CN111675336A - 一种分段进水多级a/o工艺污泥膨胀控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种分段进水多级A/O工艺污泥膨胀控制系统及方法，包括：分段进水多级A/O生化反应池包括多级缺氧池和多级好氧池；进水分配系统与多级缺氧池连接；鼓风机控制系统与多级好氧池连接；在线监控与取样系统设置在多级好氧池内；加药系统与多级好氧池连接；总污泥管线与二沉池连接；污泥回流管线与预设缺氧池连接；PLC系统分别与所述进水分配系统、鼓风机控制系统、在线监测与取样系统、污泥回流与排泥系统和加药系统进行信号连接；CCTV系统在二沉池出水表面设有在线视频监控，并与所述中控系统进行控制连接；中控系统与所述PLC系统控制连接；本发明保证二级处理系统稳定运行，避免系统运行紊乱引起污泥膨胀。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理厂污泥膨胀预警和控制技术领域，具体地，涉及一种分段进水多级A/O工艺污泥膨胀控制系统及方法，更为具体地，涉及一种基于专家系统对分段进水多级A/O工艺污泥膨胀控制系统及方法。
背景技术
分段进水多级A/O工艺为常用的高效生物脱氮工艺，该工艺由多格缺氧池和好氧池循序交替组成，原水沿池长多点进入缺氧池并为反硝化菌提供电子供体进行反硝化脱氮，同时好氧段进行含碳和氨氮等有机物的氧化反应，好氧段的硝化液无需回流直接进入下一级缺氧段进行反硝化，大大节省动力能耗。
污泥膨胀作为影响污水厂生化系统稳定运行中最难控制的异常现象之一，常见的污泥膨胀分为两种，一种是因丝状菌大量增殖引起的丝状菌污泥膨胀；另一种是因系统微生物吸收大量的营养物不能及时代谢，在菌胶团表面积蓄大高黏性的多糖物质引起的黏性膨胀；其中常见的污泥膨胀多为丝状菌增殖过快而引起的膨胀。据不完全统计，有超过50％的污水处理厂受到污泥膨胀的困扰，且污水处理厂一旦发生过污泥膨胀后，在一定的运营生产期内都会周而复始的再次发生污泥膨胀。污泥膨胀犹如“肿瘤”一样伴随活性污泥，严重制约着污水的正常处理。
多级A/O工艺作为活性污泥法的一种形式体现，同样面临遭受污泥膨胀的困扰。当系统的理化环境发生变化或运行策略不当时，往往易发生污泥膨胀。如当水温较低、pH(碱度)过高或偏低、溶解氧不足、营养物结构失衡、F/M与设计要求不一致等等。
随着污水处理的研究与技术水平日益提高，一系列关于污泥膨胀引发因素、膨胀原理及控制理论研究甚多，但综合运用于实际工程相对极少。通过把这些研究成果集成附着于控制系统，实现在未知环境下效仿专家的智能，自动识别、研判并分析污泥膨胀的各种成因，并采用已拟定好的控制理论方法及技术手段对污水二级处理系统的针对性控制与调整。
近几年，国家层面对水环境治理力度加大，各地区对污水处理的排放标准日趋严格，生化系统的稳定运行显得更加至关重要，为保障污水厂的二级处理系统免遭或降低因污泥膨胀的影响，开发基于专家系统对分段进水多级A/O工艺的污泥膨胀控制是有必要的。
专利文献CN104591378B(申请号：201510079057.X)公开了一种生化污泥膨胀控制系统及其控制方法，属于污水生物处理技术领域，本发明包括进水口、二沉池和出水口，所述的二沉池的底端出口连接有污泥回流管道，按污泥回流管道内的流向，上述的污泥回流管道上依次安装有污泥回流泵、剪切器和H2O2加药管，所述的污泥回流管道和进水口连接至淘选池的进水端；所述的淘选池中设有Ca(ClO)2加药管和第一曝气支管，所述的淘选池的出水端与好氧池相连，所述的好氧池中设有第二曝气支管；所述的二沉池通过管道与好氧池相连接，所述的二沉池设有出水口。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种分段进水多级A/O工艺污泥膨胀控制系统及方法。
根据本发明提供的一种分段进水多级A/O工艺污泥膨胀控制系统，包括：中控系统、PLC系统、进水分配系统、鼓风机控制系统、分段进水多级A/O生化反应池、在线监测与取样系统、二沉池、污泥回流与排泥系统、加药系统和CCTV系统；
所述分段进水多级A/O生化反应池包括多级缺氧池和多级好氧池；所述多级缺氧池和所述多级好氧池相互间隔设置；
所述进水分配系统与所述多级缺氧池连接；
所述鼓风机控制系统与所述多级好氧池连接；
所述在线监控与取样系统设置在所述多级好氧池内；
所述加药系统与所述多级好氧池连接；
所述污泥回流与排泥系统包括污泥回流管线、排泥管线和总污泥管线；所述污泥回流管线、所述排泥管线与所述总污泥管线相互连接；所述总污泥管线与所述二沉池连接；所述污泥回流管线与所述缺氧池连接；
所述PLC系统分别与所述进水分配系统、鼓风机控制系统、在线监测与取样系统、污泥回流与排泥系统和加药系统进行信号连接；
所述CCTV系统在二沉池出水表面设有在线视频监控，并与所述中控系统进行控制连接；
所述中控系统与所述PLC系统控制连接。
优选地，还包括CCTV系统通过设在二沉池出水表面的在线视频监控得到视频画面，并将视频画面上传至中控系统。
优选地，所述分段进水多级A/O生化反应池依次包括第一级缺氧池、第一级好氧池、第二级缺氧池、第二级好氧池、第三级缺氧池和第三级好氧池。
优选地，所述进水分配系统包括进水管线、多个进水在线流量计和多个进水电动阀门；所述进水在线流量计和所述进水电动阀门与所述各级进水管线连接；所述各级进水管线与多级缺氧池顶部连接。
优选地，所述鼓风机控制系统与所述多级好氧池连接包括：鼓风机出风母管管线与所述多级好氧池底部中曝气支管管线连接，并在多级好氧池曝气支管管线上设有在线鼓风电动阀门。
优选地，所述在线监控与取样系统包括在线PH计、在线溶氧仪和在线污泥浓度计；在所述多级好氧池内均设有所述在线PH计、所述在线溶氧仪和所述在线污泥浓度计。
优选地，所述加药系统中设有在线加药流量计和电动阀门，所述加药系统为所述多级好氧池自动投加药剂。
优选地，所述总污泥管线上设有二沉池在线污泥浓度计；在所述第一级缺氧池顶部连接的污泥回流管线上设有污泥回流泵和在线回流污泥流量计；在所述排泥管线上设有排泥泵。
根据本发明提供的一种分段进水多级A/O工艺污泥膨胀控制方法，运用上述所述所述的分段进水多级A/O工艺污泥膨胀控制系统执行如下步骤：
步骤M1：根据在线视频监控收集到信息通过CCTV系统传输至中控系统，同时所述分段进水多级A/O生化反应池中的在线PH计、在线溶氧仪、在线污泥浓度计实时监测信号传输至中控系统，由专家系统以预设参数和计算方法，通过在线数据进行计算，当计算结果与预设值存在差异，则判断污泥膨胀；
步骤M2：专家系统判断出污泥膨胀，根据PLC系统监测收集到的信息与专家系统内预设的参数进行筛选，专家系统自动判断出污泥膨胀的原因；
步骤M3：专家系统判断出多级A/O工艺污泥膨胀原因，专家系统根据已设定好的程序对各种引起原因作出相应的调整。
优选地，所述步骤M3包括：
当专家系统判断是由生化池内的PH值偏低引起污泥膨胀，则由中控系统发起调整生化池内PH值信号，并通过中控系统自动计算所需投加碱性药剂量反馈给所述PLC系统，由所述PLC系统发起信号命令给所述加药系统启动投加碱性药剂，同时由所述分段进水多级A/O生化反应池内的在线PH计实时监测生化池内PH变化情况并反馈给PLC系统，PLC系统传输至中控系统直至多级A/O生化池和二沉池组成的系统恢复预设PH范围要求为止；
当专家系统判断是由生化池内的指溶解氧浓度不足引起污泥膨胀，则由中控系统发起调整生化池内指溶解氧浓度值信号，并通过专家系统自动计算所需增加的曝气量反馈给PLC系统，PLC系统接收到信息后直接发起信号命令鼓风机系统增大曝气量，同时分段进水多级A/O生化反应池的在线溶氧仪实时监测生化池内指溶解氧浓度变化情况并反馈给PLC系统，PLC系统传输至中控系统5，至到多级A/O生化池和二沉池组成的系统恢复预设指溶解氧浓度范围要求为止；
当专家系统判断是由生化池内的F/M值偏低引起污泥膨胀，则由中控系统发起调整生化池内污泥浓度值信号，专家系统通过接收到的二沉池在线污泥浓度计监测数据和在线回流污泥流量计反馈的信息进行计算，得出需增加的污泥排放量，中控系统根据专家系统污泥排放量将信号传输给PLC系统，PLC系统及时将信息反馈给排泥泵，排泥泵接收到命令后启动排泥；专家系统通过接收到的生化池内在线污泥浓度计、二沉池在线污泥浓度计监测数据和在线回流污泥流量计反馈的信息进行自动计算需要的回流污泥量，中控系统根据专家系统回流污泥量将信息传输给PLC系统，PLC系统及时将信息反馈给污泥回流泵，与此同时在线回流污泥流量计实时将回流污泥量计监测信息传输给PLC系统，PLC系统上传至中控系统；中控系统接收到回流污泥量信息已达到设定值后，中控系统根据实时接收到的生化池内的在线污泥浓度监测数据计算各缺氧段的进水流量值进行流量分配计算，计算结果反馈至PLC系统，PLC系统命令各缺氧进水前端调整电动阀门开度，进水在线流量计实时监测流量信息并反馈给PLC系统，PLC系统再上传至中控系统，当进水在线流量计反馈的信息与专家系统预设流量值吻合时，PLC系统自动发起停止调整电动阀门信号。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明保证二级处理系统稳定运行，实时在线监测分段进水多级A/O工艺系统中各项设定指标，避免系统运行紊乱引起污泥膨胀；
2、本发明当系统自动监测到出现与设定的影响污泥膨胀因子的工况时，可及时反馈给专家系统进行判断与分析发生污泥膨胀的可能性和严重程度，专家系统可实现工艺自动调整，防止污泥膨胀恶化；
3、本发明提高分段进水多级A/O工艺高效处理效率，通过调节多级A/O工艺的流量分配实现应对水质波动、水力冲击负荷等条件下的污泥膨胀控制。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为一种分段进水多级A/O工艺污泥膨胀控制系统结构示意图；
图中：1-分段进水多级A/O生化反应池；2-二沉池；3-进水在线流量计；4-进水电动阀门；5-中控系统；6-PLC系统；7-加药系统；8-CCTV系统；9-鼓风机；10-污泥回流泵；11-排泥泵；12-二沉池在线污泥浓度计；13-在线鼓风电动阀门；14-在线视频监控；15-第一级缺氧池；16-第一级好氧池；17-第二级缺氧池；18-第二级好氧池；19-第三级缺氧池；20-第三级好氧池；21-在线pH计；22-在线溶氧仪；23-在线污泥浓度计、24-在线回流污泥流量计。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明可应用于污水处理厂，尤其是下沉式污水处理厂中的污泥膨胀预警和控制技术领域，即依托污水厂二级处理系统在线监测数据，通过已设定的专家系统自动分析与判断污泥膨胀成因，控制系统及时结合多级A/O工艺特点和辅助设施进行运行策略调整，控制污泥膨胀引起的生化系统紊乱和二沉池污泥流失问题。
以污泥膨胀的相关理论为支撑，通过工艺过程数据监测、采集与储存，在已搭建的理论基础上进行各因素类比与筛选分析，对工艺异常情况诊断和提前预警并指导工艺及时作出调整，将污泥膨胀风险遏制在萌芽初期，实现污水处理系统稳定运行。
实施例1
根据本发明提供的一种分段进水多级A/O工艺污泥膨胀控制系统，包括：中控系统5、PLC系统6、进水分配系统、鼓风机控制系统、分段进水多级A/O生化反应池1、在线监测与取样系统、二沉池2、污泥回流与排泥系统、加药系统7和CCTV系统8；
所述分段进水多级A/O生化反应池1包括多级缺氧池和多级好氧池；所述多级缺氧池和所述多级好氧池相互间隔设置；
所述进水分配系统与所述多级缺氧池连接；
所述鼓风机控制系统与所述多级好氧池连接；
所述在线监控与取样系统设置在所述多级好氧池内；
所述加药系统7与所述多级好氧池连接；
所述污泥回流与排泥系统包括污泥回流管线、排泥管线和总污泥管线；所述污泥回流管线、所述排泥管线与所述总污泥管线相互连接；所述总污泥管线与所述二沉池2连接；所述污泥回流管线与所述预设缺氧池连接；
所述PLC系统6分别与所述进水分配系统、鼓风机控制系统、在线监测与取样系统、污泥回流与排泥系统和加药系统7进行信号连接；
所述CCTV系统8在二沉池2出水表面设有在线视频监控14，并与所述中控系统5进行控制连接；
所述中控系统5与所述PLC系统6控制连接。
所述分段进水多级A/O生化反应池1出水，从分段进水多级A/O生化反应池1流向二沉池2，再从二沉池2出水流出。
具体地，还包括CCTV系统8通过设在二沉池2出水表面的在线视频监控14得到视频画面，并将视频画面上传至中控系统5。
具体地，所述分段进水多级A/O生化反应池1依次包括第一级缺氧池15、第一级好氧池16、第二级缺氧池17、第二级好氧池18、第三级缺氧池19和第三级好氧池20。
具体地，所述进水分配系统包括进水管线、多个进水在线流量计3和多个进水电动阀门4；所述进水在线流量计3和所述进水电动阀门4与所述各级进水管线连接；所述各级进水管线与多级缺氧池顶部连接。
具体地，所述鼓风机控制系统与所述多级好氧池连接包括：鼓风机9出风母管管线与所述多级好氧池底部中曝气支管管线连接，并在多级好氧池曝气支管管线上设有在线鼓风电动阀门13。
具体地，所述在线监控与取样系统包括在线pH计、在线溶氧仪22和在线污泥浓度计23；在所述多级好氧池内均设有所述在线pH计、所述在线溶氧仪22和所述在线污泥浓度计23。
具体地，所述加药系统7中设有在线加药流量计和电动阀门，所述加药系统7为所述多级好氧池自动投加药剂。
具体地，所述总污泥管线上设有二沉池在线污泥浓度计12；在所述第一级缺氧池15顶部连接的污泥回流管线上设有污泥回流泵10和在线回流污泥流量计24；在所述排泥管线上设有排泥泵11。
根据本发明提供的一种分段进水多级A/O工艺污泥膨胀控制方法，运用上述所述所述的分段进水多级A/O工艺污泥膨胀控制系统执行如下步骤：
步骤M1：根据在线视频监控14收集到信息通过CCTV系统8传输至中控系统5，同时所述分段进水多级A/O生化反应池1中的在线pH计、在线溶氧仪22、在线污泥浓度计23实时监测信号传输至中控系统5，由专家系统以预设参数和计算方法，通过在线数据进行计算，当计算结果与预设值存在差异，则判断污泥膨胀；
步骤M2：专家系统判断出污泥膨胀，根据PLC系统6监测收集到的信息与专家系统内预设的参数进行筛选，专家系统自动判断出污泥膨胀的原因；
步骤M3：专家系统判断出多级A/O工艺污泥膨胀原因，专家系统根据已设定好的程序对各种引起原因作出相应的调整。
具体地，所述步骤M3包括：
当专家系统判断是由生化池内的PH值偏低引起污泥膨胀，则由中控系统5发起调整生化池内PH值信号，并通过中控系统5自动计算所需投加碱性药剂量反馈给所述PLC系统6，由所述PLC系统6发起信号命令给所述加药系统7启动投加碱性药剂，同时由所述分段进水多级A/O生化反应池1内的在线PH计实时监测生化池内PH变化情况并反馈给PLC系统6，PLC系统6传输至中控系统5直至多级A/O生化池和二沉池组成的系统恢复预设PH范围要求为止；
当专家系统判断是由生化池内的指溶解氧浓度不足引起污泥膨胀，则由中控系统5发起调整生化池内指溶解氧浓度值信号，并通过专家系统自动计算所需增加的曝气量反馈给PLC系统6，PLC系统6接收到信息后直接发起信号命令鼓风机系统增大曝气量，同时分段进水多级A/O生化反应池1的在线溶氧仪22实时监测生化池内指溶解氧浓度变化情况并反馈给PLC系统6，PLC系统6传输至中控系统5，至到多级A/O生化池和二沉池组成的系统恢复预设指溶解氧浓度范围要求为止；
当专家系统判断是由生化池内的F/M值偏低引起污泥膨胀，则由中控系统5发起调整生化池内污泥浓度值信号，专家系统通过接收到的二沉池在线污泥浓度计12监测数据和在线回流污泥流量计24反馈的信息进行计算，得出需增加的污泥排放量，中控系统5根据专家系统污泥排放量将信号传输给PLC系统6，PLC系统6及时将信息反馈给排泥泵11，排泥泵11接收到命令后启动排泥；专家系统通过接收到的生化池内在线污泥浓度计23、二沉池在线污泥浓度计12监测数据和在线回流污泥流量计24反馈的信息进行自动计算需要的回流污泥量，中控系统5根据专家系统回流污泥量将信息传输给PLC系统6，PLC系统6及时将信息反馈给污泥回流泵10，与此同时在线回流污泥流量计24实时将回流污泥量计监测信息传输给PLC系统6，PLC系统6上传至中控系统5；中控系统5接收到回流污泥量信息已达到设定值后，中控系统5根据实时接收到的生化池内的在线污泥浓度监测数据计算各缺氧段的进水流量值进行流量分配计算，计算结果反馈至PLC系统6，PLC系统6命令各缺氧进水前端调整电动阀门开度，进水在线流量计3实时监测流量信息并反馈给PLC系统6，PLC系统6再上传至中控系统5，当进水在线流量计3反馈的信息与专家系统预设流量值吻合时，PLC系统6自动发起停止调整电动阀门信号。
所述F/M值系统污泥负荷，由进水流量乘以进水BOD5浓度值比上生化池体积乘以污泥浓度值。其中生化池体积是固定值；进水流量值、进水BOD5和污泥浓度值信号均是实时监测。通过系统已设定好的计算程序自动可自动计算出该值。
所述专家系统本领域技术人员可以结合现有技术实现所述专家系统，例如至少可以参照一系列关于污泥膨胀引发因素、膨胀原理及控制理论，通过把这些研究成果集成附着于控制系统，实现在未知环境下效仿专家的智能，自动识别、研判并分析污泥膨胀的各种成因，并采用已拟定好的控制理论方法及技术手段对污水二级处理系统的针对性控制与调整实现所述专家系统，在此不予赘述。
实施例2
实施例2是实施例1的变化例
本发明的技术方案是这样实现的：
基于专家系统对分段进水多级A/O工艺的污泥膨胀控制系统包括分段进水多级A/O生化池、二沉池2、PLC控制系统、中控系统5、进水分配系统、鼓风机控制与曝气管路系统、在线监测与取样系统、CCTV系统8、污泥回流与排泥系统、加药系统7。所述进水分配系统中的进水管线上安装有在线流量计和电动阀门，各级进水管与多级A/O生化池中的缺氧池顶部连接；所述鼓风机控制系统，鼓风机9出风母管管线与各级好氧池底端中曝气支路管线相连，并在各级好氧池曝气支管管线上设有在线电动阀门；所述在线监测与取样系统，在多级A/O各级好氧池内设有在线溶氧仪22、在线pH计21和在线污泥浓度计23；所述CCTV系统8，在二沉池2出水表面设有在线视频监控14；所述污泥回流与排泥系统，在污泥回流管上设有在线流量计和在线污泥回流泵，在排泥管上设有排泥泵11；在所述加药系统7中设有在线加药流量计和电动阀门。所述在线流量计、在线溶氧仪22、在线pH计21、在线污泥浓度计23、在线视频监控14与所述PLC系统6进行信号连接，所述电动阀门、鼓风机9和中控系统5与PLC控制系统进行信号连接和控制系统连接。所述分段进水多级A/O生化反应池1依次包括第一级缺氧池15、第一级好氧池16、第二级缺氧池17、第二级好氧池18、第三级缺氧池19和第三级好氧池20。
所述进水管线包括与所述第一级缺氧池15连接的第一支路进水管线，与所述第二级缺氧池17连接的第二支路进水管线，与所述第三级好缺池连接的第三支路进水管线及与所述第一支路进水管线、第二支路进水管线、第三支路进水管线相连接的总进水管线。所述第一支路进水管线、第二支路进水管线、第三支路进水管线均设有在线电动阀门。所述总进水管线、第三支路进水管线及第三支路进水管线与第二支路进水管线的总进水管线上均设有在线流量计。
所述鼓风曝气管路包括与所述第一级好氧池16连接的第一支路管线，与所述第二级好氧池18连接的第二支路管线，与所述第三级好氧池20连接的第三支路管线及主管路管线。所述曝气主管路管线与所述第一支路管线、第二支路管线、第三支路管线均连接，所述第一支路管线、第二支路管线和第三支路管线上均设有在线电动阀门。
所述第一级好氧池16、第二级好氧池18和第三级好氧池20内均设有1个在线pH计21、1个在线溶氧仪22和1个在线污泥浓度计23，所述在线pH计21、在线溶氧仪22和在线污泥浓度计23均匀PLC控制系统相连接。
所述污泥回流与排泥管线包括与所述二沉池2底部相连的总污泥管线，与所述第一级缺氧池15顶部连接的污泥回流管线，与所述的剩余污泥外排管线。其中在所述二沉池2底部相连的总污泥管线上设有在线污泥浓度计23；在所述第一级缺氧池15顶部连接的污泥回流管线上设有在线污泥回流泵，在所述的剩余污泥外排管线上设有在线控制排泥泵11。
所述加药系统7为所述的第一级好氧池16、所述的第二级好氧池18和所述的第三级好氧池20中自动投加药剂。
根据本发明所述的基于专家系统对分段进水多级A/O工艺污泥膨胀控制系统，包括分段进水多级A/O生化反应池1、二沉池2、PLC控制系统6、中控系统5、加药系统7、CCTV系统8、进水管和曝气管路，所述进水管线上设有在线流量计3，所述进水管与所述分段进水多级A/O池1的各级缺氧池顶部连接，所述曝气管路一段与所述分段进水多级A/O生化反应池1的好氧池底部连接，所述曝气管路另一端与鼓风机9连接，所述曝气支管上设有在线鼓风电动阀门13，所述分段进水多级A/O生化反应池1内各级好氧池中设有在线pH计21、在线溶氧仪22、在线污泥浓度计23，所述二沉池2底部总污泥管线的一条支路与所述分段进水多级A/O生化反应池1中的第一级缺氧池15顶部连接，另一条与所述的剩余污泥外排管线连接，在所述二沉池2底部总污泥管线上设有二沉池在线污泥浓度计12，在与所述分段进水多级A/O生化反应池1中的第一级缺氧池15顶部连接的污泥回流管上设有在线回流污泥流量计24；如图中虚线所示，所述进水在线流量计3、二沉池在线污泥浓度计12、在线pH计21、在线溶氧仪22、在线污泥浓度计23、在线回流污泥流量计24与所述PLC系统6进行信号连接；所述在线视频监控14与所述的CCTV系统8进行信号连接，所述CCTV系统8再将视频画面上传至所述中控系统5。所述进水电动阀门4、加药系统7、鼓风机9、污泥回流泵10、排泥泵11与所述PLC系统6进行信号和控制连接。
在线视频监控14收集到信息通过CCTV系统8传输至中控系统5，同时所述分段进水多级A/O生化反应池1中的在线pH计21、在线溶氧仪22和在线污泥浓度计23实时监测信号传输至中控系统5，由专家系统设定程序进行综合计算分析与判断污泥是否发生了污泥膨胀。专家系统判断得出污泥膨胀结论，再根据监测收集到的信息与专家系统内定设好的参数进行筛选，系统自动判断出是由何种原因引起的污泥膨胀。
常规污水厂中均配置在线进水水质监测系统，本系统可将在线进水水质监测系统数据录入并自动进行进水中的营养物结构分析，当系统分析出进水中碳源不足，中控系统5自动计算所需碳源投加量反馈给PLC系统6，PLC系统6接收到信息后直接同时发起命令加药系统7启动投加碳源物质
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (10)
1.一种分段进水多级A/O工艺污泥膨胀控制系统，其特征在于，包括：中控系统、PLC系统、进水分配系统、鼓风机控制系统、分段进水多级A/O生化反应池、在线监测与取样系统、二沉池、污泥回流与排泥系统、加药系统和CCTV系统；
所述分段进水多级A/O生化反应池包括多级缺氧池和多级好氧池；所述多级缺氧池和所述多级好氧池相互间隔设置；
所述进水分配系统与所述多级缺氧池连接；
所述鼓风机控制系统与所述多级好氧池连接；
所述在线监控与取样系统设置在所述多级好氧池内；
所述加药系统与所述多级好氧池连接；
所述污泥回流与排泥系统包括污泥回流管线、排泥管线和总污泥管线；所述污泥回流管线、所述排泥管线与所述总污泥管线相互连接；所述总污泥管线与所述二沉池连接；所述污泥回流管线与所述预设缺氧池连接；
所述PLC系统分别与所述进水分配系统、鼓风机控制系统、在线监测与取样系统、污泥回流与排泥系统和加药系统进行信号连接；
所述CCTV系统在二沉池出水表面设有在线视频监控，并与所述中控系统进行控制连接；
所述中控系统与所述PLC系统控制连接。
2.根据权利要求1所述的分段进水多级A/O工艺污泥膨胀控制系统，其特征在于，还包括CCTV系统通过设在二沉池出水表面的在线视频监控得到视频画面，并将视频画面上传至中控系统。
3.根据权利要求1所述的分段进水多级A/O工艺污泥膨胀控制系统，其特征在于，所述分段进水多级A/O生化反应池依次包括第一级缺氧池、第一级好氧池、第二级缺氧池、第二级好氧池、第三级缺氧池和第三级好氧池。
4.根据权利要求1所述的分段进水多级A/O工艺污泥膨胀控制系统，其特征在于，所述进水分配系统包括进水管线、多个进水在线流量计和多个进水电动阀门；所述进水在线流量计和所述进水电动阀门与所述各级进水管线连接；所述各级进水管线与多级缺氧池顶部连接。
5.根据权利要求1所述的分段进水多级A/O工艺污泥膨胀控制系统，其特征在于，所述鼓风机控制系统与所述多级好氧池连接包括：鼓风机出风母管管线与所述多级好氧池底部中曝气支管管线连接，并在多级好氧池曝气支管管线上设有在线鼓风电动阀门。
6.根据权利要求1所述的分段进水多级A/O工艺污泥膨胀控制系统，其特征在于，所述在线监控与取样系统包括在线PH计、在线溶氧仪和在线污泥浓度计；在所述多级好氧池内均设有所述在线PH计、所述在线溶氧仪和所述在线污泥浓度计。
7.根据权利要求1所述的分段进水多级A/O工艺污泥膨胀控制系统，其特征在于，所述加药系统中设有在线加药流量计和电动阀门，所述加药系统为所述多级好氧池自动投加药剂。
8.根据权利要求1所述的分段进水多级A/O工艺污泥膨胀控制系统，其特征在于，所述总污泥管线上设有二沉池在线污泥浓度计；在所述第一级缺氧池顶部连接的污泥回流管线上设有污泥回流泵和在线回流污泥流量计；在所述排泥管线上设有排泥泵。
9.一种分段进水多级A/O工艺污泥膨胀控制方法，其特征在于，运用权利要求1-8任一权利要求所述的分段进水多级A/O工艺污泥膨胀控制系统执行如下步骤：
步骤M1：根据在线视频监控收集到信息通过CCTV系统传输至中控系统，同时所述分段进水多级A/O生化反应池中的在线PH计、在线溶氧仪、在线污泥浓度计实时监测信号传输至中控系统，由专家系统以预设参数和计算方法，通过在线数据进行计算，当计算结果与预设值存在差异，则判断污泥膨胀；
步骤M2：专家系统判断出污泥膨胀，根据PLC系统监测收集到的信息与专家系统内预设的参数进行筛选，专家系统自动判断出污泥膨胀的原因；
步骤M3：专家系统判断出多级A/O工艺污泥膨胀原因，专家系统根据已设定好的程序对各种引起原因作出相应的调整。
10.根据权利要求9所述的分段进水多级A/O工艺污泥膨胀控制方法，其特征在于，所述步骤M3包括：
当专家系统判断是由生化池内的PH值偏低引起污泥膨胀，则由中控系统发起调整生化池内PH值信号，并通过中控系统自动计算所需投加碱性药剂量反馈给所述PLC系统，由所述PLC系统发起信号命令给所述加药系统启动投加碱性药剂，同时由所述分段进水多级A/O生化反应池内的在线PH计实时监测生化池内PH变化情况并反馈给PLC系统，PLC系统传输至中控系统直至多级A/O生化池和二沉池组成的系统恢复预设PH范围要求为止；
当专家系统判断是由生化池内的指溶解氧浓度不足引起污泥膨胀，则由中控系统发起调整生化池内指溶解氧浓度值信号，并通过专家系统自动计算所需增加的曝气量反馈给PLC系统，PLC系统接收到信息后直接发起信号命令鼓风机系统增大曝气量，同时分段进水多级A/O生化反应池的在线溶氧仪实时监测生化池内指溶解氧浓度变化情况并反馈给PLC系统，PLC系统传输至中控系统，至到多级A/O生化池和二沉池组成的系统恢复预设指溶解氧浓度范围要求为止；
当专家系统判断是由生化池内的F/M值偏低引起污泥膨胀，则由中控系统发起调整生化池内污泥浓度值信号，专家系统通过接收到的二沉池在线污泥浓度计监测数据和在线回流污泥流量计反馈的信息进行计算，得出需增加的污泥排放量，中控系统根据专家系统污泥排放量将信号传输给PLC系统，PLC系统及时将信息反馈给排泥泵，排泥泵接收到命令后启动排泥；专家系统通过接收到的生化池内在线污泥浓度计、二沉池在线污泥浓度计监测数据和在线回流污泥流量计反馈的信息进行自动计算需要的回流污泥量，中控系统根据专家系统回流污泥量将信息传输给PLC系统，PLC系统及时将信息反馈给污泥回流泵，与此同时在线回流污泥流量计实时将回流污泥量计监测信息传输给PLC系统，PLC系统上传至中控系统；中控系统接收到回流污泥量信息已达到设定值后，中控系统根据实时接收到的生化池内的在线污泥浓度监测数据计算各缺氧段的进水流量值进行流量分配计算，计算结果反馈至PLC系统，PLC系统命令各缺氧进水前端调整电动阀门开度，进水在线流量计实时监测流量信息并反馈给PLC系统，PLC系统再上传至中控系统，当进水在线流量计反馈的信息与专家系统预设流量值吻合时，PLC系统自动发起停止调整电动阀门信号。
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