CN105399267B

CN105399267B - 一种城市污水处理的自动控制方法

Info

Publication number: CN105399267B
Application number: CN201510618938.4A
Authority: CN
Inventors: 洪玉春; 程宇凯; 王小敏; 卢凯翔; 陈莉玲
Original assignee: Jiangsu Hongcheng Waterworks Environmental Protection Co Ltd
Current assignee: ENVIRONMENTAL PROTECTION CO., LTD. JIANGXI SEONG WATER INDUSTRY
Priority date: 2015-09-25
Filing date: 2015-09-25
Publication date: 2017-07-28
Anticipated expiration: 2035-09-25
Also published as: CN105399267A

Abstract

本发明公开了一种城市污水处理的自动控制方法，将各污水分开收集；检测模块分别检测温度、PH值、固体颗粒含量、重金属含量、含氮量、含碳量和含磷量，并分别转化为数字信号传递至PLC，所述PLC接收数字信号经判断和计算，并向加热模块、滤材添加模块、电磁阀，调压模块、紫外灭菌模块传递执行信号；加热模块、滤材添加模块、电磁阀，调压模块、紫外灭菌模块接收执行信号，并执行其命令；本发明实现了城市污水处理的自动监控和自动化控制；大大提高了整个系统的效率。

Description

一种城市污水处理的自动控制方法

技术领域

本发明涉及污水处理领域，特别是一种城市污水处理的自动控制系统及方法。

背景技术

近些年来，我国城市的经济发展速度相对较快，城市中生产和生活而产生的污水数量也在逐渐的增多，与国外发达国家相比，我国城市污水处理率还不高，工艺还有待完善，管理还比较落后，平均每150 万人左右才拥有一座污水处理厂，并且还存在污水处理厂建设有效投资利用率及处理出水率达标低等诸多问题。我国污水处理设施相对于发达国家还十分落后。

现有技术中污水处理的工艺较为单一，主要采用两段活性污泥法，即将污水管道、污水处理厂视为一个污水处理系统，包括:自吸式射流曝气机、侧向流坡形斜板沉淀池、无支架的污泥悬浮型生物填料。其具体实现方法为:A段高负荷,B段低负荷,A、B两段分别回流,充分利用其内的微生物,使其充分发挥作用,创造良好的环境条件便于不同时期生长的优势微生物种群的生长。然而这种处理方法对染效果稳定，但是成本较高，且去除率较低，BOD5去除率仅为90%、COD去除率仅为80%。

而且，现有的城市污水处理依赖于手动控制，成本较低，但容易出现控制失误而导致处理不善的情况，现有的城市污水处理系统的检测，大部分依赖于工作人员的判断，精确度低，效率低。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种具有高去除率，满足各地城市需要，能够高效地、高智能自动化的处理各类污水的一种城市污水处理自动控制方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种城市污水处理的自动控制方法，其特征在于，它包括以下步骤：

步骤1：将生活污水、食品工业污水、工业无机污水和工业有机污水分开收集；

步骤2：生活污水流经和食品工业污水过滤池一的栅网，过滤大于5~8cm的颗粒，液体流至沉淀池一，第一检测模块检测污水的温度值，并分别转化为数字信号101传递至PLC；所述PLC接收数字信号101，当沉淀池一的温度值小于25℃时，向加热模块传递执行信号111；当沉淀池一的温度值大于28℃时，向加热模块传递执行信号112；所述加热模块，接收执行信号111，将沉淀池一中的水加热至25℃；接收执行信号112，停止加热；接着加入浓度为25ppm的聚凝剂，在该处的时间计量模块处设置静置时间为2~3d，污水流至过滤池二的栅网，过滤大于0.3~0.8cm的颗粒，液体流至沉淀池二；

步骤3：第二检测模块检测沉淀池二内污水的PH值，并转化为数字信号201传递至PLC; 所述PLC接收数字信号201，当其PH值小于8或大于9时，向滤材添加模块传递执行信号211或212；所述滤材添加模块，若接收执行信号211，则加入预定剂量的碱性滤材；若接收执行信号212，则加入预定剂量的酸性滤材；在该处的时间计量模块处设置静置时间为2~3d，将固体和液体分离开，固体送至制肥系统；

步骤4：第三检测模块检测沉淀池二分离的液体中颗粒含量C_K，并转化为数字信号301传递至PLC，所述PLC接收数字信号301，若C_K≥0.2ppm，则向沉淀池二至过滤池一通道上的电磁阀传递执行信号311，若C_K<0.2ppm，则向深沉池二至厌氧池通道上的电磁阀传递执行信号312；相应的电磁阀接收执行信号并开启其阀门；

步骤5：工业有机污水流经过有机滤池一的栅网，过滤大于5~8cm的颗粒，液体流至萃取池，萃取池内采用萃取剂分别为：石油醚，乙酸乙酯：石油醚=1:5，乙酸乙酯：石油醚=1:1，乙酸乙酯：石油醚=5:1，乙酸乙酯进行萃取，萃取池内的分离系统将有机层与水层分离开，对有机层的有机溶剂回收后，所得固体送至制肥系统；水层流至膜滤池；

步骤6：工业无机污水流经过无机滤池一的栅网，过滤大于5~8cm的颗粒，液体流至酸碱池，在酸碱池用Ca(OH)2将液体制为饱和溶液，流至氧化池，在氧化池内经过铁氧体法，在n(Fe2+)/n(M2+)=15的条件下除掉重金属离子后，液体流至无机沉淀池，加入浓度为25ppm的聚凝剂，在该处的时间计量模块处设置静置时间为2~3d，静置2~3d后污水流至无机过滤池二的栅网，过滤大于0.05~0.08的颗粒；

步骤7：所述第三检测模块检测无机过滤池二过滤后的液体中颗粒含量C_K，若C_K≥3ppm时，向过滤池至氧化池通道的电磁阀传递执行信号313；若C_K<3ppm时，向过滤池至膜滤池通道的电磁阀传递执行信号314；相应的电磁阀接收执行信号并开启其阀门；

步骤8：第四检测模块包括设于膜滤池的压强检测模块，用于检测池内的压强P,并转化为数字信号401传递至PLC;所述PLC接收数字信号401，向调压模块传递执行信号401或402；所述调压模块接收执行信号401，将进口处压强调整为0.32MPa，同时，所述第一检测模块检测污水的温度值，并分别转化为数字信号101传递至PLC；所述PLC接收数字信号101，当膜滤池的温度值小于51℃时，向加热模块传递执行信号111；当膜滤池的温度值大于55℃时，向加热模块传递执行信号112；所述加热模块，接收执行信号111，将沉淀池一中的水加热至25℃；接收执行信号112，停止加热，使液体经过50nm多通道无机陶瓷膜，接收执行信号402，将出口处压强调整为0.10MPa，使液体流至厌氧池；

步骤9：污水在厌氧池中，在该处的时间计量模块处设置静置时间为3~5d，在硝化菌和聚磷菌的作用下，静置3~5d，流至好氧池，在该处的时间计量模块处设置静置时间为3~4d，在反硝化菌的作用下，静置3~4d，所述第三检测模块检测经过好氧池处理的污水中含氮量C_N和含磷量C_P，并转化为数字信号304和305传递至PLC；所述PLC接收数字信号304和305，若C_N≥8ppm，C_P≥0.3ppm，则向好氧池至厌氧池通道的电磁阀；传递执行信号314；若C_N<8ppm，C_P <0.3ppm时，则向好氧池至湿地通道的电磁阀传递执行信号315；相应的电磁阀接收执行信号并开启其阀门；污水在湿地的作用下，处理10~15d，流至检测池；

步骤10：所述第三检测模块检测检测池中污水的颗粒含量C_K、重金属含量C_Z、含碳量C_C、含氮量C_N和含磷量C_P，并转化为数字信号301、302、303、304和305传递至PLC；所述PLC接收数字信号301、302……305，若C_K>0.2ppm，向检测池至沉淀池二通道传递执行信号316；若C_Z>3ppm，向检测池至酸碱池通道的电磁阀传递执行信号317；若3ppm>C_Z>0.05ppm，向检测池至膜滤池通道的电磁阀传递执行信号318；若C_C>0.02ppm时，向检测池至萃取池通道的电磁阀传递执行信号319；若0.02ppm>C_C>0.003ppm时，向检测池至膜滤池通道的电磁阀传递执行信号320；若C_N>8ppm或C_P>0.3ppm，向检测池至厌氧池通道的电磁阀传递执行信号320；若8ppm>C_N>0.1ppm或0.3ppm>C_P>0.1ppm，向检测池至湿地通道的电磁阀传递执行信号321；若C_K<0.2ppm，C_Z<0.05ppm，C_C >0.02ppm时，C_N<0.1ppm，C_P<0.1ppm时，向检测池至湿地紫外灭菌池的电磁阀传递执行信号322；相应的电磁阀接收执行信号并开启其阀门；

步骤11：紫外灭菌池，每次经紫外灭菌灯照射40~60s后排放。

该自动控制方法的自动控制系统，其特征在于，它包括第一检测模块、第二检测模块、第三检测模块、第四检测模块、加热模块、调压模块、滤材添加模块、电磁阀和PLC，所述电磁阀设于每个通道入口处，所述第一检测模块包括设于沉淀池一、无机沉淀池和膜滤池的温度检测仪，用于检测污水的温度值，并分别转化为数字信号101传递至PLC；所述第二检测模块包括设于沉淀池二的PH检测仪，用于检测污水的PH值，并转化为数字信号201传递至PLC; 所述第三检测模块包括设于沉淀池二和无机过滤池二的颗粒检测仪，好氧池的含氮量检测仪和含磷量检测仪，及检测池的颗粒检测仪、重金属检测仪、含碳量检测仪、含氮量检测仪和含磷量检测仪，用于检测污水中的颗粒含量C_K、重金属含量C_Z、含碳量C_C、含氮量C_N和含磷量C_P，并转化为数字信号301、302、303、304和305传递至PLC；所述第四检测模块包括设于膜滤池的压强检测模块，用于检测池内的压强,并转化为数字信号401传递至PLC;

所述PLC分别与第一检测模块、第二检测模块、第三检测模块、第四检测模块、加热模块、调压模块、滤材添加模块和电磁阀相连；用于接收数字信号101，当沉淀池一或无机沉淀池的温度值小于25℃，或膜滤池的温度值小于51℃时，向加热模块传递执行信号111；当沉淀池一或无机沉淀池的温度值大于28℃，或膜滤池的温度值小于55℃时，向加热模块传递执行信号112；接收数字信号201，当其PH值小于8或大于9时，向滤材添加模块传递执行信号211或212；接收数字信号301、302、303、304和305，经判断和计算后，向相应的电磁阀传递执行信号311、312……322；接收数字信号401，向调压模块传递执行信号401或402；

所述加热模块，接收执行信号111，将沉淀池一或无机沉淀池中的水加热至25℃，或将膜滤池中的水加热至51℃；接收执行信号112，停止加热；所述滤材添加模块，接收执行信号211，则加入预定剂量的碱性滤材；接收执行信号212，则加入预定剂量的酸性滤材；所述相应电磁阀接收到相应的执行信号，则开启其阀门；所述调压模块包括设于膜滤池进口处和出口处的调压泵，用于接收执行信号401，将进口处压强调整为0.32MPa，使液体经过50nm多通道无机陶瓷膜，接收执行信号402，将出口处压强调整为0.10MPa。

进一步地，PLC向相应的电磁阀传递执行信号311、312……322具体过程如下：

沉淀池二中：PLC接收数字信号301，若C_K≥0.2ppm，则向沉淀池二至过滤池一通道上的电磁阀传递执行信号311，若C_K<0.2ppm，则向深沉池二至厌氧池通道上的电磁阀传递执行信号312；

无机过滤池二中：若C_K≥3ppm时，向过滤池至氧化池通道的电磁阀传递执行信号313；若C_K<3ppm时，向过滤池至膜滤池通道的电磁阀传递执行信号314；

好氧池中：若C_N≥8ppm，C_P≥0.3ppm，则向好氧池至厌氧池通道的电磁阀

传递执行信号314；若C_N<8ppm，C_P<0.3ppm时，则向好氧池至湿地通道的电磁阀传递执行信号315；

检测池中：若C_K>0.2ppm，向检测池至沉淀池二通道传递执行信号316；若C_Z>3ppm，向检测池至酸碱池通道的电磁阀传递执行信号317；若3ppm>C_Z>0.05ppm，向检测池至膜滤池通道的电磁阀传递执行信号318；若C_C>0.02ppm时，向检测池至萃取池通道的电磁阀传递执行信号319；若0.02ppm>C_C>0.003ppm时，向检测池至膜滤池通道的电磁阀传递执行信号320；

若C_N>8ppm或C_P >0.3ppm，向检测池至厌氧池通道的电磁阀传递执行信号320；若8ppm>C_N>0.1ppm或0.3ppm>C_P>0.1ppm，向检测池至湿地通道的电磁阀传递执行信号321；若C_K<0.2ppm，C_Z<0.05ppm，C_C >0.02ppm时，C_N<0.1ppm，C_P<0.1ppm时，向检测池至湿地紫外灭菌池的电磁阀传递执行信号322。

进一步地，还包括：时间计量模块，它包括设于生活污水路线中的沉淀池一和沉淀池二，设于食品工业污水路线的无机沉淀池、沉淀池二、氧化池、厌氧池、好氧池和湿地的的时间计量仪，用于设定污水静置时间；当到达预定静置时间，发出提醒声，提醒工作人员进步下一步操作。

进一步地，还包括：紫外灭菌模块，它包括设于紫外灭菌池的紫外灭菌灯，其发射出的紫外线波长为200~275nm，发射剂量为13000~15000μW．s/cm2，每次照射40~60s。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、采用物理处理、化学处理和生物处理相结合的方式，有针对性的进行处理，环境友好，对周围的生态系统不会造成影响，同时结合处理的方法不仅能够去除掉常规污染物，同时提高了各种污染物的去除率，杜绝了二次污染；

2、利用检测仪器对相关参数进行测量，精度高，且可以实时测量，有利用对本系统进行有效的控制；

利用第一测量模块、第二测量模块、第三测量模块和第四测量模块，对池内的温度、PH值、固体颗粒含量、重金属含量、含碳量、含氮量和含磷量进行实时测量，测量精度高，实时测量以上参数，可以有效地实现对整个系统的控制；

3、提高了工作效率，操作更简便；

新增了时间计量模块，污水经相关处理后需静置一段时间，工作人员只需在相应的时间计量仪上设置静置时间，时间一到，该时间计量仪会发出提醒声，提醒工作人员进行下一步操作，不用人员刻意去记住静置时间，为工作人员省去了很多工作，且可以防止工作人员因遗忘、记错而影响处理效果。

4、对城市污水的自动化处理，省去了大量的人力资源；

用PLC芯片做为控制芯片，接收各检测模块的数字信号，经过内部的判断和计算，控制相应的执行模块执行任务；整个过程自动化程度高。

附图说明

图1是城市污水处理的自动控制系统示意图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

如图1 所示，一种城市污水处理的自动控制方法，其特征在于，它包括以下步骤：

步骤11：紫外灭菌池，每次经紫外灭菌灯照射40~60s后排放。

该城市污水处理的自动控制方法的自动控制系统，它包括第一检测模块、第二检测模块、第三检测模块、第四检测模块、加热模块、调压模块、滤材添加模块、电磁阀和PLC，所述电磁阀设于每个通道入口处，所述第一检测模块包括设于沉淀池一、无机沉淀池和膜滤池的温度检测仪，用于检测污水的温度值，并分别转化为数字信号101传递至PLC；所述第二检测模块包括设于沉淀池二的PH检测仪，用于检测污水的PH值，并转化为数字信号201传递至PLC; 所述第三检测模块包括设于沉淀池二和无机过滤池二的颗粒检测仪，好氧池的含氮量检测仪和含磷量检测仪，及检测池的颗粒检测仪、重金属检测仪、含碳量检测仪、含氮量检测仪和含磷量检测仪，用于检测污水中的颗粒含量C_K、重金属含量C_Z、含碳量C_C、含氮量C_N和含磷量C_P，并转化为数字信号301、302、303、304和305传递至PLC；所述第四检测模块包括设于膜滤池的压强检测模块，用于检测池内的压强,并转化为数字信号401传递至PLC;

PLC向相应的电磁阀传递执行信号311、312……322具体过程如下：

还包括：时间计量模块，它包括设于生活污水路线中的沉淀池一和沉淀池二，设于食品工业污水路线的无机沉淀池、沉淀池二、氧化池、厌氧池、好氧池和湿地的的时间计量仪，用于设定污水静置时间；当到达预定静置时间，发出提醒声，提醒工作人员进步下一步操作。

还包括：紫外灭菌模块，它包括设于紫外灭菌池的紫外灭菌灯，其发射出的紫外线波长为200~275nm，发射剂量为13000~15000μW．s/cm2，每次照射40~60s。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims

1.一种城市污水处理的自动控制方法，其特征在于，它包括以下步骤：

步骤2：生活污水和食品工业污水流经过滤池一的栅网，过滤大于5~8cm的颗粒，液体流至沉淀池一，第一检测模块检测污水的温度值，并分别转化为数字信号101传递至PLC；所述PLC接收数字信号101，当沉淀池一的温度值小于25℃时，向加热模块传递执行信号111；当沉淀池一的温度值大于28℃时，向加热模块传递执行信号112；所述加热模块，接收执行信号111，将沉淀池一中的水加热至25℃；接收执行信号112，停止加热；接着加入浓度为25ppm的聚凝剂，在该处的时间计量模块处设置静置时间为2~3d，污水流至过滤池二的栅网，过滤大于0.3~0.8cm的颗粒，液体流至沉淀池二；

步骤3：第二检测模块检测沉淀池二内污水的pH值，并转化为数字信号201传递至PLC;所述PLC接收数字信号201，当其PH值小于8或大于9时，向滤材添加模块传递执行信号211或212；所述滤材添加模块，若接收执行信号211，则加入预定剂量的碱性滤材；若接收执行信号212，则加入预定剂量的酸性滤材；在该处的时间计量模块处设置静置时间为2~3d，将固体和液体分离开，固体送至制肥系统；

步骤4：第三检测模块检测沉淀池二分离的液体中颗粒含量C_K，并转化为数字信号301传递至PLC，所述PLC接收数字信号301，若C_K≥0.2ppm，则向沉淀池二至过滤池一通道上的电磁阀传递执行信号311，若C_K<0.2ppm，则向沉淀池二至厌氧池通道上的电磁阀传递执行信号312；相应的电磁阀接收执行信号并开启其阀门；

步骤5：工业有机污水流经过有机滤池一的栅网，过滤大于5~8cm的颗粒，液体流至萃取池，萃取池内采用萃取剂分别为：乙酸乙酯：石油醚=1:5，乙酸乙酯：石油醚=1:1，乙酸乙酯：石油醚=5:1，乙酸乙酯进行萃取，萃取池内的分离系统将有机层与水层分离开，对有机层的有机溶剂回收后，所得固体送至制肥系统；水层流至膜滤池；

步骤6：工业无机污水流经过无机滤池一的栅网，过滤大于5~8cm的颗粒，液体流至酸碱池，在酸碱池用Ca(OH)₂将液体制为饱和溶液，流至氧化池，在氧化池内经过铁氧体法，在n(Fe²⁺)/n(M²⁺)=15的条件下除掉重金属离子后，液体流至无机沉淀池，加入浓度为25ppm的聚凝剂，在该处的时间计量模块处设置静置时间为2~3d，静置2~3d后污水流至无机过滤池二的栅网，过滤大于0.05~0.08的颗粒；

步骤7：所述第三检测模块检测无机过滤池二过滤后的液体中颗粒含量C_K，若C_K≥3ppm时，向无机过滤池二至氧化池通道的电磁阀传递执行信号313；若C_K<3ppm时，向过滤池至膜滤池通道的电磁阀传递执行信号314；相应的电磁阀接收执行信号并开启其阀门；

步骤9：污水在厌氧池中，在该处的时间计量模块处设置静置时间为3~5d，在硝化菌和聚磷菌的作用下，静置3~5d，流至好氧池，在该处的时间计量模块处设置静置时间为3~4d，在反硝化菌的作用下，静置3~4d，所述第三检测模块检测经过好氧池处理的污水中含氮量C_N和含磷量C_P，并转化为数字信号304和305传递至PLC；所述PLC接收数字信号304和305，若C_N≥8ppm，C_P≥0.3ppm，则向好氧池至厌氧池通道的电磁阀传递执行信号314；若C_N<8ppm，C_P<0.3ppm时，则向好氧池至湿地通道的电磁阀传递执行信号315；相应的电磁阀接收执行信号并开启其阀门；污水在湿地的作用下，处理10~15d，流至检测池；

步骤10：所述第三检测模块检测检测池中污水的颗粒含量C_K、重金属含量C_Z、含碳量C_C、含氮量C_N和含磷量C_P，并转化为数字信号301、302、303、304和305传递至PLC；所述PLC接收数字信号301、302……305，若C_K>0.2ppm，向检测池至沉淀池二通道传递执行信号316；若C_Z>3ppm，向检测池至酸碱池通道的电磁阀传递执行信号317；若3ppm>C_Z>0.05ppm，向检测池至膜滤池通道的电磁阀传递执行信号318；若C_C>0.02ppm时，向检测池至萃取池通道的电磁阀传递执行信号319；若0.02ppm>C_C>0.003ppm时，向检测池至膜滤池通道的电磁阀传递执行信号320；若C_N>8ppm或C_P>0.3ppm，向检测池至厌氧池通道的电磁阀传递执行信号320；若8ppm>C_N>0.1ppm或0.3ppm>C_P>0.1ppm，向检测池至湿地通道的电磁阀传递执行信号321；若C_K<0.2ppm，C_Z<0.05ppm，C_C >0.02ppm，C_N<0.1ppm，C_P<0.1ppm时，向检测池至紫外灭菌池的电磁阀传递执行信号322；相应的电磁阀接收执行信号并开启其阀门；

步骤11：紫外灭菌池，每次经紫外灭菌灯照射40~60s后排放。