CN109502667A - 一种污水处理厂尾水安全排放系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种污水处理厂尾水安全排放系统及其控制方法，污水处理厂尾水经过污水管道输送至监控井，经过智能升降堰板，然后进入排放管道，最终排入受纳水体，当测量水位＞设定正常水位或者测量水质＞规定排放指标时，通过升高智能升降堰板启动、事故管道或者回流管道，实现污水厂尾水安全排放。本发明有效解决了污水处理厂尾水排放水回灌、水质超标排放等事故排放问题，可实现尾水安全排放，保护受纳水体水环境质量。本发明具有数据动态获取、监控实时、处理和控制及时，智能化程度高，基建投入低和运行成本低的优点。

Description

一种污水处理厂尾水安全排放系统及其控制方法
技术领域
本发明属于污水处理和水环境治理领域，具体涉及一种污水处理厂尾水安全排放装置及控制方法。
背景技术
随着我国经济的飞速发展和水环境治理要求的不断提高，污水处理厂的安全有效运行越来越受到关注。污水处理厂显著削减污染负荷、减少水污染、保护受纳水体及周边水环境。污水处理厂承担通过污水管理收集到的污水的处理和达标排放。目前污水处理厂尾水排放受受纳水体水位波动、尾水水质不能稳定达标等因素困扰。
申请号201510784356.3，一种化工废水生化尾水深度处理的系统及方法，公开了一种化工废水生化尾水深度处理的系统及方法，属于废水处理技术领域。本发明包括物化处理系统和生化系统，物化处理系统中配水池、混凝反应池、沉淀池、臭氧氧化反应器、缓冲池依次相连，生化处理系统包括生物活性炭滤池、排水池、污泥浓缩池。本发明中，废水经调节pH值后依次经过混凝、沉淀、臭氧氧化、生物滤池处理后出水；其中，部分污泥可作为催化剂回收利用。采用高锰酸钾、铝盐作为预氧化剂和混凝剂，反应生成的二氧化锰作为氧化剂、吸附剂、催化剂及反应的晶核进一步降解有机物，改善污泥沉降性能。该发明仅对污水处理厂尾水处理进行设计，未对排放监测和控制进行说明。
申请号201510790371.9，一种应用于微藻处理废水中藻液快速分离的方法，公开了一种应用于微藻处理废水中藻液快速分离的方法，先采集污水处理厂排放废水放置室内备用，对废水的CODCr采用重铬酸钾法，TN采用过硫酸钾氧化紫外分光光度法，TP采用钼锑抗分光光度法，氨氮采用纳式试剂光度法，pH采用玻璃电极法处理，本发明在可控制扰动强度的培养装置中进行，便于控温、控光，提高微藻处理废水的效率，在扰动条件下进行，无需添加絮凝剂，依靠微藻细胞表面性质的变化形成絮凝体实现藻液分离。该发明仅对污水处理厂排放废水进行监测，未有对水质和水位进行测量和控制，无法实现安全排放。
申请号201510913771.4，一种建筑物排水设施，包括雨水收集箱，污水收集管，调蓄池，总排水管；雨水收集箱用于收集雨水，其具有第一出水口，第一出水口通过排水管与总排水管相通；污水收集管与生活污水源连接，用于排放生活污水，其出水口位于调蓄池开口上方；调蓄池用于接收污水收集管排出的生活污水，具有与总排水管连接的出口；雨水收集箱具有第二出水口；第二出水口与污水收集管通过电磁阀相连；在第二出水口与污水收集管之间设置流量计，阀门平常处于开启状态，当在特定时间内通过流量计的雨水流量超过特定值时，关闭电磁阀。该发明仅对雨水和污水排放的小型排水进行设计，对于污水处理厂的水质和水位的测量和控制未有说明。
发明内容
针对污水处理厂尾水排放水回灌、超标事故等突出水环境问题，本发明提供一种污水处理厂尾水安全排放系统，构建了包括水位、水量和水质监测系统、智能排放系统和精准控制系统，有效解决污水处理厂尾水安全排放。
本发明还提供一种污水处理厂尾水安全排放系统的控制方法，实现了动态、实时监控、处理和控制，智能化程度高，基建投入低和运行成本低，促进水环境健康可持续。
技术方案
为了实现本发明的目的，发明人采用了以下技术方案：
一种污水处理厂尾水安全排放系统，污水处理厂的污水管道连接至监控井，监控井连接排放管道，排放管道的另一端连接至受纳水体，排放管道上安装排水控制阀门；
监控井内设置事故管道，事故管道的另一端连接至受纳水体，事故管道上安装排水事故控制阀门；在事故管道上事故控制阀门之前连接回流管道，回流管道上设置回流控制阀门；
事故管道、回流管道均采用压力管道；
监控井中设置智能升降堰板，智能升降堰板位于监控井的中间，底部与监控井固定，不透水；
监控井内设置液位控制仪、水质监测仪，液位控制仪、水质监测仪、智能升降堰板均连接至排放控制系统。
一种污水处理厂尾水安全排放系统的控制方法，步骤如下：
步骤1，污水处理厂尾水经过污水管道输送至监控井，经过智能升降堰板，然后进入排放管道，最终排入受纳水体；
步骤2，通过液位控制仪测定监控井中水位，数据反馈至排放控制系统；
当测量水位≤正常水位时，排放控制系统控制智能升降堰板维持原始设定高度，排水控制阀门正常打开，尾水安全排入受纳水体；
当测量水位＞正常水位时，排放控制系统控制智能升降堰板高于原始设定高度，关闭排水控制阀门保证受纳水体不进入监控井；同时启动污水泵通过事故管道，打开事故控制阀门，关闭回流控制阀门，保证尾水排入受纳水体；
步骤3，通过水质监测仪测定监控井中水质，数据反馈至排放控制系统；
当测量水质≤排放指标时，排放控制系统控制智能升降堰板维持原始设定高度，排水控制阀门正常打开；当测量水质＞排放指标时，排放控制系统控制智能升降堰板高于原始设定高度，关闭排水控制阀门保证受纳水体不进入监控井；同时启动污水泵通过回流管道，打开回流控制阀门，关闭事故控制阀门，保证尾水回流至污水处理厂。
水质监测仪监测指标有pH、COD、氨氮、TP、TN；有一个指标超过标准，即算超标。
污水处理厂处理各类废水，排放指标执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准或是更高水质标准；
监控井为圆形或是方形，污水在监控井的停留时间0.5~1.0h；
智能升降堰板初始高度低于测量水位0.3m；
排放控制系统采用PLC控制；液位控制仪采用超声波液位非接触式控制；排水控制阀门采用法兰式连接、电源驱动，材质不锈钢，控制方式智能调节型；事故控制阀门采用法兰式连接、电源驱动，材质不锈钢，控制方式智能调节型、回流控制阀门采用法兰式连接、电源驱动，材质不锈钢，控制方式智能调节型。
相比于现有技术，本发明的优点在于：
（1）本发明克服了污水处理厂尾水排放水回灌、超标排放等突出的水环境问题，构建了数据监测、系统控制、精准执行的全流程方法，实现了污水处理厂尾水安全，为水环境改善提供有力支撑。
（2）稳定性高、操作灵活，尾水安全排放效果好。通过对监控井中水位和水质监测，实现数据实时传送，排放控制系统精准控制智能升降堰板、污水泵和阀门的开启，提高装置和方法的稳定性，操作灵活，实现污水厂尾水达标、安全排放。
（3）自动化程度高，管理方便、运行成本低。基于原有排放系统，设计监控井，改造和设计方便，自动化程度高，减少管理人员值守，管理运行成本低。
附图说明
图1为一种污水处理厂尾水安全排放系统的原理图；
图2为一种污水处理厂尾水安全排放系统的布置图；
图3为一种污水处理厂尾水安全排放系统的剖面图。
图中：1-1：污水处理厂、1-2：污水管道、1-3：监控井、1-4：智能升降堰板、1-5：排放管道、1-6：受纳水体；2-1：污水泵、2-2：事故管道、2-3：回流管道；3-1：排放控制系统、3-2：液位控制仪、3-3：水质监测仪、3-4：排水控制阀门、3-5：事故控制阀门、3-6：回流控制阀门。
具体实施方式
通过下面具体实施例进一步介绍本发明的技术方案。
参照图1所示，某污水处理厂1-1设计规模5.0万吨/d，主要处理生活污水和部分工业污水，排放指标执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准或是更高水质标准。
污水处理厂经污水管道连接至监控井1-3，监控井连接排放管道1-5，排放管道1-5的另一端连接至受纳水体1-6，排放管道1-5上安装排水控制阀门3-4。
监控井内设置事故管道2-2，事故管道的另一端连接至受纳水体1-6，事故管道上安装排水事故控制阀门3-5；在事故管道2-2上事故控制阀门3-5之前连接回流管道2-3，回流管道2-3上设置回流控制阀门3-6。
监控井1-3中设置智能升降堰板1-4，智能升降堰板1-4位于监控井1-3的中间，底部与监控井1-3固定，不透水。
监控井内设置液位控制仪3-2、水质监测仪3-3，液位控制仪3-2与水质监测仪3-3、智能升降堰板1-4均连接至排放控制系统3-1。通过液位控制仪3-2测定监控井1-3中水位，数据反馈至排放控制系统3-1。排放控制系统3-1采用PLC控制；液位控制仪3-2采用超声波液位非接触式控制；水质监测仪3-3监测指标有pH、COD、氨氮、TP、TN等；排水控制阀门3-4、事故控制阀门3-5、回流控制阀门3-6均采用法兰式连接、电源驱动，材质不锈钢，控制方式智能调节型。
步骤1，污水处理厂1-1尾水污水管道1-2输送至监控井1-3，经过智能升降堰板1-4，然后进入排放管道1-5，最终排入受纳水体1-6。步骤2，通过液位控制仪测定监控井中水位，数据反馈至排放控制系统；
当测量水位≤正常水位时，排放控制系统3-1控制智能升降堰板1-4维持原始设定高度，排水控制阀门3-4正常打开，尾水安全排入受纳水体1-6；
当测量水位＞正常水位时，排放控制系统3-1控制智能升降堰板1-4高于原始设定高度，关闭排水控制阀门3-4保证受纳水体1-6不进入监控井1-3；同时启动污水泵2-1通过事故管道2-2，打开事故控制阀门3-5，关闭回流控制阀门3-6，保证尾水排入受纳水体1-6；
步骤3，通过水质监测仪3-3测定监控井1-3中水质，数据反馈至排放控制系统3-1；
当测量水质≤排放指标时，排放控制系统3-1控制智能升降堰板1-4维持原始设定高度，排水控制阀门3-4正常打开；当测量水质＞排放指标时，排放控制系统3-1控制智能升降堰板1-4高于原始设定高度，关闭排水控制阀门3-4保证受纳水体1-6不进入监控井1-3；同时启动污水泵2-1通过回流管道2-3，打开回流控制阀门3-6，关闭事故控制阀门3-5，保证尾水回流至污水处理厂1-1。
污水管道1-2采用重力管道自流，长度38m，直径1.0m；监控井1-3是方形，长度30m，宽度20m，有效高于3.0m，有效容积1800m3，有效停留时间0.86h。排放管道1-5采用重力自流，长度79m，直径1.0m；受纳水体1-6为河道，河道宽度55m，水深3.5m，正常水位5.0m；
污水泵2-1数量是2台，1用1备，流量为2100m3/h。事故管道2-2采用压力管道，直径0.7m，长度85m；回流管道2-3采用压力管道，直径0.7m，长度92m。
实施例1
当测量水位4.2m≤正常水位5.0m时，排放控制系统3-1控制智能升降堰板1-4维持原始设定高度3.9m，排水控制阀门3-4正常打开；
通过水质监测仪3-3测定监控井1-3中水质，数据反馈至排放控制系统3-1；当COD测量值35mg/L≤COD测量值50mg/L，氨氮测量值3.5mg/L≤氨氮测量值5mg/L，TN测量值12.5mg/L≤TN测量值15mg/L，TP测量值0.32mg/L≤TP测量值0.5mg/L时，排放控制系统3-1控制智能升降堰板1-4维持原始设定高度，排水控制阀门3-4正常打开。
实施例2
其他同实施例1，不同之处在于：
当测量水位5.5m>正常水位5.0m时，排放控制系统3-1控制智能升降堰板1-4高于原始设定高度，关闭排水控制阀门3-4保证受纳水体1-6不进入监控井1-3。同时启动污水泵2-1通过事故管道2-2，打开事故控制阀门3-5，关闭回流控制阀门3-6，保证尾水排入受纳水体1-6。
实施例3
其他同实施例1，不同之处在于：
当COD测量值55mg/L＞COD测量值50mg/L，氨氮测量值4.5mg/L≤氨氮测量值5mg/L，TN测量值11.2mg/L≤TN测量值15mg/L，TP测量值0.41mg/L≤TP测量值0.5mg/L时，排放控制系统3-1控制智能升降堰板1-4高于原始设定高度，关闭排水控制阀门3-4保证受纳水体1-6不进入监控井1-3。同时启动污水泵2-1通过回流管道2-3，打开回流控制阀门3-6，关闭事故控制阀门3-5，保证尾水回流至污水处理厂1-1。
实施例4
其他同实施例1，不同之处在于：
当COD测量值65mg/L＞COD测量值50mg/L，氨氮测量值5.8mg/L＞氨氮测量值5mg/L，TN测量值17.5mg/L＞TN测量值15mg/L，TP测量值0.66mg/L＞TP测量值0.5mg/L时，排放控制系统3-1控制智能升降堰板1-4高于原始设定高度，关闭排水控制阀门3-4保证受纳水体1-6不进入监控井1-3。同时启动污水泵2-1通过回流管道2-3，打开回流控制阀门3-6，关闭事故控制阀门3-5，保证尾水回流至污水处理厂1-1。

Claims (6)

1.一种污水处理厂尾水安全排放系统，其特征在于，污水处理厂的污水管道连接至监控井，监控井连接排放管道，排放管道的另一端连接至受纳水体，排放管道上安装排水控制阀门；
监控井内设置事故管道，事故管道的另一端连接至受纳水体，事故管道上安装排水事故控制阀门；在事故管道上事故控制阀门之前连接回流管道，回流管道上设置回流控制阀门；
监控井中设置智能升降堰板；
监控井内设置液位控制仪、水质监测仪，液位控制仪、水质监测仪、智能升降堰板均连接至排放控制系统。
2.权利要求1所述的污水处理厂尾水安全排放系统，其特征在于，所述的事故管道、回流管道均采用压力管道。
3.权利要求1所述的污水处理厂尾水安全排放系统，其特征在于，智能升降堰板位于监控井的中间，底部与监控井固定，不透水。
4.权利要求1所述的污水处理厂尾水安全排放系统的控制方法，其特征在于，步骤如下：
步骤1，污水处理厂（1-1）尾水经过排水管道（1-2）输送至监控井（1-3），经过智能升降堰板（1-4），然后进入排放管道（1-5），最终排入受纳水体（1-6）；
步骤2，通过液位控制仪（3-2）测定监控井（1-3）中水位，数据反馈至排放控制系统（3-1）；当测量水位≤设定正常水位时，排放控制系统（3-1）控制智能升降堰板（1-4）维持原始设定高度，排水控制阀门（3-4）正常打开，尾水安全排入受纳水体（1-6）；
步骤3，通过水质监测仪（3-3）测定监控井（1-3）中水质，数据反馈至排放控制系统（3-1）；当测量水质≤规定排放指标时，排放控制系统（3-1）控制智能升降堰板（1-4）维持原始设定高度，排水控制阀门（3-4）正常打开，尾水安全排入受纳水体（1-6）；
步骤4，通过水质监测仪（3-3）测定监控井（1-3）中水质，数据反馈至排放控制系统（3-1）；
当测量水位＞设定正常水位时，排放控制系统（3-1）控制智能升降堰板（1-4）高于原始设定高度，关闭排水控制阀门（3-4），同时启动污水泵（2-1）； 且当测量水质≤规定排放指标时，排放控制系统（3-1）打开事故控制阀门（3-5），尾水通过事故管道（2-2）进入受纳水体（1-6）；
当此时当测量水质＞规定排放指标时，关闭事故控制阀门（3-5），打开回流控制阀门（3-6），尾水通过回流管道（2-3）回流至污水处理厂（1-1），保证尾水不进入受纳水体（1-6）；
步骤5，不达标的尾水经过污水处理厂（1-1）处理，然后继续步骤（1）。
5.权利要求3所述的污水处理厂尾水安全排放系统的控制方法，其特征在于，水质监测仪（3-3）监测指标有pH、COD、氨氮、TP、TN；有一个指标超过标准，即算超标。
6.权利要求3所述的污水处理厂尾水安全排放系统的控制方法，其特征在于，污水在监控井的停留时间0.5~1.0h；智能升降堰板（1-4）初始高度低于测量水位0.3m。
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