CN115108656A - 一种水污染治理的联合技术处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于水处理技术领域，尤其是一种水污染治理的联合技术处理方法，包括中央集成人工智能系统、二氧化氯投加子系统、次氯酸钠投加子系统和高锰酸盐投加子系统，所述中央集成人工智能系统对所述二氧化氯投加子系统、所述次氯酸钠投加子系统和所述高锰酸盐投加子系统进行智能控制管理。该水污染治理的联合技术处理方法，采用组合式技术方法，将二氧化氯‑次氯酸钠‑高锰酸盐三套子系统集成到一个联合投加中央控制模块当中，针对水源水铁锰污染指标的异同情况，采用多种联合投加技术方案，同时精确调整不同投加点位、不同投加顺序、不同投加量，实现不同污染指标去除、减低副产物、保障出水稳定达标的效果。
Description
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及一种水污染治理的联合技术处理方法。
背景技术
城市饮用水水源通常取自江、河、湖、库等大型水利设施，水源水通过河道、明渠、暗涵等途径输送到各自来水厂作为水源；每逢夏季暴雨期间，水源水水质“铁、锰”指标发生期发性污染超标，水源水当中铁、锰指标超出《地表水环境质量标准》Ⅲ类指标限值要求，净水厂如未及时采取科学高效的应急处理处置措施进行应对，将造成供水企业自来水出水水质超标，具体表现为：出厂水、管网水、用户终端水龙头出水颜色“发黄”、“铁、锰”指标严重超出GB5749-2022《生活饮用水卫生标准》指标限值，城市供水水质安全无法得到保障；
针对水源水期发性“铁、锰”特定污染，国内外同行采取单一水污染应急处置做法有六种：
第一种采用原工艺自培养“锰砂”去除铁锰指标，该做法针对低浓度“铁、锰”污染指标有效，针对高浓度“铁、锰”污染指标效果不明显，且“锰砂”经长时间使用后会自然失效；
第二种采用水厂自有消毒剂次氯酸钠预氧化进行去除铁锰指标，该做法针对低浓度“铁、锰”污染指标去除有效，当铁锰指标较高时基本无效；当水厂以次氯酸钠作为消毒剂时，采用次氯酸钠作为“铁、锰”去除氧化剂，将导致次氯酸钠总投加量激增，后续造成出厂水消毒副产物氯酸盐指标超标；
第三种采用加大絮凝剂投加量进行去除铁锰指标，该做法对水源水中的“铁、锰”污染指标去除率较低，不能有效解决较高浓度的污染指标；
第四种采用二氧化氯预氧化法进行去除铁锰指标，在使用二氧化氯作为“铁、锰”去除剂使用时，同步产生氯酸盐及亚氯酸盐副产物，当处理低浓度“铁、锰”污染指标时效果良好，而当处理高浓度“铁、锰”污染指标时将导致出厂水消毒副产物氯酸盐及亚氯酸盐指标超标；
第五种采用水流过阶自然跌落及鼓风曝气氧化法去除铁锰指标，该做法针对低浓度“铁、锰”污染指标有一定的效果，针对高浓度“铁、锰”污染指标基本无去除效果；
第六种采用臭氧氧化法去除铁锰指标，该做法中臭氧采购价格昂贵，设备投资大，使用过程操作复杂，具有较大操作安全风险；
在国内处理水源水期发性“铁、锰”特定污染事故时，采用传统单一流程氧化消毒技术很难保障消毒工序持续有效运行，针对铁锰污染去除采用单一流程技术进行处理，也未配置智能化管理系统，具体实施过程中未能达到精准、有效、安全、便捷的目的，无法同步解决供水行业铁锰超标问题、消毒副产物问题和出厂水消毒余量指标的问题。
发明内容
基于现有的水处理无法同步解决供水行业铁锰超标问题、消毒副产物问题和出厂水消毒余量指标的技术问题，本发明提出了一种水污染治理的联合技术处理方法。
本发明提出的一种水污染治理的联合技术处理方法，包括中央集成人工智能系统、二氧化氯投加子系统、次氯酸钠投加子系统和高锰酸盐投加子系统，所述中央集成人工智能系统对所述二氧化氯投加子系统、所述次氯酸钠投加子系统和所述高锰酸盐投加子系统进行智能控制管理。
优选地，还包括：
步骤一、所述中央集成人工智能系统包括在线信息采集模块、信息汇总可视界面模块、精确投加控制模块、联合投加中央控制模块、安全预警保护模块和自动生成报表模块；
步骤二、通过所述在线信息采集模块对所述二氧化氯投加子系统、所述次氯酸钠投加子系统和所述高锰酸盐投加子系统工作过程中的浊度值、余氯值、pH值、余二氧化氯值和报警仪数据进行采集，所述信息汇总可视界面模块对所述在线信息采集模块采集到的数据进行显示；
步骤三、通过所述精确投加控制模块对所述二氧化氯投加子系统、所述次氯酸钠投加子系统和所述高锰酸盐投加子系统进行精确投加控制，所述联合投加中央控制模块对所述二氧化氯投加子系统投加的二氧化氯、所述次氯酸钠投加子系统投加的次氯酸钠和所述高锰酸盐投加子系统投加的高锰酸盐的实时投加情况进行智能分析，所述联合投加中央控制模块与所述精确投加控制模块相互配合，智能控制或调整二氧化氯、次氯酸钠和高锰酸盐的实时投加量。
优选地，所述二氧化氯投加子系统包括二氧化氯发生器、第一数字计量泵、第一智能控制系统、第一原料储罐和第一漏氯报警仪，所述二氧化氯发生器将液体的盐酸和液体的氯酸钠分别储存于所述第一原料储罐内。
优选地，所述第一数字计量泵对所述盐酸和所述氯酸钠进行精确计量后输送至所述二氧化氯发生器的反应釜内，所述二氧化氯发生器通过水浴加热使所述盐酸与所述氯酸钠混合后生成二氧化氯气体，从所述二氧化氯发生器的反应釜内溢出的所述二氧化氯气体被所述二氧化氯发生器内部的水射器产生的负压携带并与水流产生混合并输送至所述中央集成人工智能系统的投加点；
所述第一智能控制系统通过调整所述第一数字计量泵的运行频率对盐酸和氯酸钠的投加量进行控制，所述第一漏氯报警仪在监测到二氧化氯气体泄漏时，及时反馈至所述中央集成人工智能系统，所述中央集成人工智能系统通过声光报警提醒值班人员采取应急措施，并对所述二氧化氯投加子系统进行停机或降压保护措施。
优选地，所述次氯酸钠投加子系统包括第二数字计量泵、第二原料储罐、第二智能控制系统、第二漏氯报警仪和应急回收装置，所述第二原料储罐对稀释至5％浓度的次氯酸钠溶液进行存放；
通过所述第二智能控制系统通过控制所述第二数字计量泵的运行频率对次氯酸钠的投加量进行精确投加，所述第二漏氯报警仪监测到次氯酸钠泄漏时，及时反馈至所述中央集成人工智能系统，所述中央集成人工智能系统通过声光报警提醒值班人员采取应急措施，并控制所述次氯酸钠投加子系统停止运行，触发自动保护装置，所述应急回收装置在次氯酸钠发生大面积泄漏时，使泄漏的次氯酸钠通过重力流的方式流入回收池进行安全回收。
优选地，所述高锰酸盐投加子系统包括第三数字计量泵、第三原料储罐、高锰酸盐泄漏监视处置模块和第三智能控制系统，所述第三原料储罐对3％浓度的高锰酸盐溶液进行存放；
通过所述第三智能控制系统通过控制所述第三数字计量泵的运行频率对高锰酸盐的投加量进行精确投加，所述高锰酸盐泄漏监视处置模块监测到高锰酸盐泄漏时，及时反馈至所述中央集成人工智能系统，所述中央集成人工智能系统通过声光报警提醒值班人员采取应急措施，并控制所述高锰酸盐投加子系统停止运行，触发自动保护装置。
优选地，执行所述步骤一至所述步骤三的过程中，当水质在线仪表检测到原水当中铁指标浓度介于0.2mg/L～0.4mg/L之间，锰指标浓度介于0.1mg/L～0.2mg/L之间时，所述中央集成人工智能系统对源水进行分析，得出水源水发生轻度污染，所述中央集成人工智能系统发出指令控制所述二氧化氯投加子系统单独运行，投加点预设为滤前端+滤后端，第一步先在滤前端投加1.0～2.0mg/L二氧化氯，第二步在滤后端投加2.0～1.0mg/L二氧化氯，滤前与滤后投加总量控制在≤3mg/L；
执行二氧化氯投加操作后，所述中央集成人工智能系统对采集滤后水在线二氧化氯、在线浊度、在线锰指标、在线铁指标数值进行判断分析，滤后水的二氧化氯、浊度、铁、锰指标数值的标准为：二氧化氯≤0.1mg/L，浊度介于0.3～0.6NTU，铁介于0.1～0.2mg/L，锰0.05～0.1mg/L；
当滤后水二氧化氯、浊度、铁、锰指标数值均符合预先设定值时，所述中央集成人工智能系统控制二氧化氯投加子系统执行当前操作，形成复合环周期，不改变二氧化氯投加点及投加量；
当滤后水的二氧化氯、浊度、铁、锰指标数值偏离预设的要求时，二氧化氯投加子系统识别结果为投加量不足，发送上调指令至第一数字计量泵。
优选地，经上述二氧化氯投加子系统复合环周期调整后的水质指标分别为二氧化氯≤0.1mg/L，浊度介于0.6～1.0NTU，铁介于0.2～0.3mg/L，锰0.1～0.2mg/L，说明原水铁锰污染程度已经上升；
进入下一步升级管控操作，所述联合投加中央控制模块对源水进行分析，得出水源水为中度污染，此时联合投加人工智能模块将自适应同步启动所述次氯酸钠投加子系统，并同步停止二氧化氯在滤后端的投加，所述中央集成人工智能系统控制投加点自动切换为滤前端投加二氧化氯，滤后端投加次氯酸钠，第一步先在滤前端投加二氧化氯，投加量控制在2.9mg/L～3.8mg/L；第二步在滤后端投加次氯酸钠，投加量控制在2.2mg/L～1.8mg/L；
所述中央集成人工智能系统根据实时采集的滤后水的二氧化氯、浊度、铁、锰指标数值：余氯≤0.1mg/L，浊度介于0.3～0.6NTU，铁介于0.1～0.2mg/L，锰0.05～0.1mg/L，次氯酸钠投加子系统识别结果为投加量不足，发送上调指令至第二数字计量泵。
优选地，经过二氧化氯投加子系统与次氯酸钠投加子系统投加复合环周期调整后的水质指标分别为二氧化氯≤0.1mg/L，浊度介于0.6～1.0NTU，铁介于0.2～0.3mg/L，锰0.1～0.2mg/L，说明原水铁锰污染程度又进一步上升；
继续下一步升级管控操作，所述中央集成人工智能系统对源水水质指标进行分析，识别结果为重度污染，说明通过所述联合投加中央控制模块控制的二氧化氯投加子系统与次氯酸钠投加子系统配合方案无法解决问题，此时所述联合投加中央控制模块将自适应增加启动所述高锰酸盐投加子系统，投加点自动切换为：絮凝前端投加高锰酸盐、滤前端投加二氧化氯、滤后端投加次氯酸钠，第一步在絮凝前端投加高锰酸盐，投加量控制在0.5～3.0mg/L；第二步在滤前端投加二氧化氯，投加总量控制在≤3.0mg/L；第三步在滤后端投加次氯酸钠，投加总量控制在≤2.5mg/L；
所述中央集成人工智能系统根据实时采集的滤后水二氧化氯、浊度、铁、锰指标数值进行综合分析及动态调整：若滤后水指标中的二氧化氯≤0.1mg/L，浊度介于0.1～0.2NTU，铁介于0.05～0.1mg/L，锰介于0.02～0.05mg/L，符合预设要求，保持高锰酸盐、二氧化氯、次氯酸钠的投加量；
当二氧化氯≥0.3mg/L时，自动降低二氧化氯投加量；当铁≥0.3mg/L时，按比例相应自动降低二氧化氯的投加量，当锰≥0.2mg/L时，自动降低高锰酸盐的投加量，整个过程有所述联合投加中央控制模块进行智能分析与控制。
优选地，当水源水污染程度逐级下降后，中央集成控制模块将根据高锰酸盐、二氧化氯、次氯酸钠的投加量进行自动分析：若经所述中央集成人工智能系统长时间复合环投加调整控制后，高锰酸盐的千吨水投加量单耗低于0.3KG时，所述中央集成人工智能系统将根据预设算法，自动停止高锰酸盐投加子系统，并自动切换到二氧化氯与次氯酸钠双要素投加状态，减少浪费，降低投加成本，当二氧化氯和次氯酸钠投加状态下的复合环控制系统识别到次氯酸钠的千吨水投加量单耗低于0.6KG时，所述中央集成人工智能系统自动停止次氯酸钠投加子系统，并自动切换到二氧化氯投加子系统的常规模式，从而进一步减低单耗。
本发明中的有益效果为：
1.采用组合式技术方法，将二氧化氯-次氯酸钠-高锰酸盐三套子系统集成到一个联合投加中央控制模块当中，针对水源水铁锰污染指标的异同情况，采用多种联合投加技术方案，同时精确调整不同投加点位、不同投加顺序、不同投加量，实现不同污染指标去除、减低副产物、保障出水稳定达标的效果。
2.通过开启二氧化氯投加子系统，达到深度去除铁锰指标的目的，通过开启次氯酸钠投加子系统，达到滤后水持续消毒的目的，进一步的，通过组合式运行，在水源水受到铁锰指标重度污染时，前两道工序确保预氧化去除铁锰指标不衍生过多的亚氯酸盐副产物，最后一道工序不衍生过多的氯酸盐副产物，通过组合工序控制出厂水关键指标氯酸盐<0.7mg/L、亚氯酸盐<0.7mg/L、混浊度<1NTU、色度<15度、0.1mg/L<余二氧化氯<0.8mg/L，进而确保不造成饮用水其他指标有超标风险的效果。
3.通过将高锰酸钾投加子系统、二氧化氯投加子系统、次氯酸钠投加子系统三套系统进行有效叠加，通过中央集成人工智能系统进行控制，可实现精准、自动化、无人值守式投加，整体投加系统可控、各项参数指标可读、操作过程可控、实操过程简洁便利，供水行业在应急实操时可及时开启应对。
4.采用组合式技术方法，可以根据原水铁锰不同污染程度，适时、选择性开启相应的子系统，通过处理过程水质指标反馈信息，动态调整各子系统的运行参数，最大限度选择预氧化与消毒的运行工况，避免预氧化与消毒相互干扰、相互影响，从而确保达到有效去除铁锰指标、保障出厂水消毒剂余量、减低及控制衍生副产物浓度的效果。
附图说明
图1为本发明提出的一种水污染治理的联合技术处理方法的示意图；
图2为本发明提出的一种水污染治理的联合技术处理方法的中央集中人工智能系统框图；
图3为本发明提出的一种水污染治理的联合技术处理方法的二氧化氯投加子系统框图；
图4为本发明提出的一种水污染治理的联合技术处理方法的次氯酸钠投加子系统框图；
图5为本发明提出的一种水污染治理的联合技术处理方法的高锰酸盐投加子系统框图。
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。
参照图1-5，一种水污染治理的联合技术处理方法，包括中央集成人工智能系统、二氧化氯投加子系统、次氯酸钠投加子系统和高锰酸盐投加子系统，中央集成人工智能系统对二氧化氯投加子系统、次氯酸钠投加子系统和高锰酸盐投加子系统进行智能控制管理。
还包括步骤一、中央集成人工智能系统包括在线信息采集模块、信息汇总可视界面模块、精确投加控制模块、联合投加中央控制模块、安全预警保护模块和自动生成报表模块。
步骤二、通过在线信息采集模块对二氧化氯投加子系统、次氯酸钠投加子系统和高锰酸盐投加子系统工作过程中的浊度值、余氯值、pH值、余二氧化氯值和报警仪数据进行采集，信息汇总可视界面模块对在线信息采集模块采集到的数据进行显示。
步骤三、通过精确投加控制模块对二氧化氯投加子系统、次氯酸钠投加子系统和高锰酸盐投加子系统进行精确投加控制，滤后水内的二氧化氯在线数据给定标准数值为0.3mg/L，当系统检测到在线余二氧化氯数值为0.33mg/L时，系统把该数据反馈到精确投加控制模块，精确投加控制模块分析该数值高于给定值10％，触发调整机制，精确投加控制模块发出降低第一数字计量泵频率10％的指令，第一数字计量泵收到下调指令后，根据下调幅度实时自动下调第一数字计量泵频率，完成下调10％投加量的操作，实现人工智能自动调整的过程，联合投加中央控制模块对二氧化氯投加子系统投加的二氧化氯、次氯酸钠投加子系统投加的次氯酸钠和高锰酸盐投加子系统投加的高锰酸盐的实时投加情况进行智能分析，联合投加中央控制模块与精确投加控制模块相互配合，智能控制或调整二氧化氯、次氯酸钠和高锰酸盐的实时投加量。
联合投加中央控制模块最大的功能是通过一套预设人工智能算法，集成二氧化氯投加子系统、次氯酸钠投加子系统、高锰酸盐投加子系统，使得各子系统不但能单独运行而且能合并运行，不但能发挥各自的长处，也能发挥合并后各自达不到的性能，中央集成控制模块通过集成子系统合并成联合投加系统，充分挖掘各子系统均各自达不到的功能，实现在水源水重污染下依然能够有效、安全、稳定、智能处理处置的目的。
自动生成报表模块能够搜集系统运行过程当中产生的告警信息、重要运行参数等信息，形成报表与表单的新式进行存储，也可供运行人员对历史数据曲线进行查询、分析、比较，为生产管理提供数据分析基础。
二氧化氯投加子系统包括二氧化氯发生器、第一数字计量泵、第一智能控制系统、第一原料储罐和第一漏氯报警仪，二氧化氯发生器的型号为有效氯产量20kg/h，N＝9.0kW，尺寸1160×700×1970mm，品牌为山大华特，第一数字计量泵的型号为DLTA0450，49L/h，4bar，78w，品牌为德国普罗名特，第一智能控制系统的品牌为PLC采用AB MICRO LOGIX1000系列，触摸屏采用10寸昆仑通泰，电气元件采用德国西门子，第一原料储罐的容积为30立方，品牌为阿丽贝，二氧化氯发生器将液体的盐酸和液体的氯酸钠分别储存于第一原料储罐内，第一数字计量泵对盐酸和氯酸钠进行精确计量后输送至二氧化氯发生器的反应釜内，二氧化氯发生器通过水浴加热使盐酸与氯酸钠混合后生成二氧化氯气体，从二氧化氯发生器的反应釜内溢出的二氧化氯气体被二氧化氯发生器内部的水射器产生的负压携带并与水流产生混合并输送至二氧化氯投加子系统的投加点。
第一智能控制系统通过调整第一数字计量泵的运行频率对盐酸和氯酸钠的投加量进行控制，第一漏氯报警仪在监测到二氧化氯气体泄漏时，及时反馈至中央集成人工智能系统，中央集成人工智能系统通过声光报警提醒值班人员采取应急措施，并对二氧化氯投加子系统进行停机或降压保护措施。
次氯酸钠投加子系统包括第二数字计量泵、第二原料储罐、第二智能控制系统、第二漏氯报警仪和应急回收装置，第二数字计量泵的型号为GB1200，流量为1200L/h，压力为3.5Bar，电机功率为0.75KW，品牌为米顿罗，第二智能控制系统的PLC品牌为AB，触摸屏品牌为通泰，电气元件品牌德国西门子，第一漏氯报警仪和第二漏氯报警仪的型号均为SBD-100D,带两只探头，1-5ppm，品牌为北京通润园，次氯酸钠通过在市面上购买符合国标要求的10％浓度的次氯酸钠溶液，稀释到浓度为5％后进行使用，第二原料储罐对稀释至5％浓度的次氯酸钠溶液进行存放。
通过第二智能控制系统通过控制第二数字计量泵的运行频率对次氯酸钠的投加量进行精确投加，第二漏氯报警仪监测到次氯酸钠泄漏时，及时反馈至中央集成人工智能系统，中央集成人工智能系统通过声光报警提醒值班人员采取应急措施，并控制次氯酸钠投加子系统停止运行，触发自动保护装置，应急回收装置在次氯酸钠发生大面积泄漏时，使泄漏的次氯酸钠通过重力流的方式流入回收池进行安全回收。
高锰酸盐投加子系统包括第三数字计量泵、第三原料储罐、高锰酸盐泄漏监视处置模块和第三智能控制系统，第三数字计量泵的型号为GB1800，流量为1800L/h，压力为3.5Bar，电机功率为1.25KW，品牌为米顿罗，第三原料储罐的容积为10立方，品牌为阿丽贝，第三智能控制系统的PLC品牌为AB，触摸屏品牌为西门子，电气元件品牌为西门子，高锰酸盐通过直接在市面上购买浓度为3％的高锰酸盐溶液而获得，第三原料储罐对3％浓度的高锰酸盐溶液进行存放。
通过第三智能控制系统通过控制第三数字计量泵的运行频率对高锰酸盐的投加量进行精确投加，高锰酸盐泄漏监视处置模块监测到高锰酸盐泄漏时，及时反馈至中央集成人工智能系统，中央集成人工智能系统通过声光报警提醒值班人员采取应急措施，并控制高锰酸盐投加子系统停止运行，触发自动保护装置。
执行步骤一至步骤三的过程中，当水质在线仪表检测到原水当中铁指标浓度介于0.2mg/L～0.4mg/L之间，锰指标浓度介于0.1mg/L～0.2mg/L之间时，中央集成人工智能系统对源水进行分析，得出水源水发生轻度污染，中央集成人工智能系统发出指令控制二氧化氯投加子系统单独运行，投加点预设为滤前端+滤后端，第一步先在滤前端投加1.0～2.0mg/L二氧化氯，第二步在滤后端投加2.0～1.0mg/L二氧化氯，滤前与滤后投加总量控制在≤3mg/L。
执行二氧化氯投加操作后，中央集成人工智能系统对采集滤后水在线二氧化氯、在线浊度、在线锰指标、在线铁指标数值进行判断分析，滤后水的二氧化氯、浊度、铁、锰指标数值的标准为：二氧化氯≤0.1mg/L，浊度介于0.3～0.6NTU，铁介于0.1～0.2mg/L，锰0.05～0.1mg/L。
当滤后水二氧化氯、浊度、铁、锰指标数值均符合预先设定值时，中央集成人工智能系统控制二氧化氯投加子系统执行当前操作，形成复合环周期，不改变二氧化氯投加点及投加量。
当滤后水的二氧化氯、浊度、铁、锰指标数值偏离预设的要求时，二氧化氯投加子系统识别结果为投加量不足，发送上调指令至第一数字计量泵，通过预设算法一定比例上调第一数字计量泵频率，实现滤后水指标达标。
经上述二氧化氯投加子系统复合环周期调整后的水质指标分别为二氧化氯≤0.1mg/L，浊度介于0.6～1.0NTU，铁介于0.2～0.3mg/L，锰0.1～0.2mg/L，说明原水铁锰污染程度已经上升。
进入下一步升级管控操作，联合投加中央控制模块对源水进行分析，得出水源水为中度污染，此时联合投加人工智能模块将自适应同步启动次氯酸钠投加子系统，并同步停止二氧化氯在滤后端的投加，中央集成人工智能系统控制投加点自动切换为滤前端投加二氧化氯，滤后端投加次氯酸钠，第一步先在滤前端投加二氧化氯，投加量控制在2.9mg/L～3.8mg/L；第二步在滤后端投加次氯酸钠，投加量控制在2.2mg/L～1.8mg/L。
中央集成人工智能系统根据实时采集的滤后水的二氧化氯、浊度、铁、锰指标数值：余氯≤0.1mg/L，浊度介于0.3～0.6NTU，铁介于0.1～0.2mg/L，锰0.05～0.1mg/L，中央集成人工智能系统识别结果为投加量不足，发送上调指令至第一数字计量泵和第二数字计量泵，通过预设算法一定比例上调二氧化氯与次氯酸钠计量泵的频率，实现滤后水指标达标。
经过二氧化氯投加子系统与次氯酸钠投加子系统投加复合环周期调整后的水质指标分别为二氧化氯≤0.1mg/L，浊度介于0.6～1.0NTU，铁介于0.2～0.3mg/L，锰0.1～0.2mg/L，说明原水铁锰污染程度又进一步上升。
继续下一步升级管控操作，中央集成人工智能系统对源水水质指标进行分析，识别结果为重度污染，说明通过联合投加中央控制模块控制的二氧化氯投加子系统与次氯酸钠投加子系统配合方案无法解决问题，此时联合投加中央控制模块将自适应增加启动高锰酸盐投加子系统，投加点自动切换为：絮凝前端投加高锰酸盐、滤前端投加二氧化氯、滤后端投加次氯酸钠，第一步在絮凝前端投加高锰酸盐，投加量控制在0.5～3.0mg/L；第二步在滤前端投加二氧化氯，投加总量控制在≤3.0mg/L；第三步在滤后端投加次氯酸钠，投加总量控制在≤2.5mg/L。
中央集成人工智能系统根据实时采集的滤后水二氧化氯、浊度、铁、锰指标数值进行综合分析及动态调整：若滤后水指标中的二氧化氯≤0.1mg/L，浊度介于0.1～0.2NTU，铁介于0.05～0.1mg/L，锰介于0.02～0.05mg/L，符合预设要求，保持高锰酸盐、二氧化氯、次氯酸钠的投加量。
当二氧化氯≥0.3mg/L时，自动降低二氧化氯投加量；当铁≥0.3mg/L时，按比例相应自动降低二氧化氯的投加量，当锰≥0.2mg/L时，自动降低高锰酸盐的投加量，整个过程有联合投加中央控制模块进行智能分析与控制。
当水源水污染程度逐级下降后，中央集成控制模块将根据高锰酸盐、二氧化氯、次氯酸钠的投加量进行自动分析：若经中央集成人工智能系统长时间复合环投加调整控制后，高锰酸盐的千吨水投加量单耗低于0.3KG时，中央集成人工智能系统将根据预设算法，自动停止高锰酸盐投加子系统，并自动切换到二氧化氯与次氯酸钠双要素投加状态，减少浪费，降低投加成本，当二氧化氯和次氯酸钠投加状态下的复合环控制系统识别到次氯酸钠的千吨水投加量单耗低于0.6KG时，中央集成人工智能系统自动停止次氯酸钠投加子系统，并自动切换到二氧化氯投加子系统的常规模式，从而进一步减低单耗。
本系统也可在人工干预的情况下，手动输入投加参数，中央集成人工智能系统能根据给定的参数进行智能投加，该功能在现场缺乏在线仪表数据反馈的情况下也可实现全自动化、智能化联合投加控制。
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揭露的技术范围内，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 (10)
1.一种水污染治理的联合技术处理方法，其特征在于：包括中央集成人工智能系统、二氧化氯投加子系统、次氯酸钠投加子系统和高锰酸盐投加子系统，所述中央集成人工智能系统对所述二氧化氯投加子系统、所述次氯酸钠投加子系统和所述高锰酸盐投加子系统进行智能控制管理。
2.根据权利要求1所述的一种水污染治理的联合技术处理方法，其特征在于：
步骤一、所述中央集成人工智能系统包括在线信息采集模块、信息汇总可视界面模块、精确投加控制模块、联合投加中央控制模块、安全预警保护模块和自动生成报表模块；
步骤二、通过所述在线信息采集模块对所述二氧化氯投加子系统、所述次氯酸钠投加子系统和所述高锰酸盐投加子系统工作过程中的浊度值、余氯值、pH值、余二氧化氯值和报警仪数据进行采集，所述信息汇总可视界面模块对所述在线信息采集模块采集到的数据进行显示；
步骤三、通过所述精确投加控制模块对所述二氧化氯投加子系统、所述次氯酸钠投加子系统和所述高锰酸盐投加子系统进行精确投加控制，所述联合投加中央控制模块对所述二氧化氯投加子系统投加的二氧化氯、所述次氯酸钠投加子系统投加的次氯酸钠和所述高锰酸盐投加子系统投加的高锰酸盐的实时投加情况进行智能分析，所述联合投加中央控制模块与所述精确投加控制模块相互配合，智能控制或调整二氧化氯、次氯酸钠和高锰酸盐的实时投加量。
3.根据权利要求2所述的一种水污染治理的联合技术处理方法，其特征在于：所述二氧化氯投加子系统包括二氧化氯发生器、第一数字计量泵、第一智能控制系统、第一原料储罐和第一漏氯报警仪，所述二氧化氯发生器将液体的盐酸和液体的氯酸钠分别储存于所述第一原料储罐内。
4.根据权利要求3所述的一种水污染治理的联合技术处理方法，其特征在于：所述第一数字计量泵对所述盐酸和所述氯酸钠进行精确计量后输送至所述二氧化氯发生器的反应釜内，所述二氧化氯发生器通过水浴加热使所述盐酸与所述氯酸钠混合后生成二氧化氯气体，从所述二氧化氯发生器的反应釜内溢出的所述二氧化氯气体被所述二氧化氯发生器内部的水射器产生的负压携带并与水流产生混合并输送至所述二氧化氯投加子系统的投加点；
所述第一智能控制系统通过调整所述第一数字计量泵的运行频率对盐酸和氯酸钠的投加量进行控制，所述第一漏氯报警仪在监测到二氧化氯气体泄漏时，及时反馈至所述中央集成人工智能系统，所述中央集成人工智能系统通过声光报警提醒值班人员采取应急措施，并对所述二氧化氯投加子系统进行停机或降压保护措施。
5.根据权利要求4所述的一种水污染治理的联合技术处理方法，其特征在于：所述次氯酸钠投加子系统包括第二数字计量泵、第二原料储罐、第二智能控制系统、第二漏氯报警仪和应急回收装置，所述第二原料储罐对稀释至5％浓度的次氯酸钠溶液进行存放；
通过所述第二智能控制系统通过控制所述第二数字计量泵的运行频率对次氯酸钠的投加量进行精确投加，所述第二漏氯报警仪监测到次氯酸钠泄漏时，及时反馈至所述中央集成人工智能系统，所述中央集成人工智能系统通过声光报警提醒值班人员采取应急措施，并控制所述次氯酸钠投加子系统停止运行，触发自动保护装置，所述应急回收装置在次氯酸钠发生大面积泄漏时，使泄漏的次氯酸钠通过重力流的方式流入回收池进行安全回收。
6.根据权利要求5所述的一种水污染治理的联合技术处理方法，其特征在于：所述高锰酸盐投加子系统包括第三数字计量泵、第三原料储罐、高锰酸盐泄漏监视处置模块和第三智能控制系统，所述第三原料储罐对3％浓度的高锰酸盐溶液进行存放；
通过所述第三智能控制系统通过控制所述第三数字计量泵的运行频率对高锰酸盐的投加量进行精确投加，所述高锰酸盐泄漏监视处置模块监测到高锰酸盐泄漏时，及时反馈至所述中央集成人工智能系统，所述中央集成人工智能系统通过声光报警提醒值班人员采取应急措施，并控制所述高锰酸盐投加子系统停止运行，触发自动保护装置。
7.根据权利要求6所述的一种水污染治理的联合技术处理方法，其特征在于：执行所述步骤一至所述步骤三的过程中，当水质在线仪表检测到原水当中铁指标浓度介于0.2mg/L～0.4mg/L之间，锰指标浓度介于0.1mg/L～0.2mg/L之间时，所述中央集成人工智能系统对源水进行分析，得出水源水发生轻度污染，所述中央集成人工智能系统发出指令控制所述二氧化氯投加子系统单独运行，投加点预设为滤前端+滤后端，第一步先在滤前端投加1.0～2.0mg/L二氧化氯，第二步在滤后端投加2.0～1.0mg/L二氧化氯，滤前与滤后投加总量控制在≤3mg/L；
执行二氧化氯投加操作后，所述中央集成人工智能系统对采集滤后水在线二氧化氯、在线浊度、在线锰指标、在线铁指标数值进行判断分析，滤后水的二氧化氯、浊度、铁、锰指标数值的标准为：二氧化氯≤0.1mg/L，浊度介于0.3～0.6NTU，铁介于0.1～0.2mg/L，锰0.05～0.1mg/L；
当滤后水二氧化氯、浊度、铁、锰指标数值均符合预先设定值时，所述中央集成人工智能系统控制二氧化氯投加子系统执行当前操作，形成复合环周期，不改变二氧化氯投加点及投加量；
当滤后水的二氧化氯、浊度、铁、锰指标数值偏离预设的要求时，二氧化氯投加子系统识别结果为投加量不足，发送上调指令至第一数字计量泵。
8.根据权利要求7所述的一种水污染治理的联合技术处理方法，其特征在于：经上述二氧化氯投加子系统复合环周期调整后的水质指标分别为二氧化氯≤0.1mg/L，浊度介于0.6～1.0NTU，铁介于0.2～0.3mg/L，锰0.1～0.2mg/L，说明原水铁锰污染程度已经上升；
进入下一步升级管控操作，所述联合投加中央控制模块对源水进行分析，得出水源水为中度污染，此时联合投加人工智能模块将自适应同步启动所述次氯酸钠投加子系统，并同步停止二氧化氯在滤后端的投加，所述中央集成人工智能系统控制投加点自动切换为滤前端投加二氧化氯，滤后端投加次氯酸钠，第一步先在滤前端投加二氧化氯，投加量控制在2.9mg/L～3.8mg/L；第二步在滤后端投加次氯酸钠，投加量控制在2.2mg/L～1.8mg/L；
所述中央集成人工智能系统根据实时采集的滤后水的二氧化氯、浊度、铁、锰指标数值：余氯≤0.1mg/L，浊度介于0.3～0.6NTU，铁介于0.1～0.2mg/L，锰0.05～0.1mg/L，次氯酸钠投加子系统识别结果为投加量不足，发送上调指令至第二数字计量泵。
9.根据权利要求8所述的一种水污染治理的联合技术处理方法，其特征在于：经过二氧化氯投加子系统与次氯酸钠投加子系统投加复合环周期调整后的水质指标分别为二氧化氯≤0.1mg/L，浊度介于0.6～1.0NTU，铁介于0.2～0.3mg/L，锰0.1～0.2mg/L，说明原水铁锰污染程度又进一步上升；
继续下一步升级管控操作，所述中央集成人工智能系统对源水水质指标进行分析，识别结果为重度污染，说明通过所述联合投加中央控制模块控制的二氧化氯投加子系统与次氯酸钠投加子系统配合方案无法解决问题，此时所述联合投加中央控制模块将自适应增加启动所述高锰酸盐投加子系统，投加点自动切换为：絮凝前端投加高锰酸盐、滤前端投加二氧化氯、滤后端投加次氯酸钠，第一步在絮凝前端投加高锰酸盐，投加量控制在0.5～3.0mg/L；第二步在滤前端投加二氧化氯，投加总量控制在≤3.0mg/L；第三步在滤后端投加次氯酸钠，投加总量控制在≤2.5mg/L；
所述中央集成人工智能系统根据实时采集的滤后水二氧化氯、浊度、铁、锰指标数值进行综合分析及动态调整：若滤后水指标中的二氧化氯≤0.1mg/L，浊度介于0.1～0.2NTU，铁介于0.05～0.1mg/L，锰介于0.02～0.05mg/L，符合预设要求，保持高锰酸盐、二氧化氯、次氯酸钠的投加量；
当二氧化氯≥0.3mg/L时，自动降低二氧化氯投加量；当铁≥0.3mg/L时，按比例相应自动降低二氧化氯的投加量，当锰≥0.2mg/L时，自动降低高锰酸盐的投加量，整个过程有所述联合投加中央控制模块进行智能分析与控制。
10.根据权利要求9所述的一种水污染治理的联合技术处理方法，其特征在于：当水源水污染程度逐级下降后，中央集成控制模块将根据高锰酸盐、二氧化氯、次氯酸钠的投加量进行自动分析：若经所述中央集成人工智能系统长时间复合环投加调整控制后，高锰酸盐的千吨水投加量单耗低于0.3KG时，所述中央集成人工智能系统将根据预设算法，自动停止高锰酸盐投加子系统，并自动切换到二氧化氯与次氯酸钠双要素投加状态，减少浪费，降低投加成本，当二氧化氯和次氯酸钠投加状态下的复合环控制系统识别到次氯酸钠的千吨水投加量单耗低于0.6KG时，所述中央集成人工智能系统自动停止次氯酸钠投加子系统，并自动切换到二氧化氯投加子系统的常规模式，从而进一步减低单耗。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20220927 |
|
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |