[发明专利]实验室软硬水自动配制方法及装置

权利要求书

1.实验室软硬水自动配制方法，其特征在于：

由低硬度存量水配制高硬度目标水时，包括以下步骤：

S1、标准硬水配制试剂的准备；

S2、配制前存量水硬度测量及参数设置：关闭所有进口端和出口端；控制系统分别测量并提取配水罐中配制前存量水体积V_p和m个储水罐中配制前存量水总体积V_c，设置配制前存量水硬度值C₁、配制后目标水硬度值C₂、标准硬水配制试剂分批次加入的次数n，通过公式IV计算单次加入标准硬水配制试剂体积V_d，

  IV；

其中，C₁为配制前存量水硬度值，mmol/L；C₂为配制后目标水硬度值，mmol/L；n为标准硬水配制试剂分批次加入的次数，n≥2；V_P为配水罐中配制前存量水体积，L；V_c为储水罐中配制前存量水体积，L；V_d为单次加入标准硬水配制试剂体积，mL，0.5为1L去离子水中加入1mL标准硬水配制试剂所得水的硬度值，mmol/L，m取值为0或正整数；

S3、目标硬度水配制：配制开始后，配水罐内部水流开始自循环，控制系统依次控制向配水罐中加入NaHCO₃溶液、CaCl₂溶液、MgSO₄溶液各V_d量，加入时间间隔1min，三种溶液加入完毕后等待配水罐内部水流自循环2～10min；或者控制系统依次控制向配水罐中加入NaHCO₃溶液、CaCl₂溶液、MgSO₄溶液各V_d量，每次溶液加入后需等待配水罐内部水流自循环2～10min后，再继续加入下一溶液，直至各溶液添加完毕；当存在储水罐时，将配水罐中的水加入储水罐中；储水罐内部水流开始自循环，储水罐内部自循环3～10min后，将储水罐中水回流到配水罐中，完成一次添加标准硬水配制试剂操作，重复以上操作n-1次，NaHCO₃溶液、CaCl₂溶液、MgSO₄溶液各自添加量达到nV_d后，配水罐和储水罐间水流开始同速循环交换，5min后即得目标硬度水；当不存在储水罐时，配水罐中NaHCO₃溶液、CaCl₂溶液、MgSO₄溶液各V_d量加入完毕后，完成一次添加标准硬水配制试剂操作，重复以上操作n-1次，NaHCO₃溶液、CaCl₂溶液、MgSO₄溶液各自添加量达到nV_d后，配水罐内部水流自循环5min后即得目标硬度水；

S4、调节目标水的总碱度值和pH值：取100mL目标硬度水作为样品，测定目标硬度水的总碱度值，计算100mL目标硬度水的总碱度值与目标水的总碱度值的差值V₀mol/L，则向总体积为V_总mL的目标硬度水中加入V₀×mL浓度为0.1mol/L的盐酸标准溶液，混合搅拌，实时监测水中pH值，当符合pH要求时，即得目标水；

由高硬度存量水配制低硬度目标水时，包括以下步骤：

S1、标准硬水配制试剂的准备；

S2、配制前存量水硬度测量及参数设置：关闭所有进口端和出口端；控制系统分别测量并提取配水罐中配制前存量水体积V_p和m个储水罐中配制前存量水总体积V_c，设置配制前存量水硬度值C₁和配制后目标水硬度值C₂，通过公式V计算排水量V，

    V；

其中，C₁为配制前存量水硬度值，mmol/L；C₂为配制后目标水硬度值，mmol/L；V_P为配水罐中配制前存量水体积，L；V_c为m个储水罐中配制前存量水体积，L；V为排水量，L，m取值为0或正整数；

S3、目标硬度水配制：配制开始后，配水罐和/或储水罐开始排出存水，当排出总水量达到V时，向配水罐或配水罐和储水罐中注入总量与排水量等体积的去离子水，随后配水罐和储水罐间水流开始同速循环交换或配水罐内部水流自循环，5min后即得目标硬度水；

S4、调节目标水的总碱度值和pH值：取100mL目标硬度水作为样品，测定目标硬度水的总碱度值，计算100mL目标硬度水的总碱度值与目标水的总碱度值的差值V₀mol/L，则向总体积为V_总mL的目标硬度水中加入V₀×mL浓度为0.1mol/L的盐酸标准溶液，混合搅拌，实时监测水中pH值，当符合pH要求时，即得目标水；

由去离子水配制目标硬度水时，包括以下步骤：

S1、标准硬水配制试剂的准备；

S2、配制前存量水硬度测量及参数设置：设置配制后目标水硬度值C₂和进水体积U_d，通过公式VI计算加入标准硬水配制试剂体积V_e，

   VI；

其中，C₂为配制后目标水硬度值，mmol/L；V_e为加入标准硬水配制试剂体积，mL；U_e为进水体积，L；0.5为1L去离子水中加入1mL标准硬水配制试剂所得水的硬度值，mmol/L；

S3、目标硬度水配制：配制开始后，向配水罐中注入去离子水，当注入总量达到U_e时，控制系统依次控制向配水罐中加入NaHCO₃溶液、CaCl₂溶液、MgSO₄溶液各V_e量，加入时间间隔1min，随后配水罐内部水流自循环2～10min，即得目标硬度水或者再将配水罐中的水加入储水罐中即得目标硬度水；

S4、调节目标水的总碱度值和pH值：取100mL目标硬度水作为样品，测定目标硬度水的总碱度值，计算100mL目标硬度水的总碱度值与目标水的总碱度值的差值V₀mol/L，则向总体积为V_总mL的目标硬度水中加入V₀×mL浓度为0.1mol/L的盐酸标准溶液，混合搅拌，实时监测水中pH值，当符合pH要求时，即得目标水。