CN112759133B - 污水处理厂的水平衡自动控制方法、系统、装置及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种污水处理厂的水平衡自动控制方法、系统、装置及介质,方法具体为:设置沉淀池、滤池和清水库的标准水位,并采集沉淀池、滤池和清水库的实际水位,计算沉淀池的计划进水量,根据计划进水量向沉淀池补充原水。与现有技术相比,本发明具有精度高和自动化等优点。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理领域,尤其是涉及一种污水处理厂的水平衡自动控制方法。
背景技术
在我国,由于各地原水普遍受到不同程度的污染,水质普遍较差,随着社会经济的发展和城镇化速度的加快,人们对水的需求量与日俱增,对水质的要求越来越高,这就要求自来水厂不断提高供水设备的稳定性、可靠性以及节能功能。
但是目前,国内的自来水厂整体自动化程度较低,特别是在维持自来水厂的水平衡过程上更为明显,水平衡也称水量平衡,是指在一个确定的用水系统内,输入水量之等于输出水量与损耗水量之和。自来水厂自动水平衡系统的作用是根据生产的实际需要,及时自动调节进水、过程水、出水的水量,同时自动调节加药系统的加注量,实现自来水厂制水工艺的动态平衡。
目前实现水平衡主要依靠手动控制的方式,依靠熟练工人的个人经验来确定沉淀池的进水量,精度低,容易造成自来水厂存储的水量过多或过少,自动程度低,人力成本高。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种污水处理厂的水平衡自动控制方法、系统、装置及介质,自动化,精度高。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
一种污水处理厂的水平衡自动控制方法,具体为:
设置沉淀池、滤池和清水库的标准水位,分别记为H1、H2和H3,并采集沉淀池、滤池和清水库的实际水位,分别记为h1、h2和h3;
计算沉淀池的计划进水量Q1,计算公式为:
Q1=k1×Q2+V1
V1=k2×S1×(H1-h1)+k3×S2×(H2-h2)+k4×S3×(H3-h3)
其中,k1为水量损失系数,在进行污水处理的过程中会存在水流失的情况,通过水量损失系数进行补偿,k2、k3和k4分别为沉淀池、滤池和清水库的影响系数,用于补偿沉淀池、滤池和清水库内壁在形状上的误差,S1、S2和S3分别为沉淀池、滤池和清水库的液面面积;
根据Q1向沉淀池补充原水。
进一步地,计算清水库的调节率m,计算公式为:
其中,V2为有效库容量,V3为当前存量;
所述的V2和V3的计算公式为:
V2=k4×S3×(H4-H5)
V3=k4×S3×(h3-H5)+Q3-Q4
其中,H4和H5分别为清水库水位的上限值和下限值,Q3为沉淀池的实际进水量,Q4为二次出水泵的实际出水量。
进一步地,当m<0时,发出超库存预警信号,当m>1时,发出低库存预警信号。
进一步地,设置沉淀池、滤池和清水库对应的水位范围时,当沉淀池、滤池和清水库中任意一种的水位超过对应水位范围,发出水位异常预警信号。
一种污水处理厂的水平衡自动控制系统,包括水位监测模块、参数设定模块和平衡调节模块;
所述的水位监测模块用于采集沉淀池、滤池和清水库的实际水位,分别记为h1、h2和h3,所述的参数设定模块,用于设置沉淀池、滤池和清水库的标准水位,分别记为H1、H2和H3,还用于设定二次出水泵的计划出水量Q2,所述的平衡调节模块,用于计算沉淀池的计划进水量Q1,计算公式为:
Q1=k1×Q2+V1
V1=k2×S1×(H1-h1)+k3×S2×(H2-h2)+k4×S3×(H3-h3)
其中,k1为水量损失系数,在进行污水处理的过程中会存在水流失的情况,通过水量损失系数进行补偿,k2、k3和k4分别为沉淀池、滤池和清水库的影响系数,用于补偿沉淀池、滤池和清水库内壁在形状上的误差,S1、S2和S3分别为沉淀池、滤池和清水库的液面面积;
根据Q1向沉淀池补充原水。
进一步地,所述的系统还包括水量监测模块和库存预警模块,所述的水量监测模块实时获取沉淀池的实际进水量Q3和二次出水泵的实际出水量Q4;
所述的库存预警模块用于计算清水库的调节率m,计算公式为:
其中,V2为有效库容量,V3为当前存量;
所述的V2和V3的计算公式为:
V2=k4×S3×(H4-H5)
V3=k4×S3×(h3-H5)+Q3-Q4
其中,H4和H5分别为清水库水位的上限值和下限值,Q3为沉淀池的实际进水量,Q4为二次出水泵的实际出水量。
进一步地,当m<0时,所述的库存预警模块发出超库存预警信号,当m>1时,所述的库存预警模块发出低库存预警信号。
进一步地,还包括水位预警模块,所述的水位预警模块设置沉淀池、滤池和清水库对应的水位范围,当沉淀池、滤池和清水库中任意一种的水位超过对应水位范围时,水位预警模块发出水位异常预警信号,工作人员能够及时发现。
一种污水处理厂的水平衡自动控制装置,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器调用所述程序指令能够执行任一所述的控制方法。
一种计算机可读存储介质,包括计算机程序,所述计算机程序能够被处理器执行以实现任一所述的控制方法。
与现有技术相比,本发明具有以如下有益效果:
(1)本发明设置沉淀池、滤池和清水库的标准水位,并采集沉淀池、滤池和清水库的实际水位,根据沉淀池、滤池和清水库的实际水位和标准水位之间差值,以及二次出水泵的计划出水量,计算沉淀池的计划进水量,使得维持沉淀池、滤池和清水库能够维持在标准水位,根据计划进水量控制沉淀池的进水量,自动化程度高,节省人力,精度高;
(2)本发明实时计算清水库的调节率,调节率正常范围为0~1,当调节率小于0时,表明清水库的有效库容量小于当前存量,并发出超库存预警信号,当调节率大于1时,表明当前存量为负,即存量不足,发出低库存预警信号,及时通知工作人员调整沉淀池的进水过程以及清水库出水过程。
附图说明
图1为本发明的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
污水处理厂包括沉淀池、滤池和清水库,通过提升泵向沉淀池补充原水,原水进入沉淀池后进行加药沉淀,再经过滤池的过滤,生成清水,并存储在清水库中,通过二次出水泵将清水库中的清水输出。
实施例1
一种污水处理厂的水平衡自动控制方法,如图1,具体为:
设置沉淀池、滤池和清水库的标准水位,分别记为H1、H2和H3,并采集沉淀池、滤池和清水库的实际水位,分别记为h1、h2和h3;
计算沉淀池的计划进水量Q1,计算公式为:
Q1=k1×Q2+V1
V1=k2×S1×(H1-h1)+k3×S2×(H2-h2)+k4×S3×(H3-h3)
其中,Q2为二次出水泵的计划出水量,k1为水量损失系数,k2、k3和k4分别为沉淀池、滤池和清水库的影响系数,S1、S2和S3分别为沉淀池、滤池和清水库的液面面积。
计算清水库的调节率m,计算公式为:
其中,V2为有效库容量,V3为当前存量;
V2和V3的计算公式为:
V2=k4×S3×(H4-H5)
V3=k4×S3×(h3-H5)+Q3-Q4
其中,H4和H5分别为清水库水位的上限值和下限值,Q3为沉淀池的实际进水量,Q4为二次出水泵的实际出水量。
当m<0时,发出超库存预警信号,当m>1时,发出低库存预警信号。
设置沉淀池、滤池和清水库对应的水位范围时,当沉淀池、滤池和清水库中任意一种的水位超过对应水位范围,发出水位异常预警信号。
实施例2
一种污水处理厂的水平衡自动控制系统,包括水位监测模块、参数设定模块、平衡调节模块、水量监测模块和库存预警模块:
水位监测模块,用于采集沉淀池、滤池和清水库的实际水位,分别记为h1、h2和h3;
参数设定模块,用于设置沉淀池、滤池和清水库的标准水位,分别记为H1、H2和H3,还用于设定二次出水泵的计划出水量Q2;
平衡调节模块,用于计算沉淀池的计划进水量Q1,计算公式为:
Q1=k1×Q2+V1
V1=k2×S1×(H1-h1)+k3×S2×(H2-h2)+k4×S3×(H3-h3)
其中,k1为水量损失系数,在进行污水处理的过程中会存在水流失的情况,通过水量损失系数进行补偿,k2、k3和k4分别为沉淀池、滤池和清水库的影响系数,用于补偿沉淀池、滤池和清水库内壁在形状上的误差,S1、S2和S3分别为沉淀池、滤池和清水库的液面面积。
水量监测模块实时获取沉淀池的实际进水量Q3和二次出水泵的实际出水量Q4;库存预警模块用于计算清水库的调节率m,计算公式为:
其中,V2为有效库容量,V3为当前存量;
V2和V3的计算公式为:
V2=k4×S3×(H4-H5)
V3=k4×S3×(h3-H5)+Q3-Q4
其中,H4和H5分别为清水库水位的上限值和下限值,Q3为沉淀池的实际进水量,Q4为二次出水泵的实际出水量。
当m<0时,库存预警模块发出超库存预警信号,当m>1时,库存预警模块发出低库存预警信号。
还包括水位预警模块,水位预警模块设置沉淀池、滤池和清水库对应的水位范围,当沉淀池、滤池和清水库中任意一种的水位超过对应水位范围时,水位预警模块发出水位异常预警信号。
实施例3
一种污水处理厂的水平衡自动控制装置,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器调用所述程序指令能够执行实施例1所述的控制方法。
实施例4
一种计算机可读存储介质,包括计算机程序,所述计算机程序能够被处理器执行以实现实施例1所述的控制方法。
实施例1、实施例2、实施例3和实施例4提出了一种污水处理厂的水平衡自动控制方法、系统、装置及介质,根据沉淀池、滤池和清水库的实际水位和标准水位之间差值,以及二次出水泵的计划出水量,计算沉淀池的计划进水量,使得维持沉淀池、滤池和清水库能够维持在标准水位,根据计划进水量控制沉淀池的进水量,自动化程度高,精度高,同时通过调节率的大小及时进行反馈,实现沉淀池、滤池和清水库的动态平衡。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解,本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此,凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案,皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (6)
1.一种污水处理厂的水平衡自动控制方法,其特征在于,具体为:
设置沉淀池、滤池和清水库的标准水位,分别记为H1、H2和H3,并采集沉淀池、滤池和清水库的实际水位,分别记为h1、h2和h3;
计算沉淀池的计划进水量Q1,计算公式为:
Q1=k1×Q2+V1
V1=k2×S1×(H1-h1)+k3×S2×(H2-h2)+k4×S3×(H3-h3)
其中,Q2为二次出水泵的计划出水量,k1为水量损失系数,S1、S2和S3分别为沉淀池、滤池和清水库的液面面积,k2、k3和k4分别为沉淀池、滤池和清水库的影响系数;
根据Q1向沉淀池补充原水;
计算清水库的调节率m,计算公式为:
其中,V2为有效库容量,V3为当前存量;
所述的V2和V3的计算公式为:
V2=k4×S3×(H4-H5)
V3=k4×S3×(h3-H5)+Q3-Q4
其中,H4和H5分别为清水库水位的上限值和下限值,Q3为沉淀池的实际进水量,Q4为二次出水泵的实际出水量;
当m<0时,发出超库存预警信号,当m>1时,发出低库存预警信号。
2.根据权利要求1所述的一种污水处理厂的水平衡自动控制方法,其特征在于,设置沉淀池、滤池和清水库对应的水位范围时,当沉淀池、滤池和清水库中任意一种的水位超过对应水位范围,发出水位异常预警信号。
3.一种污水处理厂的水平衡自动控制系统,其特征在于,包括:
水位监测模块,用于采集沉淀池、滤池和清水库的实际水位,分别记为h1、h2和h3;
参数设定模块,用于设置沉淀池、滤池和清水库的标准水位,分别记为H1、H2和H3,还用于设定二次出水泵的计划出水量Q2;
平衡调节模块,用于计算沉淀池的计划进水量Q1,计算公式为:
Q1=k1×Q2+V1
V1=k2×S1×(H1-h1)+k3×S2×(H2-h2)+k4×S3×(H3-h3)
其中,k1为水量损失系数,S1、S2和S3分别为沉淀池、滤池和清水库的液面面积,k2、k3和k4分别为沉淀池、滤池和清水库的影响系数;
根据Q1向沉淀池补充原水;
所述的系统还包括水量监测模块和库存预警模块;
所述的水量监测模块实时获取沉淀池的实际进水量Q3和二次出水泵的实际出水量Q4;
所述的库存预警模块用于计算清水库的调节率m,计算公式为:
其中,V2为有效库容量,V3为当前存量;
所述的V2和V3的计算公式为:
V2=k4×S3×(H4-H5)
V3=k4×S3×(h3-H5)+Q3-Q4
其中,H4和H5分别为清水库水位的上限值和下限值,Q3为沉淀池的实际进水量,Q4为二次出水泵的实际出水量;
当m<0时,所述的库存预警模块发出超库存预警信号,当m>1时,所述的库存预警模块发出低库存预警信号。
4.根据权利要求3所述的一种污水处理厂的水平衡自动控制系统,其特征在于,还包括水位预警模块,所述的水位预警模块设置沉淀池、滤池和清水库对应的水位范围,当沉淀池、滤池和清水库中任意一种的水位超过对应水位范围时,水位预警模块发出水位异常预警信号。
5.一种污水处理厂的水平衡自动控制装置,其特征在于,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器调用所述程序指令能够执行如权利要求1至2任一所述的控制方法。
6.一种计算机可读存储介质,其特征在于,包括计算机程序,所述计算机程序能够被处理器执行以实现如权利要求1-2任一所述的控制方法。
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