器出水硬度檢測儀及其檢測方法。它使流動的被測水樣和絡合劑溶液同時流入絡合劑定比例加入器,絡合劑的加入量等于或稍大于可以絡合規定軟化器失效硬度的摩爾量,再使混合均勻的水樣分為兩股,一股流經鈉型離子交換柱,一股流經惰性樹脂柱,最后兩股水樣分別通過各自的電導電極池,并通過電訊號檢測器按兩股水樣的電導差顯示軟化器出水硬度。采用本發明可實現對軟化器出水或低硬度水的在線監測。
文檔編號G01N27/06GK1382977SQ0110665
公開日2002年12月4日 申請日期2001年4月24日 優先權日2001年4月24日
發明者張澄信, 姚愛萍, 張 榮, 錢勤, 游喆 申請人:武漢大學