CN111592107A

CN111592107A - 一种农村污水处理站控制方法

Info

Publication number: CN111592107A
Application number: CN202010497692.0A
Authority: CN
Inventors: 王星星; 周煜申; 高心宇; 姜岚; 钱小聪
Original assignee: Huatian Engineering and Technology Corp MCC
Current assignee: Huatian Engineering and Technology Corp MCC
Priority date: 2020-06-04
Filing date: 2020-06-04
Publication date: 2020-08-28

Abstract

本发明公开了一种农村污水处理站控制方法，由中央智能控制单元通过GPS模块定位污水站地址，并通过4G模块及雨量监测传感器获取当地的气象数据；再读取调节池、MBR膜池的液位，并根据液位、气象数据、早中晚的历史水量数据来计算流量并调节进水泵、风机的运行时间；从而智能控制污泥浓度、曝气时间；再根据MBR膜池内污泥浓度高低决定是否开启污泥回流泵；再根据MBR膜池内液位高低决定是否开启清水泵。本发明根据GPS模块定位所属地区并通过4G模块在气象网站上抓取最新的天气信息，同时根据雨量监测传感器、液位检测传感器来智能预测之后几个小时乃至几天的雨量信息，来自动调节控制策略，同时保证污泥的活性和浓度。

Description

一种农村污水处理站控制方法

技术领域

本发明涉及农村污水处理技术领域，具体为一种农村污水处理站控制方法。

背景技术

随着我国城市化、工业化进程的加速，全国废水的排放量也逐年增加，导致自然水体不断恶化，水资源污染形势仍十分严峻。为防治水污染、缓解水资源短缺，近年来国家大力实施节能减排政策，中央和各级地方政府不断加大对城镇污水处理设施建设的投资力度，同时积极引入市场机制，建立健全政策法规和标准体系，城镇污水处理行业发展迅速。但是我国污水处理设施建设地区间发展仍不平衡。总体看来，我国东部沿海等经济发达地区的污水处理设施建设较为健全，污水处理行业发展相对较快；而中西部经济较为落后的地区及农村地区，由于财政综合实力有限、人口较为分散等原因，污水处理设施建设仍十分落后。

农村污水处理站主要存在以下问题：

1、规模小且分散：多数在500m³/d以下。与城市和小城镇污水处理相比，农村不仅居住密度小，而且有些户与户之间居住较分散、村与村间距也相对较远。

2、区域差异大：我国南北方、东西部的气候环境不同，农村污水处理所适用的工艺及设计参数也有很大不同。

3、水量水质变化大：每天的不同时段，水质水量变化较大，且比较集中；特别是早、中、晚集中做饭时间，污水量达到高峰，是平时污水排放量的2～3倍；此外，农村排水系统很不完善更没有经过合理的规划，雨污混排，受雨季影响，水量变化系数较大。

农村污水处理站目前使用最多的主要有两种工艺：MBR及AAO。MBR工艺需要往膜池里投加污泥，AAO更是主要靠生化池中污泥来处理污水。但农村的水量按上面所述变化极大，污水站既要保证污水多的时候及时处理，又要保证污水少的时候保证污泥的存活。另一方面，现有的污水站没有及时根据雨雪天气来调整自己的控制策略。

发明内容

本发明的目的在于提供一种农村污水处理站控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种农村污水处理站控制方法，包括以下步骤：

S1：中央智能控制单元通过GPS模块定位污水站地址，并通过4G模块及雨量监测传感器获取当地的气象数据；

S2：中央智能控制单元读取调节池、MBR膜池的液位；

S3：中央智能控制单元根据液位、气象数据、早中晚的历史水量数据来计算流量并调节进水泵、风机的运行时间；

S4：中央智能控制单元智能控制污泥浓度、曝气时间；

S5：根据MBR膜池内污泥浓度高低决定是否开启污泥回流泵；

S6：根据MBR膜池内液位高低决定是否开启清水泵。

更进一步地，S1中的污水站内设有调节池、MBR膜池、缺氧池、污泥存放池和清水池；调节池和MBR膜池内均设有液位检测传感器，在所述的MBR膜池内还设有污泥浓度传感器。

更进一步地，所述调节池的一端与污水进水管道连接，另一端与缺氧池连接，缺氧池通过进水泵、污泥回流泵、清水泵与MBR膜池、污泥存放池、清水池连接。

更进一步地，所述进水泵安装在缺氧池与MBR膜池之间的管道，MBR膜池的一侧安装风机。

更进一步地，所述污泥回流泵安装在污泥存放池的连接管道上。

更进一步地，所述清水泵安装在清水池的连接管道上。

更进一步地，所述中央智能控制单元为一台计算机，计算机内置智能曝气控制算法和智能流量控制算法。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明提供的一种农村污水处理站控制方法，可以自动获取污水站定位信息，并通过4G自动抓取当地的气像信息。

2、本发明提供的一种农村污水处理站控制方法，具备雨量监测传感器，可以根据实时雨量信息动态修正控制策略。

3、本发明提供的一种农村污水处理站控制方法，可以适用于正常生活污水、雨水、农村用餐时间段污水等多种进水量的动态调整，增强污水站自适应处理能力。

4、本发明提供的一种农村污水处理站控制方法，具备污泥浓度检测功能，通过动态调整进水量使污泥长期保持活性，减少污泥投加的次数。

5、本发明提供的一种农村污水处理站控制方法，通过间歇性工作、变频调节、多台同时运行等多种手段调节曝气能力，并可根据进水量动态调节，有效保障了污泥的合适浓度、保证了污泥的活性。

附图说明

图1为本发明的方法流程图；

图2为本发明的控制原理图；

图3为本发明的污水站分布图。

图中：1、中央智能控制单元；2、GPS模块；3、4G模块；4、调节池；5、MBR膜池；6、进水泵；7、风机；8、污泥回流泵；9、清水泵；10、缺氧池；11、污泥存放池；12、液位检测传感器；13、污泥浓度传感器；14、雨量监测传感器；15、清水池。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例中：一种农村污水处理站控制方法，包括以下步骤：

第一步：中央智能控制单元1通过GPS模块2定位污水站地址，并通过4G模块3及雨量监测传感器14获取当地的气象数据；

第二步：中央智能控制单元1读取调节池4、MBR膜池5的液位；

第三步：中央智能控制单元1根据液位、气象数据、早中晚的历史水量数据来计算流量并调节进水泵6、风机7的运行时间，一方面调节池4处在合理液位，一方面保证污泥中的活性菌不会死亡；

第四步：中央智能控制单元1智能控制污泥浓度、曝气时间，以保证污泥中的活性菌不会死亡、不会产生过曝；

第五步：根据MBR膜池5内污泥浓度高低决定是否开启污泥回流泵8；

第六步：根据MBR膜池5内液位高低决定是否开启清水泵9。

请参阅图2，在上述实施例中，污水站内设有调节池4、MBR膜池5、缺氧池10、污泥存放池11和清水池15；调节池4和MBR膜池5内均设有液位检测传感器12，在所述的MBR膜池5内还设有污泥浓度传感器13。

请参阅图3，在上述实施例中，调节池4的一端与污水进水管道连接，另一端与缺氧池10连接，缺氧池10通过进水泵6、污泥回流泵8、清水泵9与MBR膜池5、污泥存放池11、清水池15连接。

在上述实施例中，进水泵6安装在缺氧池10与MBR膜池5之间的管道，MBR膜池5的一侧安装风机7。

在上述实施例中，污泥回流泵8安装在污泥存放池11的连接管道上。

在上述实施例中，清水泵9安装在清水池15的连接管道上。

在上述实施例中，中央智能控制单元1为一台计算机，用于收集各传感器信息，通过对收集到的信息的综合处理，控制各个泵的运行，确保污水处理站平稳运行，计算机内置智能曝气控制算法和智能流量控制算法：

其中，智能流量控制算法：在获取到当地的气象数据以后，中央智能控制单元1会预测接下来几个小时的雨量大小，如果雨量比较大，则中央智能控制单元1会提前加大处理量，使得调节池4液位保持在较低的水平，留足空间来处理水量增量；反之如果无雨或少雨，系统会控制MBR膜池5进行低效率曝气(间歇性曝气、改变曝气机频率等)，降低污水处理量，使得调节池4液位保持中等偏上的水平，另外，中央智能控制单元1会根据早、中、晚的时间来动态调节调节池4的存量污水水平，以确保平稳处理污水。

基于此为了更好的解释智能流量控制算法的控制过程，提供如下具体的实例：

假设某污水站的部分参数如下：时间上午8点，调节池4深10米、当前液位5米，MBR膜池5深10米、当前液位6米，获取的气象数据显示未来半天将会有大雨，则中央智能控制单元1会加大处理量，开启全部进水泵6(一般为两台，一用一备)，同时开启全部曝气风机7(一般也为两台，一用一备)，在大雨来临前将MBR膜池5当前液位控制在3米(可以保持污泥活性)，将调节池4液位控制在2米，如果到达控制液位后大雨还没有到来，污水站会转入最低效率处理(间歇性开启一台进水泵6与一台曝气风机7)，只需要保持污水站的正常运转，维持MBR膜池5里污泥的活性即可；当大雨到来后，调节池4液位缓慢上涨，当上涨到4米时中央智能控制单元1进入正常运转模式(常开一台进水泵6与一台曝气风机7)，如果调节池4水位继续上涨到6米时，污水站进入最大化处理模式(常开两台进水泵6与两台曝气风机7)；当水位慢慢下降到5米时，污水站会转入正常运转模式，此过程为污水站处理大雨的过程。

在智能曝气控制算法中：没有曝气控制的农村污水处理站一般会选择曝气一小时间歇性曝气，没有根据进水流量进行调节，此举会导致过曝，当没有污水进入MBR膜池5之后，再曝气污泥也没有办法存活，导致的结果就是经常需要再次投加污泥，由于农污站的分散性，浪费了大量的人力物力，本发明的智能曝气控制算法会根据调节池4的当前水量去推算处理时间，再根据早、中、晚水量的历史数据来保证污水站全天都有污水连续进入MBR膜池5，另外通过动态调节MBR膜池5曝气间歇时间来保证污泥活性。

基于此为了更好的解释智能曝气控制算法的控制过程，提供如下具体的实例：

假设某污水站当前时间为上午10点，调节池4总高度10米，当前液位4米，污水站污水处理运行之后，会首先通过联网调取当地的气象数据，并分析接下来两个小时的时间内有无下雨，以及下雨量多少，假设无雨，中央智能控制单元1会根据历史数据计算中午时间正常的水流量再结合当前的液位值来计算到中午前为了保证站点连续运行所需的水流量(减去最低调节池4液位)，中央智能控制单元1会以计算出来的水流量来调节进水泵6抽水速度；同时风机7的曝气速度根据计算出来的流量进行调节；假如10点时得到的气象数据会有大雨，则系统会计算接下来到中午结束时间内可能的下雨量，将该下雨量、调节池4里现存的污水以及历史数据计算中午时间正常的水流量加在一起计算接下来几个小时的水流量，同时调节曝气速度，系统在运行过程中会根据雨量监测传感器14监测到的雨量实时调节控制策略。

综上所述：本发明提供的一种农村污水处理站控制方法，中央智能控制单元1会根据GPS模块2定位所属地区并通过4G模块3在气象网站上抓取最新的天气信息，同时根据雨量监测传感器14、调节池内的液位检测传感器12来智能预测之后几个小时乃至几天的雨量信息，来自动调节控制策略，同时保证污泥的活性和浓度。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种农村污水处理站控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：中央智能控制单元(1)通过GPS模块(2)定位污水站地址，并通过4G模块(3)及雨量监测传感器(14)获取当地的气象数据；

S2：中央智能控制单元(1)读取调节池(4)、MBR膜池(5)的液位；

S3：中央智能控制单元(1)根据液位、气象数据、早中晚的历史水量数据来计算流量并调节进水泵(6)、风机(7)的运行时间；

S4：中央智能控制单元(1)智能控制污泥浓度、曝气时间；

S5：根据MBR膜池(5)内污泥浓度高低决定是否开启污泥回流泵(8)；

S5：根据MBR膜池(5)内液位高低决定是否开启清水泵(9)。

2.如权利要求1所述的一种农村污水处理站控制方法，其特征在于，S1中的污水站内设有调节池(4)、MBR膜池(5)、缺氧池(10)、污泥存放池(11)和清水池(15)；调节池(4)和MBR膜池(5)内均设有液位检测传感器(12)，在所述的MBR膜池(5)内还设有污泥浓度传感器(13)。

3.如权利要求1所述的一种农村污水处理站控制方法，其特征在于，所述调节池(4)的一端与污水进水管道连接，另一端与缺氧池(10)连接，缺氧池(10)通过进水泵(6)、污泥回流泵(8)、清水泵(9)与MBR膜池(5)、污泥存放池(11)、清水池(15)连接。

4.如权利要求1所述的一种农村污水处理站控制方法，其特征在于，所述进水泵(6)安装在缺氧池(10)与MBR膜池(5)之间的管道，MBR膜池(5)的一侧安装风机(7)。

5.如权利要求1所述的一种农村污水处理站控制方法，其特征在于，所述污泥回流泵(8)安装在污泥存放池(11)的连接管道上。

6.如权利要求1所述的一种农村污水处理站控制方法，其特征在于，所述清水泵(9)安装在清水池(15)的连接管道上。

7.如权利要求1所述的一种农村污水处理站控制方法，其特征在于，所述中央智能控制单元(1)为一台计算机，计算机内置智能曝气控制算法和智能流量控制算法。