CN113368553B - 水处理装置控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

水处理装置控制系统及方法，涉及水净化技术领域。系统包括设置在进水管和出水管之间的多个区段，所述区段的排泥支管上设置有排泥阀；控制器，以序批方式控制所述排泥阀的启闭；所述区段内设置有泥位传感器；所述排泥支管上设置有排泥体测单元；所述泥位传感器及所述排泥体测单元均连接至所述控制器。方法包括某个区段需要排泥时，该区段进入排泥列队；有其他区段需要排泥时，所述其他区段按先后顺序进入列队，将按先进先出的方式进行序批式排泥。具有避免壅水现象和静压不足现象的优点。

Description

水处理装置控制系统及方法

技术领域

本发明涉及一种控制系统及控制方法，具体地说，涉及水处理装置控制系统及方法。

背景技术

地表水净化处理技术领域中，多采用水处理装置进行净化处理，水处理装置是一个一端设置有进水管，另一端设置有出水管的大型水池，按进水向出水的流动方向划分，水池分为顺次连通的多个区段，通常包括下列各区或其中的大部分区段，如絮凝区，反应区，整流区，布水区，沉淀区，集水区和出水区，每个区段的底部都设置有排泥支管，排泥支管用于将该区段内净化沉积的污泥排出，并汇集到排泥总管。

现有水处理装置的排泥的应用中，多采用定时排泥，通过设定周期时间和运行时间进行排泥，无法自行判断排泥阀的启闭时机，排泥效果不理想，耗费人力且不经济。另外，一般排泥后端为排泥总管连通至储泥池，如果出现多个排泥支管同时排泥会造成排泥水流动受阻，出现壅水现象，严重影响排泥效果。

此外，现有技术通常使用静压排泥方法，静压排泥是依靠静水压力通过排泥斗自动将区段底部的沉淀物排出，而静水压力排泥在水处理装置的应用中有如下缺点：若排泥过程中出现多个区段同时进行排泥，这样的现象导致水位快速下降，静水压力给平分了，相对于单个区段排泥减少了静水的压力，从而降低了排泥的效果。

目前，冲洗装置只对沉淀区进行冲洗，当冲洗过程或冲洗结束后，冲洗出来的沉淀物仍然留在池内，并且从沉淀区挤压出来的沉淀物絮体形状已经不成絮体形状了，因此沉降很慢，结果是这些冲洗出来的沉淀物会再次进入水平管沉淀装置或带出水平管装置，导致出水效果不佳。

因此，设计一种水处理装置的控制系统及相应的控制方法就十分必要。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种能有效避免壅水现象的水处理装置控制系统；

本发明的另一目的是提供一种能有效避免静压不足的水处理装置控制系统；

本发明的另一主要目的是提供一种有效解决壅水现象的水处理装置控制系统的控制方法；

本发明的再一目的是提供一种能有效避免静压不足的水处理装置控制方法；

本发明的还一目的是提供一种能解决沉淀区冲洗时不影响出水絮体排出的水处理装置控制方法。

为实现上述主要目的，本发明提供的水处理装置控制系统包括设置在进水管和出水管之间的多个区段，所述区段的排泥支管上设置有排泥阀；控制器，以序批方式控制所述排泥阀的启闭；所述区段内设置有泥位传感器；所述排泥支管上设置有排泥体测单元；所述泥位传感器及所述排泥体测单元均连接至所述控制器。

由以上方案可见，本发明通过设置在各区段中的泥位传感器和排泥体测单元，可以使控制器对排泥阀进行启闭时机的控制，同时，由于采用了序批式启闭，可以有效避免壅水现象。

进一步的方案是所述区段内还设置有液位传感器，所述液位传感器连接至所述控制器。由于区段内设置了液位传感器，当液位过低时，控制器将不发出排泥指令，等待水位上升到满足静压要求后再开启该区段的排泥阀，避免了静压不足的现象。

更进一步的方案是多个所述区段中的一个区段为沉淀区，所述沉淀区设置有冲洗装置，所述控制器控制所述冲洗装置的冲洗运行。

为实现本发明的另一主要目的，本发明提供了一种水处理装置控制方法，所述水处理装置包括设置在进水管和出水管之间的多个区段，所述区段的排泥支管上设置有排泥阀；控制器，用于控制所述排泥阀的启闭；所述区段内设置有泥位传感器，所述泥位传感器连接所述控制器；控制方法包括步骤：某个区段的泥位传感器给出该区段的泥位到达排泥高度的信号时，该区段进入排泥列队；该区段执行排泥过程中有其他区段的泥位传感器给出到达排泥高度的信号时，所述其他区段按先后顺序进入列队，将按先进先出的方式进行序批式排泥。

由以上方案可见，多区段需要排泥时，本发明采用了列队等候，列队中先进先出的方式进行序批式排泥，从而避免壅水现象的发生。

进一步的方案是所述区段内还设置有液位传感器，所述液位传感器连接所述控制器；只有当该区段的液位传感器给出该区段的液位高于规定的液位高度时，位于列队中的该区段才执行排泥指令。本方案可以避免静压不足的现象发生。

更进一步的方案是所述区段的排泥支管上还设置有排泥体测单元，所述排泥体测单元连接所述控制器；所述控制器接收到该区段的排泥体测单元给出该区段排出泥量低于规定含量的信号时，向该区段的排泥阀发出排泥结束指令，控制该区段的排泥阀关闭。本方案的优点是可以精准地控制排泥阀的关闭时机，确保水质的前提下节约净化成本。

再进一步的方案是多个所述区段中的一个区段为沉淀区，所述沉淀区设置有冲洗装置，所述控制器控制所述冲洗装置的冲洗运行；当所述冲洗装置进行冲洗运行时，暂停当前其他区段的排泥。本方案的优点是可以确保沉淀区的冲洗效果。

又进一步的方案是排泥阀执行排泥过程中执行的是脉冲式排泥程序。本方案的优点是能够相对保持静压，使排泥区段内的絮体快速地排出。

附图说明

图1是单座水处理装置控制系统第一实施例的结构示意图；

图2是水处理装置控制方法第一实施例的流程图；

图3是单座水处理装置控制系统第二实施例的结构示意图；

图4是水处理装置控制方法第二实施例的流程图；

图5是水处理装置1A到水处理装置1N+1的布置平面示意图。

以下结合实施例及其附图对本发明作进一步说明。

具体实施方式

水处理装置控制系统及方法第一实施例

参见图1，水处理装置1A有一个进水管15和出水管75，待处理的水在进水管15和出水管75之间将依次流经七个区段，即絮凝区1、反应区2、整流区3、布水区4、沉淀区5、集水区6和出水区7。絮凝区1的排泥支管上设置有排泥阀13和排泥体测单元14，反应区2的排泥支管上设置有排泥阀23和排泥体测单元24，整流区3的排泥支管上设置有排泥阀33和排泥体测单元34，布水区4的排泥支管上设置有排泥阀43和排泥体测单元44，沉淀区5的排泥支管上设置有排泥阀53和排泥体测单元54，集水区6的排泥支管上设置有排泥阀63和排泥体测单元64，出水区7的排泥支管上设置有排泥阀73和排泥体测单元74。絮凝区1内设置有泥位传感器12和液位传感器11，反应区2内设置有泥位传感器22和液位传感器21，整流区3内设置有泥位传感器32和液位传感器31，布水区4内设置有泥位传感器42和液位传感器41，沉淀区5内设置有泥位传感器52和液位传感器51，集水区6内设置有泥位传感器62和液位传感器61，出水区7内设置有泥位传感器72和液位传感器71。各排泥支管汇入排泥总管。

本例中的全部液位传感器采用液位开关，不同区段的液位开关设置的高度可以相同，也可以因所在区段的正常处理水时的水位不同而略有不同。全部泥位传感器采用一光发射器和一光接收器组成的光电耦，用以感应两者之间的泥量，光电耦在各区段距底部的高度通常不同，区段越接近出水管75该高度越低，以确保出水的净化质量。

控制器8采用可编程控制系统，与所有泥位传感器、液位传感器、排泥体测单元和排泥阀连接，通过接收到的某区段的泥位信号判断该区段是否进入排泥列队，并通过接收到该区段的液位信号判断该区段是否出列，出列时指令该区段的排泥阀开启进行排泥，直到该区段的排泥体测单元给出泥量达标信号，控制器8发出排泥阀关闭指令。排泥体测单元也采用光电耦，并设置在排泥管上，当排泥管中泥水流由混浊变为达标的清澈程度时，排泥体测单元向控制器8发出信号，控制器8立即发出排泥阀关闭指令。

以下对第一实施例的控制方法加以说明。

因图幅限制，图2中略去了出水区7的工作过程，即略去了泥位传感器72、液位传感器71、排泥阀73和排泥体测单元74参与过程，事实上，通常出水区7的排泥远不如其上游各区段的排泥频繁。

参见图2，系统上电开机后将进入以下步骤：

S1扫描自检，处于正常工作的水处理装置如有异常则报警，无异常时进入下步；

S2各区段中的各传感器都处于待机状态，即处理原始状态；泥位未达到泥位传感器所在的高度时，泥位传感器保持待机状态；当某区段中的泥位到达泥位传感器所在的高度时，该区段的泥位传感器将发出信号，控制器8则将该区段拉入排泥列队，排泥列队遵循先进先出的规则；某区段的液位未达到液位传感器所在的高度时，进入排泥列队的区段无法出队，只有当液位到达液位传感器所在的高度时，控制器才进行下一步骤；

S3如果有其他区段已经在先并正在排泥，列队中满足泥位和液位要求的区段仍需按序批顺序列队等候，即进入S4步骤；如果无其他区段正在排泥，则进入S5步骤；

S5例如满足条件的1区段执行排泥，并进入S6步骤；

S6正在排泥的1区段的排泥体测单元检测其排出的泥量是否达标，不达标时继续排泥，达标时进入S7步骤；

S7正在排泥的1区段的排泥阀关闭，停止排泥，并进入S8步骤；

S8如列队中后续没有其他区段将要排泥，则返回S1步骤，如列队中有其他区段满足排泥要求，例如4区段满足排泥条件，则进入S9步骤；

S9满足条件的4区段出列队执行排泥，并进入S10步骤；

S10正在排泥的4区段的排泥体测单元检测其排出的泥量是否达标，不达标时继续排泥，达标时进入S11步骤；

S11正在排泥的4区段的排泥阀关闭，停止排泥，并进入S12步骤；

S12如列队中后续没有其他区段将要排泥，则返回S1步骤，如列队中有其他区段满足排泥要求，后续列队执行排泥，直到执行完所述列队中区段的排泥任务。

本例中的排泥阀开启进行排泥，执行的是脉冲式排泥程序，即在开启时间段内不断地短暂开启和短暂关闭。

水处理装置控制系统及方法第二实施例

参见图3，本例与上例在水处理装置结构上的不同之处是在沉淀区5上设置有冲洗装置55，冲洗装置55的结构及其工作原理可参照发明专利申请文献CN102284199A或其他现有技术进行实施。对于增加了冲洗装置55的水处理装置1A，其控制方法有较大的区别，以下重点对本例的控制方法加以说明，且对列队。

参见图4系统上电后进入S00步骤；

S00开始，进入S21和S31步骤；

S21排泥前进入S22步骤；

S22判断各区段中的泥位是否满足排泥要求，满足时进入S23；不满足时返回S21步骤；

S23如果冲洗装置55未启动，后续的S24至S30步骤基本与第一实施例相同，本例不再赘述；如果冲洗装置启动，即S31步骤正在进行，则进入S32步骤；

S32判断是否有区段正在进行排泥，如有则暂停当前区段的排泥；如否则进入S34步骤；

S34启动冲洗，同时进入S35步骤和S36步骤；

S35判断冲洗是否完成，完成时进入S44步骤；未完成时进入S36步骤；

S36沉淀区5的排泥阀53打开；同时进入S37步骤和S38步骤；

S37判断冲洗是否完成，完成时进入S44步骤；未完成时进入S38步骤；

S38排泥阀53持续经过10开启状态秒后，进入S39步骤和S40步骤；

S39判断冲洗是否完成，完成时进入S44步骤；未完成时进入S40步骤；

S40沉淀区5的排泥阀53关闭，并进入S41步骤和S42步骤；

S41判断冲洗是否完成，完成时进入S44步骤；未完成时进入S42步骤；

S42排泥阀持续经过关闭状态180秒后进入S43步骤；

S43判断冲洗是否完成，完成时进入S44步骤；未完成时返回S34步骤，进行新一轮冲洗；

S44冲洗结束，排泥阀53关闭。

水处理装置控制系统及方法第三实施例

参见图5，对于水处理量相对较大的场合，可以有多个水处理装置组合构成系统，本例是由水处理装置1A、水处理装置1B、水处理装置1C、水处理装置1D……水处理装置1N和水处理装置1N+1组合而成，它们有着共同的进水管15和共同的出水管75。其中每个水处理装置可以有不同的区段，也可以区段完全相同，图5中每座水处理装置中的排泥阀、各传感器等未示出，所有水处理装置完全可以只用一台控制器加以控制，其控制方法可以是每座水处理装置单独列队排泥，也可以是分组进行列队排泥，如果水处理装置的总数少的情况下，还可以统一参加列队排泥，可以根据水源、水处理流量、污泥量状况等因素决定上述组合控制方法。

Claims (3)

1.水处理装置控制方法，所述水处理装置包括设置在进水管和出水管之间的多个区段，所述区段的排泥支管上设置有排泥阀；

控制器，用于控制所述排泥阀的启闭；

所述区段内设置有泥位传感器，所述泥位传感器连接所述控制器；

所述区段内还设置有液位传感器，所述液位传感器连接所述控制器；

只有当该区段的液位传感器给出该区段的液位高于规定的液位高度时，位于列队中的该区段才执行排泥指令；

所述区段的排泥支管上还设置有排泥体测单元，所述排泥体测单元采用一光发射器和一光接收器组成的光电耦，所述排泥体测单元连接所述控制器；

所述控制器接收到该区段的排泥体测单元给出该区段排出泥量低于规定含量的信号时，向该区段的排泥阀发出排泥结束指令，控制该区段的排泥阀关闭；

控制方法包括步骤：

S1扫描自检，处于正常工作的水处理装置如有异常则报警，无异常时进入下步；

S2各区段中的各传感器都处于待机状态，即处理原始状态；泥位未达到泥位传感器所在的高度时，泥位传感器保持待机状态；当某区段中的泥位到达泥位传感器所在的高度时，该区段的泥位传感器将发出信号，控制器则将该区段拉入排泥列队，排泥列队遵循先进先出的规则；某区段的液位未达到液位传感器所在的高度时，进入排泥列队的区段无法出队，只有当液位到达液位传感器所在的高度时，控制器才进行下一步骤；

S3如果有其他区段已经在先并正在排泥，列队中满足泥位和液位要求的区段仍需按序批顺序列队等候，即进入S4步骤；如果无其他区段正在排泥，则进入S5步骤；

S5满足条件的区段执行排泥，并进入S6步骤；

S6正在排泥的区段的排泥体测单元检测其排出的泥量是否达标，不达标时继续排泥，达标时进入S7步骤；

S7正在排泥的区段的排泥阀关闭，停止排泥，并进入S8步骤；

S8如列队中后续没有其他区段将要排泥，则返回S1步骤，如列队中有其他区段满足排泥要求，有区段满足排泥条件，则进入S9步骤；

S9满足条件的区段出列队执行排泥，并进入S10步骤；

S10正在排泥的区段的排泥体测单元检测其排出的泥量是否达标，不达标时继续排泥，达标时进入S11步骤；

S11正在排泥的区段的排泥阀关闭，停止排泥，并进入S12步骤；

S12如列队中后续没有其他区段将要排泥，则返回S1步骤，如列队中有其他区段满足排泥要求，后续列队执行排泥，直到执行完所述列队中区段的排泥任务。

2.根据权利要求1所述水处理装置控制方法，其特征在于：

多个所述区段中的一个区段为沉淀区，所述沉淀区设置有冲洗装置，所述控制器控制所述冲洗装置的冲洗运行；

当所述冲洗装置进行冲洗运行时，暂停当前其他区段的排泥。

3.根据权利要求1或2所述水处理装置控制方法，其特征在于：

排泥阀执行排泥过程中执行的是脉冲式排泥程序。

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