CN112691413A - 一种用于沉淀池的排泥控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于沉淀池的排泥控制方法及装置，所述方法包括：当检测到沉淀池当前总产泥量大于或等于预设第一临界产泥量时，执行排泥动作；或者当检测到沉淀池当前总产泥量小于预设第一临界产泥量，且检测到污泥区悬浮物浓度大于或等于预设的悬浮物浓度上限时，执行强制排泥动作，直至到达排泥时间停止排泥，所述排泥时间根据沉淀池当前总产泥量和排泥速度计算得到。本发明的技术方案不仅可以根据沉淀池进水水质、产泥量以及加药情况等情况全自动动态控制排泥时机，还通过强制排泥进一步提高了排泥自动化控制精准度。

Description

一种用于沉淀池的排泥控制方法及装置

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，特别是涉及一种用于沉淀池的排泥控制方法及装置。

背景技术

自来水厂或污水厂内的加药沉淀池往往易产生大量的污泥，若排泥不及时，易引起沉淀池翻池，严重影响出水水质；若排泥太频繁或排泥时间太长，则会使排泥含水率变高，增加后续处理的难度，还会提高沉淀池自用水量，严重浪费水资源。因此，为了保证出水水质和底部污泥浓缩效果，严格控制底部浓缩区污泥的单次排泥时间及排泥频率是沉淀处理工艺成功运行的关键要素。

现阶段的沉淀处理工艺所使用的排泥方法主要包括两类，一是完全依靠人工操作，技术人员凭借经验现场观察沉淀池的运行情况，手动开关排泥泵或排泥阀门，这种手动控制排泥方式不仅效率低下，劳动强度大，且仅仅依靠经验操作并无法确定准确的排泥时间节点；二是单一自动控制，即通过设置时间程序定时控制排泥泵或排泥阀门开关，实现定期自动排泥，这类控制方法需通过调试摸索确定排泥周期，且不能适应进水水量、水质及加药量的动态变化，排泥控制误差较大。

发明内容

本发明实施例提供一种用于沉淀池的排泥控制方法及装置，能够解决上述技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种用于沉淀池的排泥控制方法，具体包括：

当检测到沉淀池当前总产泥量大于或等于预设第一临界产泥量时，执行排泥动作，或者，

当检测到沉淀池当前总产泥量小于预设第一临界产泥量，且检测到污泥区悬浮物浓度大于或等于预设的悬浮物浓度上限时，执行强制排泥动作，

直至到达排泥时间停止排泥，所述排泥时间根据沉淀池当前总产泥量和排泥速度计算得到。

在某一个实施例中，所述沉淀池当前总产泥量的计算方式为：

当沉淀池进水运行时，根据公式：

计算所述沉淀池内投放的药剂量X₁，单位为mg/L，其中Q₁为所述监测仪表反馈的进水流量，单位为m³/s，Q₂为混凝加药泵出口流量，单位为m³/s，ρ为预设药剂浓度；

根据所述药剂量X₁，利用公式：W＝∑_T(Q₁(SS₀-SS_e+X₁)10^-3)计算得到排泥时间周期内，所述沉淀池当前总产泥量W，其中SS₀为进水悬浮物浓度，SS_e为预设出水悬浮物浓度。

在某一个实施例中，所述预设第一临界产泥量为10³Vγ，其中V为所述沉淀池内污泥斗总容积，单位为m³，γ为预设排泥含固率。

在某一个实施例中，所述排泥时间根据沉淀池当前的总产泥量和排泥速度计算得到，具体为：

根据公式

计算执行正常排泥或强制排泥后的持续排泥时间t，其中Q₃为排泥速度，单位为m³/s。

在某一个实施例中，所述污泥区悬浮物浓度为:

采用自动阀在污泥区一定高度进行取样后，将样本传送至水样自动稀释装置；

利用在线仪表测定稀释后的水样浓度，并按稀释倍数折算得到污泥区悬浮物浓度；其中，所述在线仪表包括悬浮物在线监测仪、污泥浓度监测仪或在线浊度仪。

第二方面，本发明实施例还提供一种用于沉淀池的排泥控制装置，所述装置包括：

正常排泥模块，用于当检测到沉淀池当前总产泥量大于或等于预设第一临界产泥量时，执行排泥动作；

强制排泥模块，用于当检测到沉淀池当前总产泥量小于预设第一临界产泥量，且检测到污泥区悬浮物浓度大于或等于预设的悬浮物浓度上限时，执行强制排泥动作；

排泥计时模块，用于直至到达排泥时间停止排泥，所述排泥时间根据沉淀池当前总产泥量和排泥速度计算得到。

相比现有技术，本发明实施例提出的用于沉淀池的排泥控制方法无需人为操作便可实时获取沉淀池总产泥量、进水水质、水量和加药量，进而结合预设临界值全自动化控制开启和停止排泥操作，同时还可通过监测污泥区悬浮物浓度提前进行强制排泥，进一步精准把握排泥时间节点，实现更智能化的排泥控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的排泥控制方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的排泥控制系统原理图；

图3是本发明实施例提供的排泥控制系统示意图；

图4是本发明实施例提供的排泥控制装置的结构示意图。

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。

应当理解，文中所使用的步骤编号仅是为了方便描述，不对作为对步骤执行先后顺序的限定。

应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如图1所示，本发明一个实施例提供了一种用于沉淀池的排泥控制方法，所述方法具体包括：

检测沉淀池当前总产泥量，当检测到沉淀池当前总产泥量大于或等于预设第一临界产泥量时，执行排泥动作。

或者当检测到沉淀池当前总产泥量小于预设第一临界产泥量，且检测到污泥区悬浮物浓度大于或等于预设的悬浮物浓度上限时，执行强制排泥动作。

在该实施例中，所述排泥动作包括静压排泥或压力排泥。

持续排泥直至到达排泥时间，停止排泥，所述排泥时间根据沉淀池当前总产泥量和排泥速度计算得到。

在该实施例中，沉淀池当前总产泥量的计算方式为：当沉淀池进水运行时，根据公式：

计算所述沉淀池内投放的药剂量X₁，单位为mg/L，其中Q₁为所述监测仪表反馈的进水流量，单位为m³/s，Q₂为混凝加药泵出口流量，单位为m³/s，ρ为预设药剂浓度；

根据所述药剂量X₁，利用公式：W＝∑_T(Q₁(SS₀-SS_e+X₁)10^-3)计算得到排泥时间周期内，所述沉淀池当前总产泥量W，其中SS₀为进水悬浮物浓度，SS_e为预设出水悬浮物浓度。

沉淀池的总产泥量包括待去除的悬浮物和投放药剂所产生的固体量，一般根据水质情况计入相应的污泥转化系数。

在该实施例中，所述预设第一临界产泥量为10³Vγ，其中V为所述沉淀池内污泥斗总容积，单位为m³，γ为预设排泥含固率。

随着沉淀工艺的运行，沉淀池累计泥量将持续增加，当总产泥量超过污泥斗内的固体容量时，需及时进行排泥，避免污泥上浮，影响出水水质，为确保排泥处理效果稳定，可依据物料平衡原理控制排泥时间，使沉淀池的产泥量与排泥量保持动态平衡。

当检测到沉淀池当前总产泥量小于预设第一临界产泥量，且检测到污泥区悬浮物浓度大于或等于预设的悬浮物浓度上限时，执行强制排泥动作，直至到达排泥时间。

当检测到污泥区悬浮物浓度小于预设的悬浮物浓度上限时，继续检测沉淀池当前的总产泥量。

在该实施例中，若污泥区的局部压缩沉淀效果不佳，此时虽未达到排泥启动点，但污泥层高度增高，污泥区已形成较高的污泥浓度，此时需启动强制排泥，排出系统的即时累积产泥量，避免高浓度污泥影响出水质量。

在该实施例中，所述排泥时间计算方式为：

根据公式

计算执行正常排泥或强制排泥后的持续排泥时间t，其中Q₃为排泥速度，单位为m³/s。

在该实施例中，停止排泥后，通过仪表自带的清洁系统进行清洗，确保仪表探头洁净。

如图2所示，本发明一个实施例提供了一种排泥控制系统原理图：

首先接收监测仪表所反馈的进水流量Q₁、进水悬浮物浓度SS₀以及加药量Q₂、排泥管道流量Q₃，并设定出水悬浮物浓度SS_e、投药浓度ρ、污泥斗容积V和排泥含固率γ，同时将污泥区悬浮物在线监测仪输出的悬浮物浓度值按稀释倍数折算成污泥区悬浮物浓度SS_N、并记录前两个排泥周期两次排泥的时间间隔T₁(不包括首次排泥)。

其中，将悬浮物浓度值按稀释倍数折算成污泥区悬浮物浓度SS_N可降低测量浓度，从而降低仪表探头污染的风险，清洗频率低，定期维护成本低，同时测量准确率高，故障率低。

根据公式：

计算沉淀池累计所产污泥量W，并与产泥临界值10³Vγ进行对比，直到累计污泥量大于或等于产泥临界值，此时开启排泥泵或排泥阀进行排泥。

排泥持续时间为t，其中

当到达排泥时间t时，关闭排泥泵或排泥阀，停止排泥，此时对沉淀池各监测仪器的反馈数值进行重新统计和计算，进入下一个运行周期。

在该实施例中，本次运行周期进入四分之三T₁时，可启动修正控制程序：

若累计污泥量小于产泥临界值，则进一步判断污泥区悬浮物浓度SS_N是否大于或等于预设悬浮物浓度上限值6000mg/L；若是，则开启排泥泵或排泥阀，提前进行强制排泥，若否则返回程序继续检测执行；其中，所述预设悬浮物浓度上限值可自定义。

如图3所示，本发明一个实施例还提供了一种排泥控制系统示意图，所述沉淀池的控制系统的监测仪表包括进水流量计(1)，进水悬浮物在线监测仪或在线浊度仪(2)，絮凝加药流量计(3)以及排泥流量计(4)；污泥排放管道上的排泥设备(5)包括排泥泵或排泥自动阀；污泥区设置自动稀释装置，可稀释污泥区采样的水样，并通过污泥区悬浮物在线监测仪(6)检测所述水样的悬浮物浓度，用于判断是否启动强制排泥；沉淀工艺系统设置PLC控制器(7)则执行排泥控制程序：PLC控制器(7)通过接收各仪表信号反馈，实时计算当前产泥情况，并根据设立的临界条件输出控制信号，控制污泥排放管道上的排泥设备(5)根据程序结果执行对应操作；同时还通过接收污泥区悬浮物在线监测仪(6)反馈信号执行修正排泥控制程序，判断是否提前进行强制排泥。

如图4所示，本发明一个实施例还提供一种用于沉淀池的排泥控制装置，所述装置包括正常排泥模块101、强制排泥模块102和排泥计时模块103，其中排泥计时模块103分别连接正常排泥模块101和强制排泥模块102。

正常排泥模块101用于当检测到沉淀池当前总产泥量大于或等于预设第一临界产泥量时，执行排泥动作；强制排泥模块102用于当检测到沉淀池当前总产泥量小于预设第一临界产泥量，且检测到污泥区悬浮物浓度大于或等于预设的悬浮物浓度上限时，执行强制排泥动作；排泥计时模块103用于直至到达排泥时间停止排泥，所述排泥时间根据沉淀池当前总产泥量和排泥速度计算得到。

上述装置内的各模块之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可监听存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于沉淀池的排泥控制方法，其特征在于，所述方法包括：

当检测到沉淀池当前总产泥量大于或等于预设第一临界产泥量时，执行排泥动作，或者，

当检测到沉淀池当前总产泥量小于预设第一临界产泥量，且检测到污泥区悬浮物浓度大于或等于预设的悬浮物浓度上限时，执行强制排泥动作，

直至到达排泥时间停止排泥，所述排泥时间根据沉淀池当前总产泥量和排泥速度计算得到。

2.根据权利要求1所述的排泥控制方法，其特征在于，所述沉淀池当前总产泥量的计算方式为：

当沉淀池进水运行时，根据公式：

计算所述沉淀池内投放的药剂量X₁，单位为mg/L，其中Q₁为所述监测仪表反馈的进水流量，单位为m³/s，Q₂为混凝加药泵出口流量，单位为m³/s，ρ为预设药剂浓度；

根据所述药剂量X₁，利用公式：W＝∑_T(Q₁(SS₀-SS_e+X₁)10^-3)计算得到排泥时间周期内，所述沉淀池当前总产泥量W，其中SS₀为进水悬浮物浓度，SS_e为预设出水悬浮物浓度。

3.根据权利要求1所述的排泥控制方法，其特征在于，所述预设第一临界产泥量为10³Vγ，其中V为所述沉淀池内污泥斗总容积，单位为m³，γ为预设排泥含固率。

4.根据权利要求1所述的排泥控制方法，其特征在于，所述排泥时间根据沉淀池当前的总产泥量和排泥速度计算得到，具体为：

根据公式

计算执行正常排泥或强制排泥后的持续排泥时间t，其中Q₃为排泥速度，单位为m³/s。

5.根据权利要求1所述的排泥控制方法，其特征在于，所述污泥区悬浮物浓度为：

采用自动阀在污泥区一定高度进行取样后，将水样传送至自动稀释装置；

利用在线仪表测定稀释后的水样浓度，并按稀释倍数折算得到污泥区悬浮物浓度；其中，所述在线仪表包括悬浮物在线监测仪、污泥浓度监测仪或在线浊度仪。

6.一种用于沉淀池的排泥控制装置，其特征在于，所述装置包括：

正常排泥模块，用于当检测到沉淀池当前总产泥量大于或等于预设第一临界产泥量时，执行排泥动作；

强制排泥模块，用于当检测到沉淀池当前总产泥量小于预设第一临界产泥量，且检测到污泥区悬浮物浓度大于或等于预设的悬浮物浓度上限时，执行强制排泥动作；

排泥计时模块，用于直至到达排泥时间停止排泥，所述排泥时间根据沉淀池当前总产泥量和排泥速度计算得到。

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