CN101909717A

CN101909717A - 用于颗粒减少的方法和系统

Info

Publication number: CN101909717A
Application number: CN2008801245371A
Authority: CN
Inventors: I·索尔维
Original assignee: Salsnes Filter AS
Current assignee: Salsnes Filter AS
Priority date: 2008-01-15
Filing date: 2008-11-14
Publication date: 2010-12-08
Anticipated expiration: 2028-11-14
Also published as: DK2231299T3; NO331063B1; NO20080267L; RU2010129223A; EP2231299A1; HUE024907T2; KR20100119767A; WO2009091260A1; CA2709185A1; PL2231299T3; CN101909717B; EP2231299B1; EP2231299A4; RU2484880C2; HK1147712A1; KR20160127158A; US20100270243A1

Abstract

本发明公开了用来在过滤带上形成过滤垫的方法和系统，该方法和系统在处理实际供给流体量的同时，实现最佳可能净化效率/颗粒减少。系统包括用来测量在任何时间的供给流体量以及在入口腔室中的液位的装置，其信息用来控制过滤带，以实现最大净化效率/颗粒减少。

Description

用于颗粒减少的方法和系统

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的方法，该方法用来在过滤带上形成过滤垫，以实现最大净化效率/颗粒减少。本发明还涉及一种根据权利要求9的、用来实施该方法的系统。

背景技术

对于具有环形过滤带的处理设备，就关于形成过滤垫以实现最大程度地减少颗粒而言，至今还没有被优化。

至今，对于环形过滤带只存在普通控制，其中，过滤带通过被供给流体而被控制，并且过滤带的速度由滤网的水平限定。然而，这样的系统的缺点是，速度增大得太快，并且不根据通过系统的流体总量而变化。因而存在着对于如下解决方案的需要：在该解决方案中，可以根据供给到系统的流体量来控制环形过滤带。这将要求使过滤带可提供的净化效率能够最大化。

由US 4 867 886可知的是，使用传感器来测量在带上的物质的高度并因而控制通过阀或泵的供给量。

US 4 137 062是使用传感器对带的堵塞进行测量的例子。

US 4 587 023是使用传感器来控制到带的供给的例子。

没有一个现有技术解决方案曾公开或建议了能够提供最大过滤性能的解决方案，因为没有一个现有技术系统曾考虑了总供给流体量、以及基于此而使在过滤带上形成的物质的厚度最大化，该过滤带因而根据供给量而提供最大净化效率/颗粒减少。

发明内容

本发明的目的是，提供一种用来在过滤带上形成过滤垫的方法，以实现最大清除效果/颗粒减少。另一个目的是，处理供给的和不断变化的实际流体量。另一个目的是，提供一种用来实施所述方法的系统。

根据本发明的方法在权利要求1中描述。本发明的另外有利特征在权利要求2-8中描述。

用来实现根据本发明的方法的系统在权利要求9中描述。系统的有利特征在权利要求10-15中描述。

根据本发明的方法基于利用关于在任何时间有多少流体供给到入口腔室、和在入口腔室中的流体液位的信息-过滤带在该入口腔室中运转，用来将过滤带控制成在过滤带上形成尽可能厚的过滤垫，以实现尽可能良好的净化效率/颗粒减少，并且同时，该信息用来控制过滤带，以避免入口腔室/过滤带溢流。溢流一般被带回到入口，并且将从而提供较低容量，如果不这样的话，净化效率/颗粒减少将降低，因为不清洁流体将直接转到出口，并且增加污染，或者因为溢流(对于具有生物/化学/隔膜等几个净化步骤的较大设备是正常的)转到下个净化步骤，并且使系统过载，或者由于必须增加氧气供给而造成操作成本增大。

通过评估/解释关于供给流体量的信息、并由此从用来运行过滤带的不同预定义操作模式中选择适当的操作模式，可以形成尽可能厚的过滤垫。用于不同预定义操作模式的条件和设定值与设备的尺寸设定相适配。

获得的过滤垫越厚，所获得的净化效果越好。原则上，对于过滤垫可成为多厚没有极限，但因为流体不再透过，所以这将导致流体溢流。过滤垫的厚度将受颗粒性质的影响。砂砾、纤维或粗颗粒将比例如有机打碎颗粒和消化淤泥(吸湿颗粒)更容易让流体通过。由于你知道供给到设备的最大流体是多少，而且你大概知道最小值和平均值，所以这些可用在不同预定义操作模式的设置时。对于多个设备，也知道不同量的频率，即，这些量的出现频率如何、它们在哪个时刻出现，可以用这些信息对系统进行进一步优化。大多数市政设备由监视中心监视，该监视中心可用来将信息提供给根据本发明的系统。一般而言，用泵站将流体/废水输送到设备。泵站优选采用频率控制进行泵送，从而流体流量变得尽可能均匀。用于量的测量的装置布置到入口上或入口中，并且因此将提供关于是否有例如大的、平均的或小的流体量、或在这些量之间的其它实际流体量的信息。所述方法优选包括三个或更多个操作模式，其中最普通格式包括用于最大、平均/正常或最小流体量的操作模式。

被定义的操作模式将信息提供给用来运行过滤带的驱动装置，该装置根据实际供给流体量来控制带速度，以实现所期望的过滤垫厚度，以在实际流体量正被处理的同时实现最大净化效率/颗粒减少，及以避免溢流。

过滤垫的厚度提供较好的净化效率，借此，当大颗粒被过滤垫捕获时，这些颗粒将保持(retain)较小的颗粒，这些较小颗粒又将保持更小的颗粒，直到过滤带被堵塞。当已没有流量穿过过滤垫时，达到其最大厚度，并且它不再具有净化效率。关于这个的信息将由在用于过滤器的入口腔室中的液位提供。当液位接近溢流时，这将意味着，过滤垫被堵塞，或者过滤的速度不是高得足以带走实际流体量。这是必须定义不同模式以准备不同流体液位/量和过滤带的速度的背景。

可使用多种不同类型的过滤带-它们将具有不同的净化效率/性能，并且定义的操作模式因此必须适应实际类型的过滤带、驱动装置、及设备的其余尺寸。例如，具有小网眼尺寸的过滤带将比具有大网眼尺寸的过滤带更容易堵塞。

在选择操作模式之后，所述方法还借助于用于它的适当装置获得关于在入口腔室中的流体液位的信息。关于在入口腔室中的流体液位的信息用来根据在所选择的操作模式内的流体量的变化、和显示过滤器被堵塞速度的颗粒量，对用于过滤带的驱动装置通过加速时间、延迟及滞后时间的确定，而影响所选择的操作模式。如以上提到的那样，在过滤带前面的流体液位由于减小容量而将升高，并且液位由液位计连续地记录，该液位计将通知：过滤带即将堵塞、或过滤带的速度太低。这将是与过滤带的类型有关的容量和液位的表示，即如果有很少颗粒，则在堵塞之前将有较多流体通过过滤带和过滤垫(液压容量)。

加速时间、延迟及滞后时间对于不同操作模式将相应地变化，因为重要的是，相对于小流体量，在大流体量下提供速度的快速开始和随后减少以及短的延迟。

在大流体量下，重要的是，提供快速开始，以避免流体过快地供给到过滤带而驱动装置被启动得太迟，以避免过滤带溢流。在小流体量下，可允许在较高流体液位和较慢速度下的开始。在流体由过滤带净化之后，流体供给到出口腔室。

根据本发明的方法可概括为如下步骤：

a)获得关于去往入口腔室的供给流体量的信息，

b)评估和解释供给流体量并且选择用于过滤带的操作模式，

c)对用于过滤带的驱动装置，通过确定加速时间、速度、延迟及滞后时间，使用在入口腔室中的流体液位的信息，影响所选择的操作模式，

d)基于来自步骤a)-c)的信息，向用于过滤带的驱动装置提供设定值，

e)获得关于驱动装置的状态和过滤带的状态的信息，以进行驱动装置的设定值的连续调节，

f)连续地重复步骤a)-e)。

步骤a)包括获得关于在任何时间去往入口腔室的供给流体量的信息，其中，在任何时刻的实际供给流体量借助于适当装置(如流量计)测量的场合，过滤带运行，该流量计优选地布置在入口腔室的供给处。关于实际供给流体量的信息被提供给用于系统的控制装置。

步骤b)包括在任何时间评估、解释供给流体量，并且根据在不同预定义操作模式(例如最小-平均-最大供给流体量)中的历史，选择操作模式，根据实际供给流体量而定义在入口腔室中的开始和停止液位，并对于不同液位定义过滤带的速度。步骤b)由控制装置执行，该控制装置设有软件/算法，并且/或者为此编程。

步骤c)包括借助于用于本方法的适当装置，如液位计，获得在入口腔室中的流体液位，该信息被提供给用于系统的控制装置。

步骤d)包括对用于过滤带的驱动装置，基于来自步骤c)的关于在所选择操作模式内的变化的信息，确定加速时间、延迟及滞后时间，这种确定由控制装置执行，该控制装置设有软件/算法，并且/或者为此编程。

步骤e)包括向用于过滤带的驱动装置提供基于步骤a)-d)的设定值。

步骤f)包括获得关于过滤带和用于过滤带的驱动装置的状态的信息，该信息传送到控制装置，用于在步骤d)中的设定值的连续调节。

步骤g)包括只要设备设置为运行状态就连续地重复步骤a)-f)。

用来实施根据本发明的方法的系统包括一个或多个环形转动过滤带，这些环形转动过滤带由适当驱动装置驱动。系统还包括入口，该入口将流体供给到入口腔室。环形过滤带延伸到入口腔室中，以进行供给流体的净化/颗粒减少。入口腔室还设有用来提供关于在入口腔室中的流体液位的信息的装置。对于入口布置的是用来测量供给流体量的装置，以在任何时间提供关于实际供给流体量的信息。系统还包括软件/算法，并且/或者被编程以对系统进行控制。系统优选地还包括状态装置，以提供关于驱动装置和过滤带的状态的信息。

系统优选地还包括用来从过滤带去除淤泥的装置、和用于过滤带的净化的装置，例如，如在本申请人名下的挪威专利No.310182和178608中给出的那样。为了能够实现尽可能厚/有效的过滤垫，重要的是，不使用用于淤泥去除的装置-该装置包括在过滤带的颗粒侧上的机械接触，因为在颗粒侧处的机械接触将导致颗粒被压碎/破坏/推过过滤带，由于将颗粒推过过滤带而导致过滤带被堵塞，并因而通过颗粒穿过过滤带逃逸到排出水中、或者缺少液压容量从而不清洁流体溢流，使得颗粒去除的速率/净化效率被降低。因此一个重大的优点在于，用于净化的装置具有在本申请人名下的挪威专利No.310182和178608中所描述的类型。这些是已知解决方案，这些已知解决方案在这里将不进一步地描述。

本发明的其它优点和有利特征通过如下例示性描述将更为显明。

附图说明

下面参照附图按例子的形式详细地描述本发明，在附图中：

图1是根据本发明的系统的概要示意图，而

图2是三个不同操作模式的例子。

具体实施方式

图1是根据本发明的系统的概要示意图，该系统用来实现根据本发明的方法。图1也表示在系统/方法中的信息的流动。根据本发明的系统包括入口10，该入口10将例如污水、废水或类似物的流体供给到入口腔室11。环形过滤带12延伸到入口腔室11中，该环形过滤带12从在入口腔室11中的供给流体中净化/去除颗粒。另外，系统包括例如呈一个或多个PLC或类似适当控制装置的形式的控制装置13，该控制装置设有软件/算法，并且/或者被编程以对系统进行控制，如下面进一步描述的那样。控制装置13设有来自装置14的输入，该装置14，如电磁流量计，用来测量供给流体，该装置14布置在入口10上或其中，并且提供关于在任何时间到入口腔室11的供给流体量的信息。控制装置13还设有来自装置15的输入，该装置15，如浸没式压力传感器或用于液位测量的类似适当装置，用于在入口腔室11中的液位测量，该装置15布置在入口腔室11中，以提供关于在入口腔室11中的液位测量100的信息。另外，系统包括一个或多个驱动装置，这些驱动装置在图1中借助于方块16示出，用来驱动过滤带12使之运转，例如变频皮带马达或用来驱动过滤带的其它适当装置。系统优选地还包括状态装置(未示出)，以将关于过滤带12和/或驱动装置16的状态的信息提供给控制装置13。系统优选地还包括用来从过滤带12去除淤泥的装置(未示出)、和用来净化过滤带的装置(未示出)，例如，如在本申请人名下的挪威专利No.310182和178608中表示的那些。如上提到的那样，优点在于，这些是不与在颗粒侧处的过滤带机械地相接触的装置，因为颗粒将容易地被破坏/压碎/推过过滤带，这可导致过滤带被推过过滤带的颗粒所堵塞，并因而通过颗粒穿过过滤器逃逸到排出水中、或者缺少液压容量从而使不清洁的流体溢流，使得颗粒去除的速率/净化效率被降低。因此一个重大的优点在于，所使用的用于净化的装置具有在本申请人名下的挪威专利No.31082和178608中所描述的类型。这些是已知解决方案，这些已知解决方案在这里将不作进一步描述。

系统优选地还包括用于在不同单元之间的信号适配/转换的装置，这些装置将取决于哪种装置被使用，并且在这里不详细地描述。

借助于用于量的测量的装置14，控制装置13连续地读取来自入口10的供给流体量，该装置14布置在到入口腔室11的供给线路中。控制装置13解释/评估来自流量计14的信息，并且根据供给流体量而选择用来使过滤带12运转的操作模式。不同的操作模式预先在控制装置13中适配/定义。

通过利用将流体供给到入口10的变频泵，将导致要被处理的流体量是均匀的。这提供了用来基于泵的频率、或最优选地基于来自电磁流量计14的信号来定义模式的机会，这些模式根据低、正常/平均或最大的流体供给量、或在这些量之间的若干变化量而被定义。

各操作模式提供用于控制过滤带的速度的驱动装置16的设定值，这些设定值适应实际流体量，以在过滤带上形成尽可能厚的过滤垫，并且同时，避免过滤带/入口腔室溢流。类似地，根据用于过滤带12的开始和停止的流体量以及过滤带的速度来定义在入口腔室中的停止和开始液位。

在选择了操作模式之后，控制装置13从液位计15获得信息，该液位计15提供关于用于在入口腔室11中的流体的液位高度100的信息，并因而通过如下方面来影响所选择的操作模式：根据在所选择的操作模式内的流体量的变化和表示过滤带的堵塞速度的颗粒量来确定用于驱动装置16(在该例子中是变频皮带马达)的加速时间、延迟及滞后时间。

可以使用多种不同类型的过滤带，它们将具有不同的净化效率/性能，并且操作模式因而必须适应实际类型的过滤带、驱动装置、及设备的其余尺寸。例如，细孔过滤带将比粗孔过滤带较快地堵塞。

加速时间、延迟及滞后时间对于不同的操作模式将相应地变化，因为重要的是，在相对于小流体量的大流体量下，提供快速开始和较晚的速度减小及较短延迟。这些参数还将取决于驱动装置(皮带马达)和过滤带的性能。

这都将保证，能够尽可能厚地形成过滤垫，因为这保证最佳的可能净化效率，并且同时在任何时间保证对被供给和变化的实际流体量进行处理。

所述系统和方法因而保证，即使所供给的流体量低，过滤带也定义有高开始液位和低速度。因而无论去往设备的供给流体量如何，在所有时间都具有按高液位和按最低可能速度使过滤带运转的可能性。这对于现有技术而言是不可能的，因为过滤带将迅速增大到最大流体水平，即使这不是必要的，结果是，不能形成最厚的过滤垫，并且不能改进颗粒的去除。

过滤带12优选地具有适配的被定义颗粒尺寸分布。优选的是，在流体中的颗粒的20％必定比孔径大，以形成过滤垫。这在安装设备之前被设定，并且基于在供给流体量的变化期间进行的分析。驱动装置的性能预先适配于设备，并且在设备的尺寸设定期间，过滤垫的宽度和长度也被适配。

入口腔室的尺寸也将进一步取决于设备的尺寸设定。

这种类型的设备的尺寸设定基于如下几点：

1.最大供给流体量。

2.颗粒尺寸的分析，用以限定用来形成过滤垫的实际孔径。

3.在小试验单元(如Salsnes试验机)上的筛滤速度。

借助于此，可以求出每m²过滤带/时间可过滤多少流体以实现与期望的一样厚的过滤垫、和多少颗粒需被去除，并且由此，确定设备的数量和尺寸。例如，存在有从0.15m²至2.2m²滤布的过滤带，但也存在其它类型的过滤带并且可用在所述系统中。

在流体由过滤带净化之后，流体被提供给出口腔室(未示出)。

现在参照图2，该图表示三个不同操作模式的例子。(1)示出用于低流体供给的操作模式，(2)示出用于平均/正常流体供给的操作模式，而(3)示出用于最大流体供给的操作模式。来自在入口腔室中的液位计的信号通知：流体液位例如接近于溢流；并且控制系统然后将增大使过滤带远离的速度的信号提供给马达(增大Hz)。不同的定义模式然后提供用来定义例如10Hz(非常低的速度)的最大速度的基础，此时在入口腔室中是低流体量，同时因为保持高液位以增加过滤时间和过滤垫厚度。V是入口腔室，并且在V中的右脚是过滤带。各条水平线表示最低和最高液位。如从该图中可看到的那样，全部都是满流体液位，但速度非常不同(Hz)。这意味着，无论供给流体的速度(来自泵的量)如何，该系统都将能够保持高液位和最小速度。这意味着净化效率并非对于所有速度而言都是相同的，但意味着对于所有速度而言净化效率都是最大的，这正是期望借助于本发明而实现的结果。通过根据供给流体量而使得在入口腔室中具有最高可能液位并且过滤带具有最低可能速度，而实现所有速度的最大净化效率。

不使用一些模式的话，在最大流体量和图中的模式3下，过滤带会不断地溢流。类似地，如果在低供给流体量下系统不在模式1下，则过滤带会迅速地穿过(chased through)流体。

修改

在包括多个入口腔室和过滤带的多个设备上，也可使用该方法。

多个如以上描述的那样的设备可被并联地布置，并且可用一入口装置或分配盒分配所供给的流体，该入口装置或分配盒将供给流体大致均匀地提供到各过滤器。

系统可设有学习功能，该学习功能自动地建立操作模式。这需要一些时间以使得所有流体量被记录并被最佳地操作使用。学习功能也可用来预先优化在系统中定义的操作模式。可选择地，学习功能可用来优化预置操作模式。

根据本发明，来自中心监视站的信息可用来对系统进行进一步优化。该信息可以是用于将流体供给到设备的变频泵的频率，以求出被供给流体的量。这可作为对于流量计的补充或代替。

如果会产生不同的关键情形，如错误情形，则系统可布置成按特定安全模式运行，例如，如果在液位计中产生错误，则系统将按照保证不发生溢流的操作模式而自动地操作。

系统也可布置成用以应对其它特定情形。可能发生的特定情形的一个例子是到达系统的低降雨或低流体供应的时段的结果。这导致通向系统的管线网的堵塞。当在较长时段的低流体供应之后接着是正常或大流体供应时，这将通开来自管线网的堵塞，并且除了正常的或大的流体量之外，它随后被供给到系统/过滤带。这是在技术语言中叫做“第一冲刷”的情形。这种情形导致不期望的元素/物体/颗粒进入过滤带，并因而可堵塞它，这会导致过滤带溢流。为了防止这种情形，系统可按基于时间前景/历史进行控制的状态而布置，这将导致：当已经有较长时段以低的流体量供应、接着是正常的或大的量时，过滤带例如应该按高/最大速度运转一个时段，以保证过滤带不溢流。其它类似状态也可相应地提供在系统中，以应对特定情形。

Claims

1.一种用来在过滤带上形成过滤垫以在处理当前供给流体量的同时实现最佳可能净化效率/颗粒减少的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

a)获得关于去往入口腔室的当前供给流体量的信息，

b)评估/解释供给流体量并且选择用于所述过滤带的操作模式，

c)获得关于在所述入口腔室中的流体液位的信息，

d)对用于所述过滤带的驱动装置，通过确定加速时间、延迟及滞后时间，使用来自在所述入口腔室中的所述流体液位的信息，影响所选择的操作模式，

e)基于来自所述步骤a)-d)的信息，向用于所述过滤带的所述驱动装置提供设定值，

f)获得关于所述驱动装置的状态和所述过滤带的状态的信息以连续调节用于所述驱动装置的设定值，

g)连续地重复步骤a)-f)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a)包括获得关于在任何时间去往入口腔室的供给流体量的信息。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b)包括从预定义操作模式中选择操作模式、根据实际供给流体量定义在所述入口腔室中的开始和停止液位、并对于不同液位定义所述过滤带的速度。

4.根据权利要求1-3所述的方法，其特征在于，步骤d)包括：对用于过滤带的驱动装置，基于来自所述步骤c)的关于在所选择操作模式内的流体量变化的信息，确定加速时间、延迟及滞后时间。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述不同的操作模式是预定义的，并且它们与设备的尺寸设定相适配。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，用于所述操作模式的所述设定值由经验/试验预设定。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括用于操作模式的自动设置的学习功能。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：用于例如错误情形的可能发生的不同关键情形的安全模式；和/或应对例如管线网堵塞的可能发生的其它特定情形的其它特定模式。

9.一种用来实施根据权利要求1-8所述的方法的系统，该系统包括将流体供给到入口腔室(11)的入口(10)，一个或多个环形过滤带(12)延伸下降到该入口腔室(11)中，该过滤带(12)由驱动装置(16)驱动，其特征在于，所述系统还包括：用来测量去往所述入口腔室(11)的供给流体量的装置(14)；用来测量在所述入口腔室(11)中的流体液位(100)的装置(15)；及控制装置(13)。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，例如电磁流量计或类似装置的用来测量去往所述入口腔室(11)的供给流体量的装置(14)被布置到所述入口(11)上或其中。

11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，例如浸没式压力传感器、浮子或类似装置的用来测量在所述入口腔室(11)中的流体液位(100)的装置(15)被布置在所述入口腔室(11)中。

12.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述控制装置(13)，例如PLC或类似适当控制装置，设有软件/算法，并且/或者被编程以实施根据权利要求1-8所述的方法。

13.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述系统还有利地包括状态装置，以提供关于所述驱动装置(16)和过滤带(12)的状态的信息。

14.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述控制装置(13)设有预定义参数，例如所述操作模式。

15.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述系统包括用来从所述过滤带小心地去除淤泥的装置、和用于所述过滤带的有效清洁的装置，这些装置是非机械装置，以避免与所述过滤带的颗粒侧相接触。