CN109502747A - 一种污水处理节能控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种污水处理节能控制系统，包括液位监测装置、COD检测装置、氨氮检测装置、DO监测系统、温度监测装置、MLSS检测装置、流量监测装置、污水处理节能控制装置、液位控制系统、加药控制系统、曝气控制系统和污泥回流控制系统。液位监测装置用于监测调节池的实际液位；COD检测装置用于检测调节池、厌氧池、初沉池、终沉池和排放口水质参数检测，包括COD、pH和色度等参数；DO监测系统用于监测水中溶解氧的监测；污水处理节能控制装置通过获取污水处理过程的监测数据。本发明能够结合污水处理生产工艺、水质状况和监测数据，实现污水处理的能耗控制，有效降低污水处理过程中的能耗成本，自动化程度高、安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理节能控制领域，具体是一种污水处理节能控制系统，特别涉及AO、A2O生产工艺下的污水处理节能控制。
背景技术
随着社会环保意识的增强，污水处理逐渐受到社会的关注。国家进一步提高城市污水排放标准，增加了污水处理的运营成本。目前，由于污水处理过程中能源消耗较大，在很大程度上阻碍了我国城市污水处理厂的发展。国内的中小型污水处理厂大多采用AO生产工艺或A2O生产工艺，该生产工艺下大多数的能量被曝气设备、污水提升设备消耗，单纯的改善其中的一个环节，并不能最大限度的实现能耗节约。
污水处理受到进水水质、微生物活性、环境温度等参数影响，是一个复杂的多变量系统。因此，一种满足生产工艺要求，自动化水平较高的污水处理节能控制系统将会对污水处理有着重大影响。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种污水处理节能控制系统，其利用远程通信的方式获取污水处理过程中的流量、COD、温度、DO、MLSS、SV%、色度、pH，通过最优能量算法，控制系统的曝气装置、提升泵流量、加药装置和污泥回流泵，降低污水处理系统的电能消耗，最大限度实现系统的电能节约。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
一种污水处理节能控制系统，其特征在于：包括液位监测装置、COD监测装置、氨氮检测装置、DO监测系统、温度监测装置、MLSS检测装置、流量监测装置、污水处理节能装置、液位控制系统、加药控制系统、曝气控制系统和污泥回流控制系统；
所述液位监测装置采用超声波液位计，将液位信息转化为4～20mA的电流信号传送至污水处理节能装置；
所述COD监测装置利用化验室的测试仪器，获取每个运行班次中调节池、厌氧池、初沉池、终沉池和排放口水质的COD、pH及色度数据，设备通过MODBUS-RTU协议将测试数据传输至污水处理节能装置；
所述氨氮检测装置、MLSS检测装置用于检测污水中的氨氮含量和悬浮固体浓度，装置通过通信方式，将检测数据传输至污水处理节能装置；
所述DO监测系统用于监测缺氧池、好氧池出水口水中的溶解氧含量，系统通过无线通信的方式测试获取的数据传输至污水处理节能装置，按照设定的周期将数据上传；
所述DO监测系统采用两组阵列式溶解氧传感器组组成，每组阵列式溶解氧传感器组包含4n个溶解氧传感器，均匀分布在基板上，基板的侧面预留螺丝孔，便于设备的现场固定。DO监测系统中的DO数据采集模块采取就近安装的方式，通过读取溶解氧传感器输出的电流信号，实时获取好氧池出水口水中溶解氧的含量，并将获取的测量数据通过无线传输的方式发送至污水处理节能装置8。
所述温度监测装置用于监测好氧池中的水温，装置采用多组热电偶获取温度数据，对获取的温度数据进行处理后，通过无线发射模块传输至污水处理节能装置，便于系统运行状态的控制；
所述污水处理节能装置作为系统的核心组成部分，用于污水处理过程中的数据采集、数据分析、运行控制、上位机通信和状态显示，污水处理节能装置采用PLC、ARM或DSP控制芯片开发；
所述加药控制系统、曝气控制系统和污泥回流控制系统分别用于加药泵、风机电机和污泥回流泵的控制。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：在满足污水处理的生产工艺要求下，采用能量最优的系统控制方式，实现污水处理过程中的流量、曝气量、加药量和污泥回流量的控制，改善了企业生产过程中的自动化水平，增强了系统运行的稳定性，降低了生产过程中的电能消耗，提高了企业的生产效率。
附图说明
图1为本发明的结构框图；
图2为本发明的DO监测系统结构图；
图3为本发明的工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明：
如图1所示，一种污水处理节能控制系统包括液位监测装置1、COD监测装置2、氨氮检测装置3、DO监测系统4、温度监测装置5、MLSS检测装置6、流量监测装置7、污水处理节能装置8、液位控制系统9、加药控制系统10、曝气控制系统11和污泥回流控制系统12。液位监测装置1用于实时监测调节池的液位高度，装置采用超声波液位计测量调节池的液位，通过内部的转换电路，将液位信号转换成4～20mA电流信号；COD监测装置2用于监测调节池、厌氧池、初沉池、终沉池和排放口水质的COD、pH及色度值，该环节通过对测试点的水质取样，在实验室中实现水质的COD、pH及色度值检测；氨氮检测装置3用于实验室环境下检测初沉池、终沉池和排放口水中的氨氮含量；DO监测系统4用于监测好氧池水中溶解氧的监测，通过将DO传感器阵列放置在缺氧池和好氧池的出水口，获取缺氧池及好氧池的水中溶解氧含量；温度监测装置5用于好氧池水温的监测，装置采用耐腐蚀材料的热电偶设计，通过多点测量方式取平均值的方式，实现好氧池水温的测量；MLSS检测装置6用于检测污水中悬浮固体浓度；流量监测装置7用于监测提升泵房的污水流量，流量监测装置7采用带有远程通信功能的流量计设计而成；污水处理节能装置8用于系统的数据采集、数据分析、系统控制、上位机通信和运行状态显示；液位控制系统9用于调节池液位控制；加药控制系统10用于污水处理加药量控制；曝气控制系统11用于曝气房鼓风机的转速控制；污泥回流控制系统12用于污泥回流流量控制。
污水处理节能装置8通过无线通信和MODBUS-RTU协议实现液位监测装置1、COD监测装置2、氨氮检测装置3、DO监测系统4、温度监测装置5、MLSS检测装置6和流量监测装置7数据的运程读取，对读取的数据进行分析和处理，判断当前的运行状态，通过最优能量控制算法，实现液位控制系统9、加药控制系统10、曝气控制系统11和污泥回流控制系统12的控制，保障污水处理系统的经济运行。
DO监测系统4的结构如图2所示，测试过程中DO数值的影响因素较多，为提高系统的测试精度，采用多组溶解氧传感器202按照顺序排列的方式实现出水口溶解氧含量数据的测量。DO监测系统4采用两组阵列式溶解氧传感器组组成，每组阵列式溶解氧传感器组包含4n个溶解氧传感器202，均匀分布在基板201上，基板201的侧面预留螺丝孔，便于设备的现场固定。DO监测系统4中的DO数据采集模块采取就近安装的方式，通过读取溶解氧传感器202输出的电流信号，实时获取好氧池出水口水中溶解氧的含量，并将获取的测量数据通过无线传输的方式发送至污水处理节能装置8。
污水节能处理装置8对获取的DO数据进行处理，将较高和较低的1/4组数据进行删除，剩下的数据按照顺序排列，根据设定的阈值，对数据进行运算，计算获取DO数值。
一种污水处理节能控制系统的工作流程图如图3所示，污水处理节能装置8运行时，首先进行初始化操作，初始化结束后，污水处理节能装置8通过远程通信对采集液位监测装置1、COD监测装置2、氨氮检测装置3、DO监测系统4、温度监测装置5、MLSS检测装置6、流量监测装置7的数据信息。污水处理节能装置8对采集的DO数据组进行处理，按照顺序进行排序，找出采集的DO数据组的中位数，设定窗口阈值，计算出最终的DO数值。污水处理节能装置8对获取的数据进行处理，根据反馈的COD值、液位值、DO数值、流量值、氨氮含量和MLSS数值等，计算出最低能耗运行参数，控制液位控制系统9、加药控制系统10、曝气控制系统11和污泥回流控制系统12的运行状态。污水处理节能装置8自动存储优化运行数据，实时显示污水处理节能控制系统的运行状态，将处理后的运行参数上传值污水处理厂的中控平台。
Claims (6)
1.一种污水处理节能控制系统，其特征在于：包括液位监测装置(1)、COD监测装置(2)、氨氮检测装置(3)、DO监测系统(4)、温度监测装置(5)、MLSS检测装置(6)、流量监测装置(7)、污水处理节能装置(8)、液位控制系统(9)、加药控制系统(10)、曝气控制系统(11)和污泥回流控制系统(12)。
2.根据权利要求1所述的一种污水处理节能控制系统，其特征在于：所述的液位监测装置(1)用于实时监测调节池的液位高度，COD监测装置(2)用于监测调节池、厌氧池、初沉池、终沉池和排放口水质的COD、pH及色度值，氨氮检测装置(3)用于检测初沉池、终沉池和排放口水中的氨氮含量，DO监测系统(4)用于监测好氧池水中溶解氧的监测，温度监测装置(5)用于好氧池水温的监测，MLSS检测装置(6)用于检测污水中悬浮固体浓度，流量监测装置(7)用于监测提升泵房的污水流量，污水处理节能装置(8)用于系统的数据采集、控制和数据上传，液位控制系统(9)用于调节池液位控制，加药控制系统(10)用于污水处理加药量控制，曝气控制系统(11)用于曝气房鼓风机的转速控制，污泥回流控制系统(12)用于污泥回流流量控制。
3.根据权利要求1所述的一种污水处理节能控制系统，其特征在于：所述液位监测装置(1)和流量监测装置(7)将监测获取的数据通过MODBUS-RTU协议上传至污水处理节能装置(8)，污水处理节能装置根据获取的数据，通过液位控制系统(9)实现系统运行过程中的液位控制。
4.根据权利要求1所述的一种污水处理节能控制系统，其特征在于：所述COD监测装置(2)、氨氮监测装置(3)和MLSS监测装置(6)通过远程通信方式，将监测获取的数据传送到污水处理节能装置(8)，通过设定的算法实现加药和污泥回流流量控制。
5.根据权利要求1所述的一种污水处理节能控制系统，其特征在于： 所述DO监测系统(4)采用多组传感器采集的方式安装在好氧池的出水口处，传感器采用阵列式安装的方式实现出水DO的数据采集，DO监测系统(4)采用两组阵列式溶解氧传感器组组成，每组阵列式溶解氧传感器组包含4n个溶解氧传感器(202)，均匀分布在基板(201)上，基板(201)的侧面预留螺丝孔，便于设备的现场固定，DO监测系统(4)中的DO数据采集模块采取就近安装的方式，通过读取溶解氧传感器(202)输出的电流信号，实时获取好氧池出水口水中溶解氧的含量，并将获取的测量数据通过无线传输的方式发送至污水处理节能装置(8)。
6.根据权利要求1所述的一种污水处理节能控制系统，其特征在于：所述污水处理节能装置(8)的主控制电路采用包括但不限于PLC、单片机、DSP器件开发而成，污水处理节能装置(8)用于污水处理的数据采集、数据分析、系统控制、数据存储和数据上传。
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