CN115448395A - 一种处理生活污水的除磷加药智能控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种处理生活污水的除磷加药智能控制系统，包括控制模块、检测模块、导流模块、低投药量模组和高投药量模组；检测模块用于检测上游工序水池的出水中磷含量与有机质含量；低投药量模组包括第一蓄水池组和低投药模块，低投药模块设置于第一蓄水池组中；高投药量模组包括第二蓄水池组和高投药模块，高投药模块设置于第二蓄水池组中；导流模块设置于两蓄水池组与上游工序水池之间；控制模块根据检测模块的数据指令导流模块将污水分配到第一蓄水池组或第二蓄水池组中，并指令低投药模块或高投药模块执行投药。通过宏观调控优化除磷工艺流程，提升污水处理效率并解决现有技术中的药剂浪费、处理装置建设成本高、维护费用高的问题。
Description
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，尤其涉及一种处理生活污水的除磷加药智能控制系统。
背景技术
污水处理是实现水循环的重要环节，城市里的生活污水源源不断地汇聚于污水处理厂，经过污水处理后重新利用。污水处理厂的除磷工艺主要包括生物除磷和化学除磷，生物除磷是利用聚磷菌厌氧释磷、好氧吸磷的原理，通过排放富磷污泥的方式除磷。化学除磷则通过投加药剂与污水中的磷酸盐反应生成不溶于水的沉淀物进行除磷。
生活污水处理的过程中，会采用多种依靠微生物进行污水处理的工艺，这就导致污水中的有机质可能会在前置污水处理工艺中被大量消耗，而造成污水中剩余有机质无法满足生物除磷工艺需求的情况，进而影响生物除磷的效果。因此，污水处理厂还会采用化学除磷来辅助增强除磷效果，确保将处理后的出水总磷浓度控制在0.5mg/L以下。
污水处理厂中都会设置大量用于除磷的蓄水池组，每个蓄水池都需要根据生物除磷的反应情况判断是否需要添加药剂进行化学除磷，并且还要根据每个蓄水池的具体情况判定需要添加药剂的剂量。为此，现有技术采用自动化管理模式，在每个蓄水池内安装检测器，通过对蓄水池内污水的磷含量检测数据，自动执行添加药剂的工作。然而现有技术中各蓄水池添加药剂的执行装置都是相同的结构，无法根据添加药剂的剂量多少灵活调节加药方式，缺乏宏观管理模式，造成污水处理效率低、药剂浪费量大、处理装置建设成本高和维护费用高的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种处理生活污水的除磷加药智能控制系统，通过宏观调控优化除磷工艺流程，提升污水处理效率并解决现有技术中的药剂浪费、处理装置建设成本高、维护费用高的问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种处理生活污水的除磷加药智能控制系统，包括控制模块、检测模块、导流模块、低投药量模组和高投药量模组；
所述检测模块与所述控制模块通信连接，其用于检测上游工序水池的出水中磷含量与有机质含量，并将数据上传至所述控制模块；
所述低投药量模组包括第一蓄水池组和低投药模块，所述低投药模块设置于所述第一蓄水池组中，且所述低投药模块与所述控制模块通信连接；
所述高投药量模组包括第二蓄水池组和高投药模块，所述高投药模块设置于所述第二蓄水池组中，且所述高投药模块与所述控制模块通信连接；
所述导流模块设置于两蓄水池组与上游工序水池之间；
所述控制模块根据所述检测模块的数据指令所述导流模块将污水分配到所述第一蓄水池组或所述第二蓄水池组中，并指令所述低投药模块或所述高投药模块执行投药。
优选的，所述第一蓄水池组包括第一生物除磷池和第一沉淀池；所述第一生物除磷池与所述第一沉淀池通过输水通道连接，使所述第一生物除磷池内经过生物除磷的出水流入所述第一沉淀池沉淀；所述第二蓄水池组包括第二生物除磷池、化学除磷池和第二沉淀池；所述第二生物除磷池、所述化学除磷池和所述第二沉淀池依次通过输水通道连接，使所述第二生物除磷池内经过生物除磷的出水流入所述化学除磷池进行化学除磷后再流入所述第二沉淀池。
优选的，所述低投药模块包括第一输药管、第一加药泵和若干喷淋头；所述第一输药管与所述第一加药泵连接，且所述第一输药管跨设于所述第一沉淀池的上方，若干喷淋头等间距安装于所述第一输药管上，使若干喷淋头的总体喷淋范围覆盖所述第一沉淀池；所述第一加药泵与所述控制模块通信连接。
优选的，所述高投药模块包括第二输药管和第二加药泵；所述第二输药管与所述第二加药泵连接，所述第二加药泵与所述控制模块通信连接。
优选的，所述导流模块包括导流管道和导流阀；所述导流模块的一端与上游工序水池连接，其另一端通过两分支管道分别与所述第一生物除磷池和所述第二生物除磷池连接，所述导流阀设置于所述导流管用于控制两分支管道的通断。
优选的，两投药量模组还均包括实时监测模块，所述实时监测模块与所述控制模块通信连接，用以采集各池的进水量、进水总磷、出水总磷以及采集时间数据，并上传至所述控制模块。
优选的，两投药量模组还均包括药量分析模块，所述药量分析模块与所述控制模块数据连接，所述药量分析模块通过获取所述控制模块的数据以计算投药剂量数据。
优选的，两投药量模组还均包括误差修正模块，所述误差修正模块与所述控制模块数据连接，所述误差修正模块用于获取所述控制模块的数据以计算化学除磷过的待排放出水含磷量与排放水的标准含磷量的误差值，根据该误差值计算补充剂量的数据并上传至所述控制模块。
优选的，所述高投药量模组还包括修正执行模块，所述修正执行模块设置于所述第二沉淀池并与所述控制模块通信连接，所述修正执行模块与所述低投药模块结构相同，用于向第二沉淀池中投放补充剂量的药剂。
优选的，所述检测模块检测的有机质为生物除磷工艺中使用的聚磷菌产生好氧吸磷反应所需的有机质。
本发明的有益效果为：
本发明的智能控制系统对污水处理厂的除磷工艺进行宏观调控，在除磷工艺上游工序处理结束后，由检测模块获取上游工序出水中磷含量和有机质含量，以此判断生物除磷的效果。若上游工序水池的出水中的有机质含量远低于吸收总磷所需的有机质含量，则需要大量添加药剂，通过导流模块将出水引入高投药量模组处理。若污水中的有机质含量接近或高于吸收总磷所需的有机质含量，则只需少量添加药剂或无需添加药剂，通过导流模块将上游工序出水引入低投药量模组处理。通过宏观的系统调控，对有机质含量不同的污水采用有区别的处理方式。每种处理方式采用适当的投药设备，提高投药效率和除磷效果，减少药剂浪费的情况，且节约建设和管理维护成本。
附图说明
图1为本发明在一实施例中提供的智能控制系统的结构示意图。
图2为本发明在一实施例中提供的智能控制系统的模块连接图。
图例：
1、控制模块；2、检测模块；3、导流模块；4、低投药量模组；5、高投药量模组；6、上游工序水池；
41、第一蓄水池组；42、低投药模块；
51、第二蓄水池组；52、高投药模块；53、修正执行模块；
411、第一生物除磷池；412、第一沉淀池；
421、第一输药管；422、第一加药泵；423、喷淋头；
511、第二生物除磷池；512、化学除磷池；513第二沉淀池；
521、第二输药管；522、第二加药泵。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1和图2所示，本发明一实施例提供了一种处理生活污水的除磷加药智能控制系统，包括控制模块1、检测模块2、导流模块3、低投药量模组4和高投药量模组5。
控制模块1分别与检测模块2、导流模块3、低投药量模组4和高投药量模组5通信连接，控制模块1为本发明智能系统的中央处理装置，用于接收数据、运算、存储和发送执行命令。
检测模块2安装在除磷工艺上游工序的水池出水口处，用于检测上游工序水池6的出水中磷含量与有机质含量，并将数据上传至控制模块1。能够获取到该上游工序水池6中的总磷量，可根据总磷量计算出聚磷菌通过好氧吸磷反应吸收掉该上游工序水池6中的总磷所需的理论有机质总量，将计算获得的理论有机质总量与实际测得的有机质总量进行对比，判断该上游工序水池6的水在转移到除磷工序时是否需要大量添加药剂。
低投药量模组4包括第一蓄水池组41和低投药模块42，该低投药量模组4用于处理有机质含量高的污水，主要以生物除磷技术进行除磷，再通过少量添加药剂调节误差，使其出水达到标准要求。
高投药量模组5包括第二蓄水池组51和高投药模块52，该高投药量模组5用于处理有机质含量低的污水，在生物除磷达到极限后，还需大量添加药剂进行化学除磷技术处理，最终再通过少量添加药剂调节误差，使其出水达到标准要求。
导流模块3用于将上游处理工序的水池与两投药量模组连接，并具备定向引流的功能。
在控制模块1的协调控制下，先通过检测模块2获取上游处理工序水池中的磷含量和有机质含量，判断需要添加药剂的剂量多少。若测得上游处理工序水池中的有机质含量接近聚磷菌吸收该水池中总磷的理论有机质总量，则控制模块1指令引流模块将上游处理工序的出水引流到低投药量模组4进行处理。若测得上游处理工序水池中的有机质含量低于聚磷菌吸收该水池中总磷的理论有机质总量，则控制模块1指令引流模块将上游处理工序的出水引流至高投药量模组5进行处理。通过宏观的系统调控，对物质含量不同的污水采用有区别的处理方式，以避免不必要的资源浪费。
为具体说明低投药量模组4与高投药量模组5处理污水的工艺区别，在一实施例中，提供了第一蓄水池组41的具体结构，包括第一生物除磷池411和第一沉淀池412。第一生物除磷池411通过导流模块3连接上游工序水池6，用于对有机质含量高的污水进行生物除磷反应。由于有机质含量高，使聚磷菌能够充分消耗有机质吸收污水中的磷，直至污水中的有机质或磷耗尽。因此第一生物除磷池411中生物除磷反应的时间相较于现有的生物除磷时间更长。生物除磷结束后将出水排入第一沉淀池412，且过程中滤除杂质。检测第一生物除磷池411出水的磷含量，若未达标则计算药剂添加量，并通过低投药摸快将药剂均匀播撒在第一沉淀池412内的水面上。药剂与污水中残余的磷酸盐反应生成不溶于水的物质，并在沉淀池中沉淀分离。
为具体说明低投药量模组4与高投药量模组5处理污水的工艺区别，在一实施例中，提供了第二蓄水池组51的具体结构，包括第二生物除磷池511、化学除磷池512和第二沉淀池513。第二生物除磷池511通过导流模块3连接上游工序水池6，用于对有机质含量低的污水进行生物除磷反应。由于有机质含量低，使聚磷菌在消耗完有机质后便无法再通过反应吸收污水中的磷，因此第二生物除磷池511中生物除磷反应的时间相较于现有的生物除磷时间更短。生物除磷结束后将出水排入化学除磷池512，检测第二生物除磷池511出水的磷含量并计算药剂添加量，通过高投药模块52将药剂灌注入化学除磷池512中，药剂与污水中的磷酸盐反应生成不溶于水的沉淀物。化学除磷池512内的反应结束后，将化学除磷池512的出水排入第二沉淀池513，并且再次检测化学除磷池512的出水中磷含量，若未达标则计算药剂添加量，以在第二沉淀池513中播撒药剂修正误差，并再次静止沉淀使沉淀物与水分离。
基于上述两实施例可以对比得出，第二蓄水池组51相较于第一蓄水池组41增加了化学除磷池512，将化学除磷与生物除磷分开进行，避免化学药剂与生物菌群质检出现互相干扰的情况，更为化学药剂提供了充分的扩散和反应时间。
基于上述实施例，导流模块3包括导流管道和导流阀。导流管道的主管道一端连接上游工序水池6，其主管道的另一端连接有两条分支管道，两条分支管道的末端分别与两生物除磷池连接，使上游工序水池6的出水可流向任意一个生物除磷池。导流阀安装在导流管道的主管道与分支管道连接处，用以开启或阻断分支管道。控制模块1通过发送指令到导流阀控制其开启一条分支管道并阻断另一分支管道，导引上游工序水池6的出水流向。
由于低投药量模组4处理的污水中有机质含量高，所以生物除磷的效果较好，只需要在沉淀过程中少量添加药剂即可使出水的含磷量达到标准要求。而正因为添加药剂的剂量较小，为避免药剂在水中未扩散均匀的情况，在一实施例中，低投药模块42包括第一输药管421、第一加药泵422和若干喷淋头423。第一加药泵422的一端连接着存储药剂的储存罐，另一端连接着第一输药管421，第一输药管421横跨于第一沉淀池412的上方，并且第一输药管421上还等间距地安装若干喷淋头423。通过控制模块1发送指令启动第一加药泵422，第一加药泵422提供压力将储存罐中的药剂压入第一输药管421再从各喷淋头423喷出，各喷淋头423喷淋药剂的范围互相连接覆盖整个第一沉淀池412水面。该低投药模块42以喷淋的方式投放药剂，使药剂均匀的分布在第一沉淀池412内，加速药剂与水中磷酸盐的反应速度，提升反应效率，避免因药剂扩散不均匀而造成的出水不达标的问题。
由于高投药量模组5处理的污水中有机质含量低，所以生物除磷的效果有限，需要大量添加药剂进行化学除磷。而因为药剂添加量大且药剂与水的反应需要时间，所以药剂有充足的时间扩散均匀，因此，高投药模块52不需要向低投药模块42一样注重投药时的均匀性。在一实施例中，高投药模块52包括第二输药管521和第二加药泵522。第二加药泵522的一端连接着存储药剂的储存罐，另一端连接着第二输药管521，第二输药管521的管口朝向化学除磷池512内。通过控制模块1发送指令启动第二加药泵522，第二加药泵522提供压力将储存罐中的药剂通过第二输药管521流入化学除磷池512中。由于需要大量添加药剂，高投药模块52注重投药效率而无需考虑其投药均匀性，因此采用简单的管道注入结构，以节约建设和管理维护成本。
为了能够获取两投药量模组中的各池的数据以便计算药剂添加量、误差值和修正误差所需的药剂添加量。在一实施例中，两投药量模组还都包括右实时监测模块，该实时监测模块包括安装在各池内部、进水端及出水端的相关传感器单元，用以监测并采集各池的进水量、进水总磷、出水总磷以及采集时间数据，并上传至控制模块1。
基于上述实施例，为了对实时监测模块获取的数据进行针对性处理，两投药量模组还包括药量分析模块，该药量分析模块与控制模块1数据连接，用于提取控制模块1中存储的实时监测模块上传的数据，以计算高投药模块52的药剂添加量或低投药模块42的药剂添加量，并上传至控制模块1。控制模块1根据该药量分析模块提供的药剂添加量数据指令高投药模块52或低投药模块42执行相应剂量的投药操作。
流入低投药量模组4的污水在生物除磷后，由于污水中有机质含量高能够满足聚磷菌吸磷的需求，因此第一生物除磷池411的出水进入第一沉淀池412后其磷含量与标准值接近，经实时监测模块采集数据和药量分析模块计算药剂添加量，使低投药模块42所投放的药剂起到修正生物除磷误差的效果，也因此在低投药量模组4中处理的污水在处理工艺上更为简单。
而流入高投药量模组5的污水在依次经过第二生物除磷池511和化学除磷池512的处理后，由于化学除磷池512中添加药剂量较大，仍然会出现出水中磷含量未达标的情况，因此，在一实施例中，在高投药量模组5中还包括误差修正模块和修正执行模块53。误差修正模块和修正执行模块53均与控制模块1通信连接。误差修正模块用于提取控制模块1内存储的实时监测模块发送的数据并计算化学处理池的出水中磷含量与标准值之间的误差值，并根据该误差值计算还需要补充的药剂的剂量数据，将该补充药剂的剂量数据上传至控制模块1，控制模块1指令修正执行模块53向第二沉淀池513内投放相应剂量的药剂，补充剂量的药剂与第二沉淀池513内的水中的磷酸盐反应生成不溶于水的沉淀物，与第二沉淀池513中的其他杂质一并沉淀，从而完成高投药量模块的除磷工艺。值得一提的是，修正执行模块53与低投药模块42的结构相同，可将少量药剂均匀播撒到第二沉淀池513内的水面上，促进反应速度，避免扩散不均匀的情况。
以上实施方式中的各种技术特征可以任意进行组合，只要特征之间的组合不存在冲突或矛盾即可，但是限于篇幅，未进行一一描述。
本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变动。
Claims (10)
1.一种处理生活污水的除磷加药智能控制系统，其特征在于：包括控制模块、检测模块、导流模块、低投药量模组和高投药量模组；
所述检测模块与所述控制模块通信连接，其用于检测上游工序水池的出水中磷含量与有机质含量，并将数据上传至所述控制模块；
所述低投药量模组包括第一蓄水池组和低投药模块，所述低投药模块设置于所述第一蓄水池组中，且所述低投药模块与所述控制模块通信连接；
所述高投药量模组包括第二蓄水池组和高投药模块，所述高投药模块设置于所述第二蓄水池组中，且所述高投药模块与所述控制模块通信连接；
所述导流模块设置于两蓄水池组与上游工序水池之间；
所述控制模块根据所述检测模块的数据指令所述导流模块将污水分配到所述第一蓄水池组或所述第二蓄水池组中，并指令所述低投药模块或所述高投药模块执行投药。
2.根据权利要求1所述处理生活污水的除磷加药智能控制系统，其特征在于：所述第一蓄水池组包括第一生物除磷池和第一沉淀池；所述第一生物除磷池与所述第一沉淀池通过输水通道连接，使所述第一生物除磷池内经过生物除磷的出水流入所述第一沉淀池沉淀；所述第二蓄水池组包括第二生物除磷池、化学除磷池和第二沉淀池；所述第二生物除磷池、所述化学除磷池和所述第二沉淀池依次通过输水通道连接，使所述第二生物除磷池内经过生物除磷的出水流入所述化学除磷池进行化学除磷后再流入所述第二沉淀池。
3.根据权利要求2所述处理生活污水的除磷加药智能控制系统，其特征在于：所述低投药模块包括第一输药管、第一加药泵和若干喷淋头；所述第一输药管与所述第一加药泵连接，且所述第一输药管跨设于所述第一沉淀池的上方，若干喷淋头等间距安装于所述第一输药管上，使若干喷淋头的总体喷淋范围覆盖所述第一沉淀池；所述第一加药泵与所述控制模块通信连接。
4.根据权利要求2所述处理生活污水的除磷加药智能控制系统，其特征在于：所述高投药模块包括第二输药管和第二加药泵；所述第二输药管与所述第二加药泵连接，所述第二加药泵与所述控制模块通信连接。
5.根据权利要求2所述处理生活污水的除磷加药智能控制系统，其特征在于：所述导流模块包括导流管道和导流阀；所述导流模块的一端与上游工序水池连接，其另一端通过两分支管道分别与所述第一生物除磷池和所述第二生物除磷池连接，所述导流阀设置于所述导流管用于控制两分支管道的通断。
6.根据权利要求2所述处理生活污水的除磷加药智能控制系统，其特征在于：两投药量模组还均包括实时监测模块，所述实时监测模块与所述控制模块通信连接，用以采集各池的进水量、进水总磷、出水总磷以及采集时间数据，并上传至所述控制模块。
7.根据权利要求6所述处理生活污水的除磷加药智能控制系统，其特征在于：两投药量模组还均包括药量分析模块，所述药量分析模块与所述控制模块数据连接，所述药量分析模块通过获取所述控制模块的数据以计算投药剂量数据。
8.根据权利要求6所述处理生活污水的除磷加药智能控制系统，其特征在于：两投药量模组还均包括误差修正模块，所述误差修正模块与所述控制模块数据连接，所述误差修正模块用于获取所述控制模块的数据以计算化学除磷过的待排放出水含磷量与排放水的标准含磷量的误差值，根据该误差值计算补充剂量的数据并上传至所述控制模块。
9.根据权利要求8所述处理生活污水的除磷加药智能控制系统，其特征在于：所述高投药量模组还包括修正执行模块，所述修正执行模块设置于所述第二沉淀池并与所述控制模块通信连接，所述修正执行模块与所述低投药模块结构相同，用于向第二沉淀池中投放补充剂量的药剂。
10.根据权利要求1所述处理生活污水的除磷加药智能控制系统，其特征在于：所述检测模块检测的有机质为生物除磷工艺中使用的聚磷菌产生好氧吸磷反应所需的有机质。
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|---|---|---|---|---|
| CN101381183A (zh) * | 2008-06-05 | 2009-03-11 | 北京桑德环保集团有限公司 | 具有生物除磷与侧路化学除磷的污水处理系统及处理方法 |
| CN108017235A (zh) * | 2017-12-26 | 2018-05-11 | 中原环保股份有限公司 | 一种污水处理精确加药系统及加药方法 |
| CN211255401U (zh) * | 2018-10-19 | 2020-08-14 | 河北化工医药职业技术学院 | 一种pH调节装置 |
-
2022
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