CN210103721U - 一种污水处理精确排泥系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种污水处理精确排泥系统，能够根据进水在线COD检测值、初沉池刮泥机电流、初沉污泥浓度、生物池污泥浓度、剩余泵房污泥浓度和出水在线TP检测值、出去在线TN检测值、浓缩后池液位等实时调整初沉污泥排放量和剩余污泥排放量，有利于实现污泥的合理、精确排放，促进系统稳定，保障出水稳定达标排放，降低企业生产成本。

Description

一种污水处理精确排泥系统

技术领域

本实用新型涉及污水处理技术领域，具体涉及一种污水处理精确排泥系统。

背景技术

在污水处理过程中会产生大量的污泥，主要包括筛余物、沉泥、浮渣和剩余污泥等。污泥体积约占处理水量的0.3％-0.5％左右，如废水进行深度处理，污泥量还可能增加0.5-1倍。随着工业用水和生活用水的增多，废水和污水的量也逐渐增大，所产生的污泥量也逐渐增大。污水处理过程中还要用到活性污泥，。污泥中含有大量有害物质，包括重金属、细菌、病原体等，如处理不当，可能会对环境造成较大的影响。通过曝气使由微生物组成的活性污泥与污水中有机污染物物质充分混合接触，进而降解吸收并分解，曝气的作用是向生物池内供给微生物增长及分解有机物所必须的氧气，并起混合搅拌作用，使活性污泥与有机物充分接触。在生物池内，悬浮的大量肉眼可观察到的絮状污泥颗粒，这部分就是活性污泥絮体，随着有机污染物被分解，曝气池每天都净增一部分活性污泥，这部分叫做剩余活性污泥，剩余污泥中除了一部分需要回流外，其余的都需要排出到污水处理系统之外进行后续的妥善化处理和处置。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种污水处理精确排泥系统，该系统能够根据进水在线COD检测值、初沉池刮泥机电流、初沉污泥浓度、生物池污泥浓度、剩余泵房污泥浓度和出水在线TP检测值、出去在线TN检测值、浓缩后池液位等实时调整初沉污泥排放量和剩余污泥排放量，有利于实现污泥的合理、精确排放，促进系统稳定，保障出水稳定达标排放。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

设计一种污水处理精确排泥系统，包括污水处理池组、初沉污泥泵房、剩余污泥泵房和污泥处理池组，所述污水处理池组包括依次连通设置的进水池、沉砂池、初沉池组、生物池组、二沉池和出水渠；所述污泥处理池组包括依次设置的预浓缩池、浓缩前池、浓缩机、浓缩后池和消化池；

所述初沉池组包括一个以上的初沉池，在所述初沉池组旁边设有初沉污泥泵房，在所述初沉污泥泵房内设有初沉排泥泵组，每个初沉池对应一个初沉排泥泵组，所述初沉排泥泵组用于将对应初沉池内的污泥排放到浓缩后池进行后续处理；

所述生物池组包括一个以上的生物池，在所述二沉池外设置有剩余污泥池，所述二沉池内的污泥排放到剩余污泥池内，所述剩余污泥泵房设置在所述剩余污泥池的上方，在所述剩余污泥泵房内设有剩余污泥泵组和污泥回流泵组，每个生物池对应一个污泥回流泵组以及一个剩余污泥泵组，所述污泥回流泵组用于将剩余污泥池内的污泥回流到对应的生物池，所述剩余污泥泵组用于将剩余污泥池内的污泥排放到预浓缩池进行后续处理；

在所述进水池内设置有COD在线检测仪，在所述的初沉池前设有进水流量计，在所述的初沉池内设有刮泥机电流表，在所述生物池的末端、初沉污泥泵房内和剩余污泥泵房内均设有污泥浓度在线检测仪，在所述出水渠设有出水TP及TN在线检测仪；在所述浓缩前池和浓缩后池内均设有液位计和污泥浓度在线检测仪。

在上述技术方案中，待处理的污水依次经过处理池组中的进水池、沉砂池、初沉池、生物池、二沉池和出水渠。在初沉池中产生的污泥通过初沉排泥泵组排放到浓缩后池中等待后续处理；二沉池中产生的污泥，一部分通过污泥回流泵组回流到生物池内，另一部分通过剩余污泥泵组排放到预浓缩池中等待后续处理。

生物池内通过曝气使活性污泥与污水中有机污染物质充分混合接触，进而降解吸收并分解，随着有机污染物被分解，生物池内的活性污泥一直在增殖，增殖的污泥减去自身氧化分解的污泥，就是剩余污泥。生物池的出水是混合液，流到二沉池中，二沉池通过沉淀作用，上清液出水进行后续处理，二沉池的污泥一部分回流到生物池，另一部分剩余污泥排放到污泥池中等待后续处理。在二沉池外设置剩余污泥池，二沉池内的污泥排放至剩余污泥池内，再通过污泥回流泵组将一部分污泥回流到生物池内，另一部分通过剩余污泥泵组排放到污泥池进行后续处理。

优选的，所述二沉池为一个以上，所述剩余污泥池及对应的剩余污泥泵房也为一个以上，每个二沉池和对应的剩余污泥池、剩余污泥泵房划分为一组；或者一个以上的二沉池与对应的剩余污泥池、剩余污泥泵房划分为一组；其中，一个生物池对应所述一组二沉池和剩余污泥池、剩余污泥泵房；或者一个以上的生物池共同对应所述一组二沉池和剩余污泥池、剩余污泥泵房。

优选的，在所述进水池内依次设置有粗格栅、进水泵和细格栅，所述COD在线检测仪设置在所述细格栅处。

优选的，所述生物池包括依次设置的预缺氧池、厌氧池、缺氧廊道和好氧廊道，所述生物池内的污泥浓度在线检测仪设置在所述好氧廊道的末端。

优选的，所述初沉排泥泵组由多个排泥泵组成，其中每个排泥泵均对应电连接有变频器。

优选的，所述排泥泵包括螺杆泵和柱塞泵；所述螺杆泵的型号为EH2650-V-W201，单台流量为50m³/h，扬程为20m，功率为15KW，所述螺杆泵对应的变频器频率不小于10Hz；所述柱塞泵的型号为YB-200，单台流量为25m³/h，压力0.1-2.5MPa，功率为22KW，对应的变频器频率不小于10Hz。初沉排泥泵组所排污泥含水率较低，为95％左右，螺杆泵流量平稳、压力脉动小，输送污泥时不形成涡流，对于含水率较低的污泥输送效果更好。设置变频器能够更好地实现初沉排泥泵组中各个排泥泵的独立控制，方便实时调整排泥泵开启和关闭的数量。

优选的，所述剩余污泥泵组和污泥回流泵组均由多个潜水离心泵组成，其中每个潜水离心泵均对应电连接有变频器；所述潜水离心泵的单台流量为180m³/h，扬程为15m，功率为15KW；所述潜水离心泵对应的变频器频率不小于10Hz。剩余污泥泵组所排污泥含水率较高，为99％左右，剩余污泥泵组和污泥回流泵组中均采用潜水离心泵，输送含水率较高的这部分剩余污泥的效率更高。设置变频器能够更好地实现剩余污泥泵组和污泥回流泵组中各个潜水离心泵的独立控制，方便实时调整潜水离心泵开启和关闭的数量。

使用上述系统进行精确排泥的方法，包括下列步骤：

(1)单个初沉池的初沉排泥量计算：初沉排泥量核算值

式中V为初沉排泥量核算值，单位m³/h；

Q为初沉池进水量，单位m³/h，通过初沉池前设置的进水流量计获取初沉池进水量的值；

η为去除率，％，以80％计；

Co为进水COD浓度，单位mg/L，通过进水池内设置的COD在线检测仪获取进水COD浓度值；

p为污泥含水率，％，且

MLSS为初沉污泥浓度，单位mg/L，通过设置在初沉污泥管线内的污泥浓度在线检测仪获取初沉污泥浓度；

ρ为沉淀污泥密度，以1000kg/m³计；

单个初沉池的初沉排泥量为Q_i，对应的污泥浓度为MLSS_i，则所有初沉池排放的污泥混合后总的初沉污泥浓度MLSS_初沉＝∑(Q_i*MLSS_i)/∑Q_i

(2)每个初沉池对应的初沉排泥泵组根据步骤(1)计算的初沉排泥量核算值V进行排泥，系统根据初沉污泥浓度变化进行优化调整，初沉污泥含水率一般控制在90％-93％之间(污泥浓度100～70g/L)；初沉排泥量与初沉污泥浓度成正比。初沉污泥浓度降低时，初沉排泥量应随之减少；反之，初沉污泥浓度升高，初沉排泥量应随之增加。通过改变初沉排泥泵组配置的变频器频率来实现初沉排泥量调整。

根据初沉污泥浓度的变化调整初沉排泥量的方法为：

①初沉污泥浓度范围在85～75g/L之间时，按照初沉排泥量核算值V进行排泥；

②当初沉污泥浓度大于85g/L时，初沉排泥量核算值调整为V₁＝(1+20％)*V，单位m³/h，取整数；

③当污泥浓度小于75g/L，初沉排泥量核算值调整为V₂＝(1-20％)*V，单位m³/h，取整数；

④当初沉排泥量低于初沉排泥泵组要求的最低泥量时，暂时停止该初沉排泥泵组的排泥，停止排泥时间＝24-初沉排泥量*24/初沉排泥泵要求的最低泥量，单位小时；

⑤当各个初沉池的初沉排泥量之和大于所需初沉排泥总量时，单个初沉池的初沉排泥量核算值调整为V₃＝该初沉池的初沉排泥量核算值/N个初沉池的初沉排泥量核算值之和*所需初沉排泥总量，N为初沉池的个数；

单个生物池对应的剩余排泥量为Q_s，对应污泥浓度为MLSS_s，则所有生物池对应排放的剩余污泥混合后的剩余污泥浓度MLSS_剩余＝∑(Q_s*MLSS_s)/∑Q_s；

(3)单个生物池对应的剩余污泥泵组的剩余排泥量计算：

式中MLSS₁为好氧末端污泥浓度，通过设置在生物池内好氧廊道末端的污泥浓度在线检测仪获取该值，单位mg/L；

MLSS₀为预设的生物池污泥目标控制浓度，单位mg/L；

V_生物池为生物池池容，单位m³；

RSS为回流污泥浓度，通过设置在剩余污泥泵房内的污泥浓度在线检测仪获取该值，单位mg/L；

正常情况下，剩余污泥的排放量与生物池污泥浓度成正比，生物池污泥浓度增大，剩余污泥排放量应随之提高，通过设置在生物池末端和剩余污泥泵房内的污泥浓度在线检测仪实时检测污泥浓度，根据检测到的污泥浓度，通过控制剩余污泥泵组来实现剩余污泥排放量的调整。剩余污泥排放量的大小通过开启和关闭剩余污泥泵组中排泥泵的数量以及调整频率来控制。

(4)计算污泥龄

式中MLSS₁为好氧末端污泥浓度，通过设置在生物池内好氧廊道末端的污泥浓度在线检测仪获取该值，单位mg/L；

V_生物池为生物池池容，单位m³；

RSS为回流污泥浓度，通过设置在剩余污泥泵房内的污泥浓度在线检测仪获取该值，单位mg/L；

Q为单个生物池对应的剩余排泥量，单位m³/d；

预设污泥龄的控制范围，根据污泥龄的值来限制剩余污泥的单日最大排泥量和最小排泥量：

当剩余污泥的单日排泥量低于剩余污泥排泥泵允许的最低排泥量*24时，单位m³/d，剩余污泥排泥泵的单日运行时间＝剩余污泥单日排泥量/排泥泵允许的最低排泥量；当污泥龄SRT的值到达到预设的污泥龄最小值时，单台剩余污泥排泥泵每天最大的剩余排泥量为4320m³；

当生物池好氧末端污泥浓度的4h均值＜所需污泥浓度下限即3000mg/L时，停止对应的剩余污泥泵组的排放，直至污泥龄SRT的值恢复到预设范围；

每4h重新计算剩余排泥量核算值，当各个生物池对应的剩余污泥泵组的剩余排泥量大于所需剩余排泥总量时，单个生物池对应的剩余排泥量＝该生物池的剩余排泥量核算值/N个生物池的剩余排泥量核算值之和*所需剩余排泥总量。

优选的，根据设置在浓缩后池内的液位计获取浓缩后池的液位值，根据浓缩后池的液位变化控制实际的初沉排泥量和剩余排泥量，控制方式为恒液位控制：

Ⅰ.将浓缩后池的液位控制在一个预设的范围内，系统每小时判断一次浓缩后池的液位变化；

Ⅱ.当浓缩后池进泥量大于消化池进泥量时，浓缩后池的液位将出现上升情况，由一小时前的液位H₁上升至H₂，此时，需要减小浓缩后池进泥量，调整浓缩后池进泥量Q₂＝消化池进泥量Q₁；

浓缩后池需减少的泥量Q₃＝(H₂-H₁)*浓缩后池截面积，则原浓缩后池进泥量＝Q_初1+Q_剩余1＝Q₃+Q₁，可得到Q_剩余1，其中Q_初1、Q_剩余1分别为原总的初沉排泥量和总的浓缩机出泥量；

设新的浓缩后池进泥量与原浓缩后池进泥量的比值为a，a＝Q₁/(Q₃+Q₁)＝Q₁/(Q_初1+Q_剩余1)，则单个初沉池的实际初沉排泥量调整为＝该初沉池原初沉排泥量*a；单个生物池对应的实际剩余排泥量＝该生物池对应的原剩余排泥量*a；

Ⅲ.当浓缩后池进泥量小于消化池进泥量时，浓缩后池的液位将出现下降情况，由一小时前的液位H₁下降至H₂，此时，需要增加浓缩后池进泥量，调整浓缩后池进泥量Q₂＝消化池进泥量Q₁，

浓缩后池需增加的泥量Q₃＝(H₁-H₂)*浓缩后池截面积，则原浓缩后池进泥量＝Q_初1+Q_剩余1＝Q₁-Q₃，可得到Q_剩余1，其中Q_初1、Q_剩余1分别为原总的初沉排泥量和总的浓缩机出泥量；

设新的浓缩后池进泥量与原浓缩后池进泥量比值为a，则a＝Q₁/(Q₁-Q₃)。则单个初沉池的实际初沉排泥量调整为＝该初沉池原初沉排泥量*a；单个生物池对应的实际剩余排泥量＝该生物池对应的原剩余排泥量*a。

优选的，根据设置在浓缩后池内的液位计获取浓缩后池的液位值，根据浓缩后池的液位变化控制实际的初沉排泥量和剩余排泥量，控制方式为根据资源优化的需要控制浓缩后池液位：

将浓缩后池的液位控制在Hmin～Hmax的范围内，根据用电“尖峰平谷”时段，减少尖峰时段8:00-12:00，18:00-22:00的浓缩机运行台数，达到节能降耗的目的，控制浓缩后池的液位不低于Hmin，保证浓缩后的池搅拌器安全稳定运行，控制浓缩后池液位不高于Hmax，避免浓缩后池溢流影响出水水质；

控制浓缩后池液位在每天的8:00、18:00达到Hmax的控制节点，每天的8:00、18:00自动关闭浓缩机、停止剩余排泥；当浓缩后池液位降低至Hmin时或时间节点到了12:00、22:00时，根据消化池进泥量恢复浓缩机的运行，恢复剩余排泥；

当初次恢复浓缩机工作时，浓缩后池液位为H₁，将浓缩机开机时间记为t₁，下一个浓缩后池控制时间节点8:00或18:00记为t₂，则浓缩机开启后每小时浓缩后池液位增长值ΔH＝(Hmax-H₁)/(t₂-t₁)，浓缩后池每小时增加进泥量ΔQ＝ΔH*浓缩后池截面积＝(Hmax-H₁)/(t₂-t₁)*浓缩后池截面积；

则总的实际初沉排泥量调整为Q_初＝∑Q_i/(∑Q_i+∑Q_s)*(ΔQ+Q_消化)，单个初沉池的实际初沉排泥量Q_i＝Q_i/∑Q_i*Q_初；总的实际剩余排泥量Q_剩＝∑Q_s/(∑Q_i+∑Q_s)*(ΔQ+Q_消化)，单个生物池对应的实际剩余排泥量Q_s＝Q_s/∑Qs*Q_剩；

根据消化池进泥量Q_消化＝Q_浓后池-ΔQ＝Q_初1+Q_剩余1，求得浓缩机出泥量Q_剩余1；Q_初1、Q_剩余1、Q_浓后池分别为初沉排泥量、浓缩机出泥量、浓缩后池进泥量；

每小时判断一次浓缩后池液位变化，按照上述过程调整初沉排泥量和剩余排泥量。

优选的，浓缩后池的液位控制范围Hmin～Hmax为1.7～3.4m。

优选的，浓缩机的进泥量的调整方式为：

根据Q_浓后池*MLSS_浓后池＝Q_剩余1*MLSS_剩余1+∑(Q_i*MLSS_i)，可得到MLSS_剩余1，根据MLSS_剩余1调整浓缩机出泥量；其中Q_浓后池为浓缩后池进泥量，MLSS_浓后池为浓缩后池污泥浓度，Q_剩余1为浓缩机出泥量，MLSS_剩余1为浓缩机出泥浓度。

Q_剩余1*MLSS_剩余1＝Q_剩余2*MLSS_剩余2，Q_剩余2、MLSS_剩余2分别为浓缩机总进泥量和浓缩机进泥污泥浓度；根据干固守恒求得每小时浓缩机总进泥量，结合浓缩机处理能力，确定浓缩机开启台数。

优选的，通过出水渠内设置的出水TP及TN在线检测仪获取出水TP及TN的值，通过进水池内设置的COD在线检测仪获取进水COD浓度，当初沉排泥量过大或进水COD过低时，容易造成出水TP和TN升高，因此根据进水COD浓度值和出水TP及TN的值来调整总的初沉排泥量：

当进水COD浓度值低于200mg/L，且持续6h以上时，暂停初沉排泥，改为连续放空排泥；

每隔2h判断出水TP及TN的变化，当出水TP或TN的值出现持续上涨趋势，则减少初沉排泥泵组变频器频率，以减小总的初沉排泥量，直至出水TP、TN均恢复正常，调整方式为：

当出水TP上升至0.25mg/L或TN上升至12mg/L，则总的初沉排泥量减少为原来的二分之一；当出水TP上升至0.35mg/L或TN上升至13mg/L，则总的初沉排泥量减少为原来的二分之一；当出水TP上升至0.40mg/L或TN上升至14mg/L，暂停初沉排泥，改为放空排泥；

若初沉排泥量过小，容易造成初沉池刮泥机电流增大，影响刮泥机安全运行，因此，当初沉池刮泥机电流持续偏高至刮泥机安全运行最大电流的95％时，若出水水质正常，系统通过增大初沉排泥泵组变频器频率来增大初沉排泥量，保证刮泥机运行安全；若出水水质偏高，则初沉池改为放空排泥，保证刮泥机运行安全；

其中，刮泥机电流调控的优先级低于出水TP及TN调控的优先级，即优先根据出水TP及TN的值来调控总的初沉排泥量，其次再根据初沉池刮泥机电流来调控总的初沉排泥量。

本实用新型的有益效果在于：

1.本实用新型通过在进水池设置COD在线检测仪和流量计，能够实时获取进水COD浓度和流量，并结合初沉污泥含水率、出水在线TN、TP、消化进泥量等数据，在出水水质达标情况下，实时核算调整初沉排泥量，通过控制初沉排泥泵组来实现初沉排泥量的调整。

2.本实用新型能够通过控制初沉污泥排泥量，使初沉污泥含水率有效降低，保持在90％-93％，初沉污泥含水率降低后，一方面使初沉池内存在较为稳定的初沉污泥，缓冲进水水量、碳源减少等冲击，均匀稳定初沉池出水；另一方面使得初沉污泥在初沉池停留时间增长，通过污泥水解酸化，提高进水的可生化性，使难降解的大分子水解为小分子有机物，进一步增加初沉池出水碳源，对于系统除磷脱氮具有明显促进作用。

3.本实用新型通过在生物池末端设置污泥浓度在线检测仪，能够实时获取生物池末端的污泥浓度，可以根据生物池末端的污泥浓度和目标浓度来实时调整剩余污泥的排放量，实现生物池浓度科学、精准、稳定控制，增加了生物系统的稳定性，为提升出水水质稳定性奠定了基础。通过控制剩余污泥泵组来实现剩余污泥排放量的调整；通过污泥回流泵组将一部分污泥回流到生物池内，保证生物池内有足够的活性污泥进行反应。

4.本实用新型能够通过核算各系列初沉含水率、生物池污泥浓度、消化进泥量等关联数据，合理匹配各系列初沉和剩余排泥量，有利于提高污泥排放的自动化程度，增加排泥稳定性，能够在最大程度上弥补在线数据不稳定调控的问题，使得排泥工序更加科学、稳定、安全；同时，通过变频器来控制各个排泥泵组内的排泥泵，根据所需污泥排放量调节污泥泵频率来控制污泥排放量，能够减少人工调控带来的不精确性，使得污泥排放更加精确，有利于实现污水处理过程中的精确排泥、智能排泥。本技术便于安装、操作和控制，便于在污水处理企业推广适用。

5.本实用新型对于降低企业生产成本具有明显作用：初沉池出水碳源增加后，企业可以减少碳源药剂投入，有效降低生产成本；含水率为90％－93％的初沉排泥可以不经过浓缩机，直接进入污泥消化系统，有利于减少浓缩机耗电量和浓缩药剂使用量，进一步减少生产成本；系统可以根据需要减少尖峰时段浓缩机运行时间，降低用电单价，进一步减少用电费用。

附图说明

图1是本实用新型污水处理精确排泥系统的结构示意图；

图2是初沉排泥的流程示意图；

图3是污泥回流和剩余污泥排放的一种方式的流程示意图，其中每个生物池对应一组二沉池和剩余污泥池、剩余污泥泵房；

图4是污泥污泥回流和剩余污泥排放的另一种方式的流程示意图，其中多个生物池对应一组二沉池和剩余污泥池、剩余污泥泵房。

具体实施方式

下面结合实施例来说明本实用新型的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本实用新型，并不以任何方式限制本实用新型的范围。在以下实施例中所涉及的设备元件如无特别说明，均为常规设备元件；所涉及的工业原料如无特别说明，均为市售常规工业原料。

实施例1：一种污水处理精确排泥系统，参见图1-图4，包括污水处理池组、初沉污泥泵房、剩余污泥泵房和污泥处理池组，污水处理池组包括依次连通设置的进水池、沉砂池、初沉池组、生物池组、二沉池和出水渠；污泥处理池组包括依次设置的预浓缩池、浓缩前池、浓缩机、浓缩后池和消化池；

初沉池组包括一个以上的初沉池，在初沉池组旁边设有初沉污泥泵房，在初沉污泥泵房内设有初沉排泥泵组，每个初沉池对应一个初沉排泥泵组，初沉排泥泵组用于将对应初沉池内的污泥排放到浓缩后池进行后续处理；

生物池组包括一个以上的生物池，在二沉池外设置有剩余污泥池，二沉池内的污泥排放到剩余污泥池内，剩余污泥泵房设置在剩余污泥池的上方，在剩余污泥泵房内设有剩余污泥泵组和污泥回流泵组，每个生物池对应一个污泥回流泵组以及一个剩余污泥泵组，污泥回流泵组用于将剩余污泥池内的污泥回流到对应的生物池，剩余污泥泵组用于将剩余污泥池内的污泥排放到预浓缩池进行后续处理；

在进水池内设置有COD在线检测仪，在的初沉池前设有进水流量计，在的初沉池内设有刮泥机电流表，在生物池的末端、初沉污泥泵房内和剩余污泥泵房内均设有污泥浓度在线检测仪，在出水渠设有出水TP及TN在线检测仪；在浓缩前池和浓缩后池内均设有液位计和污泥浓度在线检测仪。

其中，所述二沉池为一个以上，所述剩余污泥池及对应的剩余污泥泵房也为一个以上，每个二沉池和对应的剩余污泥池、剩余污泥泵房划分为一组；或者一个以上的二沉池与对应的剩余污泥池、剩余污泥泵房划分为一组；其中，一个生物池对应所述一组二沉池和剩余污泥池、剩余污泥泵房，参见图3；或者一个以上的生物池共同对应所述一组二沉池和剩余污泥池、剩余污泥泵房，参见图4。

在进水池内依次设置有粗格栅、进水泵和细格栅，COD在线检测仪设置在细格栅处。生物池包括依次设置的预缺氧池、厌氧池、缺氧廊道和好氧廊道，生物池内的污泥浓度在线检测仪设置在好氧廊道的末端。

初沉排泥泵组由多个排泥泵组成，其中每个排泥泵均对应电连接有变频器；排泥泵包括螺杆泵和柱塞泵：螺杆泵的型号为EH2650-V-W201，单台流量为50m³/h，扬程为20m，功率为15KW，螺杆泵对应的变频器频率不小于10Hz；柱塞泵的型号为YB-200，单台流量为25m³/h，压力0.1-2.5MPa，功率为22KW，对应的变频器频率不小于10Hz。

剩余污泥泵组和污泥回流泵组均由多个潜水离心泵组成，其中每个潜水离心泵均对应电连接有变频器；潜水离心泵的单台流量为180m³/h，扬程为15m，功率为15KW；潜水离心泵对应的变频器频率不小于10Hz。

使用实施例1中的精确排泥系统进行排泥的方法，包括下列步骤：

(1)单个初沉池的初沉排泥量计算：初沉排泥量核算值

式中V为初沉排泥量核算值，单位m³/h；

Q为初沉池进水量，单位m³/h，通过初沉池前设置的进水流量计获取初沉池进水量的值；

η为去除率，％，以80％计；

Co为进水COD浓度，单位mg/L，通过进水池内设置的COD在线检测仪获取进水COD浓度值；

p为污泥含水率，％，且

MLSS为初沉污泥浓度，单位mg/L，通过设置在初沉污泥管线内的污泥浓度在线检测仪获取初沉污泥浓度；

ρ为沉淀污泥密度，以1000kg/m³计；

单个初沉池的初沉排泥量为Q_i，对应的污泥浓度为MLSS_i，则所有初沉池排放的污泥混合后总的初沉污泥浓度MLSS_初沉＝∑(Q_i*MLSS_i)/∑Q_i

(2)每个初沉池对应的初沉排泥泵组根据步骤(1)计算的初沉排泥量核算值V进行排泥，并根据初沉污泥浓度的变化调整初沉排泥量：

①初沉污泥浓度范围在85～75g/L之间时，按照初沉排泥量核算值V进行排泥；

②当初沉污泥浓度大于85g/L时，初沉排泥量核算值调整为V₁＝(1+20％)*V，单位m³/h，取整数；

③当污泥浓度小于75g/L，初沉排泥量核算值调整为V₂＝(1-20％)*V，单位m³/h，取整数；

④当初沉排泥量低于初沉排泥泵组要求的最低泥量时，暂时停止该初沉排泥泵组的排泥，停止排泥时间＝24-初沉排泥量*24/初沉排泥泵要求的最低泥量，单位小时；

⑤当各个初沉池的初沉排泥量之和大于所需初沉排泥总量时，单个初沉池的初沉排泥量核算值调整为V₃＝该初沉池的初沉排泥量核算值/N个初沉池的初沉排泥量核算值之和*所需初沉排泥总量，N为初沉池的个数；

单个生物池对应的剩余污泥泵组的剩余排泥量为Q_s，对应污泥浓度为MLSS_s，则所有生物池对应排放的剩余污泥混合后的剩余污泥浓度MLSS_剩余＝∑(Q_s*MLSS_s)/∑Q_s；

(3)单个生物池对应的剩余污泥泵组的剩余排泥量计算：

式中MLSS₁为好氧末端污泥浓度，通过设置在生物池内好氧廊道末端的污泥浓度在线检测仪获取该值，单位mg/L；

MLSS₀为预设的生物池污泥目标控制浓度，单位mg/L；

V_生物池为生物池池容，单位m³；

RSS为回流污泥浓度，通过设置在剩余污泥泵房内的污泥浓度在线检测仪获取该值，单位mg/L；

(4)计算污泥龄

式中MLSS₁为好氧末端污泥浓度，通过设置在生物池内好氧廊道末端的污泥浓度在线检测仪获取该值，单位mg/L；

V_生物池为生物池池容，单位m³；

RSS为回流污泥浓度，通过设置在剩余污泥泵房内的污泥浓度在线检测仪获取该值，单位mg/L；

Q为单个生物池对应的剩余排泥量，单位m³/d；

预设污泥龄的控制范围，根据污泥龄的值来限制剩余污泥的单日最大排泥量和最小排泥量：

当剩余污泥的单日排泥量低于剩余污泥排泥泵允许的最低排泥量*24时，单位m³/d，剩余污泥排泥泵的单日运行时间＝剩余污泥单日排泥量/排泥泵允许的最低排泥量；当污泥龄SRT的值到达到预设的污泥龄最小值时，单台剩余污泥排泥泵每天最大的剩余排泥量为2900m³；

当生物池好氧末端污泥浓度的4h均值＜所需污泥浓度下限即3000mg/L时，停止对应的剩余污泥泵组的排放，直至污泥龄SRT的值恢复到预设范围；

每4h重新计算剩余排泥量核算值，当各个生物池对应的剩余污泥泵组的剩余排泥量大于所需剩余排泥总量时，单个生物池对应的剩余排泥量＝该生物池的剩余排泥量核算值/N个生物池的剩余排泥量核算值之和*所需剩余排泥总量。

根据设置在浓缩后池内的液位计获取浓缩后池的液位值，根据浓缩后池的液位变化控制实际的初沉排泥量和剩余排泥量，控制方式为恒液位控制：

Ⅰ.将浓缩后池的液位控制在一个预设的范围内，系统每小时判断一次浓缩后池的液位变化；

Ⅱ.当浓缩后池进泥量大于消化池进泥量时，浓缩后池的液位将出现上升情况，由一小时前的液位H₁上升至H₂，此时，需要减小浓缩后池进泥量，调整浓缩后池进泥量Q₂＝消化池进泥量Q₁；

浓缩后池需减少的泥量Q₃＝(H₂-H₁)*浓缩后池截面积，则原浓缩后池进泥量＝Q_初1+Q_剩余1＝Q₃+Q₁，可得到Q_剩余1，其中Q_初1、Q_剩余1分别为原总的初沉排泥量和总的浓缩机出泥量；

设新的浓缩后池进泥量与原浓缩后池进泥量的比值为a，a＝Q₁/(Q₃+Q₁)＝Q₁/(Q_初1+Q_剩余1)，则单个初沉池的实际初沉排泥量调整为＝该初沉池原初沉排泥量*a；单个生物池对应的实际剩余排泥量＝该生物池对应的原剩余排泥量*a；

Ⅲ.当浓缩后池进泥量小于消化池进泥量时，浓缩后池的液位将出现下降情况，由一小时前的液位H₁下降至H₂，此时，需要增加浓缩后池进泥量，调整浓缩后池进泥量Q₂＝消化池进泥量Q₁，

浓缩后池需增加的泥量Q₃＝(H₁-H₂)*浓缩后池截面积，则原浓缩后池进泥量＝Q_初1+Q_剩余1＝Q₁-Q₃，可得到Q_剩余1，其中Q_初1、Q_剩余1分别为原总的初沉排泥量和总的浓缩机出泥量；

设新的浓缩后池进泥量与原浓缩后池进泥量比值为a，则a＝Q₁/(Q₁-Q₃)。则单个初沉池的实际初沉排泥量调整为＝该初沉池原初沉排泥量*a；单个生物池对应的实际剩余排泥量＝该生物池对应的原剩余排泥量*a。

浓缩后池液位控制根据设置在浓缩后池内的液位计获取浓缩后池的液位值，根据浓缩后池的液位变化控制实际的初沉排泥量和剩余排泥量，控制方式为根据资源优化的需要控制浓缩后池液位：

将浓缩后池的液位控制在Hmin～Hmax的范围内，如1.7～3.4m。根据用电“尖峰平谷”时段，减少尖峰时段8:00-12:00，18:00-22:00的浓缩机运行台数，达到节能降耗的目的，控制浓缩后池的液位不低于Hmin，保证浓缩后的池搅拌器安全稳定运行，控制浓缩后池液位不高于Hmax，避免浓缩后池溢流影响出水水质；

控制浓缩后池液位在每天的8:00、18:00达到Hmax的控制节点，每天的8:00、18:00自动关闭浓缩机、停止剩余排泥；当浓缩后池液位降低至Hmin时或时间节点到了12:00、22:00时，根据消化池进泥量恢复浓缩机的运行，恢复剩余排泥；

当初次恢复浓缩机工作时，浓缩后池液位为H₁，将浓缩机开机时间记为t₁，下一个浓缩后池控制时间节点8:00或18:00记为t₂，则浓缩机开启后每小时浓缩后池液位增长值ΔH＝(Hmax-H₁)/(t₂-t₁)，浓缩后池每小时增加进泥量ΔQ＝ΔH*浓缩后池截面积＝(Hmax-H₁)/(t₂-t₁)*浓缩后池截面积；

则总的实际初沉排泥量调整为Q_初＝∑Q_i/(∑Q_i+∑Q_s)*(ΔQ+Q_消化)，单个初沉池的实际初沉排泥量Q_i＝Q_i/∑Q_i*Q_初；总的实际剩余排泥量Q_剩＝∑Q_s/(∑Q_i+∑Q_s)*(ΔQ+Q_消化)，单个生物池对应的实际剩余排泥量Q_s＝Q_s/∑Q_s*Q_剩；

根据消化池进泥量Q_消化＝Q_浓后池-ΔQ＝Q_初1+Q_剩余1，求得浓缩机出泥量Q_剩余1；Q_初1、Q_剩余1、Q_浓后池分别为初沉排泥量、浓缩机出泥量、浓缩后池进泥量；

每小时判断一次浓缩后池液位变化，按照上述过程调整初沉排泥量和剩余排泥量。

浓缩机的进泥量的调整方式为：

根据Q_浓后池*MLSS_浓后池＝Q_剩余1*MLSS_剩余1+∑(Q_i*MLSS_i)，可得到MLSS_剩余1，根据MLSS_剩余1调整浓缩机出泥量；其中Q_浓后池为浓缩后池进泥量，MLSS_浓后池为浓缩后池污泥浓度，Q_剩余1为浓缩机出泥量，MLSS_剩余1为浓缩机出泥浓度。

Q_剩余1*MLSS_剩余1＝Q_剩余2*MLSS_剩余2，Q_剩余2、MLSS_剩余2分别为浓缩机总进泥量和浓缩机进泥污泥浓度；根据干固守恒求得每小时浓缩机总进泥量，结合浓缩机处理能力，确定浓缩机开启台数。

系统可以设置浓缩机开启顺序的排队功能。例如：

当Q_剩余2≦110m³/h，开1台小型浓缩机(功率132kw)；

当110m³/h<Q_剩余2≦150m³/h，开2台小型浓缩机(功率132kw)；

当150m³/h<Q_剩余2≦200m³/h，开1台大型浓缩机(功率215kw)；

当200m³/h<Q_剩余2≦310m³/h，开1台大型浓缩机(功率215kw)，1台小型浓缩机(功率132kw)；

当310m³/h<Q_剩余2≦400m³/h，开2台大型浓缩机(功率215kw)；

当400m³/h<Q_剩余2≦510m³/h，开2台大型浓缩机(功率215kw)，1台小型浓缩机(功率132kw)；

当510m³/h<Q_剩余2≦600m³/h，开3台大型浓缩机(功率215kw)；

当600m³/h<Q_剩余2≦710m³/h，开3台大型浓缩机(功率215kw)，1台小型浓缩机(功率132kw)。

系统每小时判断一次浓缩后池液位变化，按照上述过程调整浓缩机进泥量。

通过出水渠内设置的出水TP及TN在线检测仪获取出水TP及TN的值，通过进水池内设置的COD在线检测仪获取进水COD浓度，根据进水COD浓度值和出水TP及TN的值来调整总的初沉排泥量：

当进水COD浓度值低于200mg/L，且持续6h以上时，暂停初沉排泥，改为连续放空排泥；

每隔2h判断出水TP及TN的变化，当出水TP或TN的值出现持续上涨趋势，则减少初沉排泥泵组变频器频率，以减小总的初沉排泥量，直至出水TP、TN均恢复正常，调整方式为：

当出水TP上升至0.25mg/L或TN上升至12mg/L，则总的初沉排泥量减少为原来的二分之一；当出水TP上升至0.35mg/L或TN上升至13mg/L，则总的初沉排泥量减少为原来的二分之一；当出水TP上升至0.40mg/L或TN上升至14mg/L，暂停初沉排泥，改为放空排泥；

当初沉池刮泥机电流持续偏高至刮泥机安全运行最大电流的95％时，若出水水质正常，系统通过增大初沉排泥泵组变频器频率来增大初沉排泥量，保证刮泥机运行安全；若出水水质偏高，则初沉池改为放空排泥，保证刮泥机运行安全；

其中，刮泥机电流调控的优先级低于出水TP及TN调控的优先级，即优先根据出水TP及TN的值来调控总的初沉排泥量，其次再根据初沉池刮泥机电流来调控总的初沉排泥量。

上面结合实施例对本实用新型作了详细的说明，但是所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本实用新型宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本实用新型的常见变化范围，在此不再一一详述。

Claims (9)

1.一种污水处理精确排泥系统，其特征在于，包括污水处理池组、初沉污泥泵房、剩余污泥泵房和污泥处理池组，所述污水处理池组包括依次连通设置的进水池、沉砂池、初沉池组、生物池组、二沉池和出水渠；所述污泥处理池组包括依次设置的预浓缩池、浓缩前池、浓缩机、浓缩后池和消化池；

所述初沉池组包括一个以上的初沉池，在所述初沉池组旁边设有初沉污泥泵房，在所述初沉污泥泵房内设有初沉排泥泵组，每个初沉池对应一个初沉排泥泵组，所述初沉排泥泵组用于将对应初沉池内的污泥排放到浓缩后池进行后续处理；

所述生物池组包括一个以上的生物池，在所述二沉池外设置有剩余污泥池，所述二沉池内的污泥排放到剩余污泥池内，所述剩余污泥泵房设置在所述剩余污泥池的上方，在所述剩余污泥泵房内设有剩余污泥泵组和污泥回流泵组，每个生物池对应一个污泥回流泵组以及一个剩余污泥泵组，所述污泥回流泵组用于将剩余污泥池内的污泥回流到对应的生物池，所述剩余污泥泵组用于将剩余污泥池内的污泥排放到预浓缩池进行后续处理；

在所述进水池内设置有COD在线检测仪，在所述的初沉池前设有进水流量计，在所述的初沉池内设有刮泥机电流表，在所述生物池的末端、初沉污泥泵房内和剩余污泥泵房内均设有污泥浓度在线检测仪，在所述出水渠设有出水TP及TN在线检测仪；在所述浓缩前池和浓缩后池内均设有液位计和污泥浓度在线检测仪。

2.根据权利要求1所述的污水处理精确排泥系统，其特征在于，所述二沉池为一个以上，所述剩余污泥池及对应的剩余污泥泵房也为一个以上，每个二沉池和对应的剩余污泥池、剩余污泥泵房划分为一组；或者一个以上的二沉池与对应的剩余污泥池、剩余污泥泵房划分为一组；其中，一个生物池对应所述一组二沉池和剩余污泥池、剩余污泥泵房；或者一个以上的生物池共同对应所述一组二沉池和剩余污泥池、剩余污泥泵房。

3.根据权利要求1所述的污水处理精确排泥系统，其特征在于，在所述进水池内依次设置有粗格栅、进水泵和细格栅，所述COD在线检测仪设置在所述细格栅处。

4.根据权利要求1所述的污水处理精确排泥系统，其特征在于，所述生物池包括依次设置的预缺氧池、厌氧池、缺氧廊道和好氧廊道，所述生物池内的污泥浓度在线检测仪设置在所述好氧廊道的末端。

5.根据权利要求1所述的污水处理精确排泥系统，其特征在于，所述初沉排泥泵组由多个排泥泵组成，其中每个排泥泵均对应电连接有变频器。

6.根据权利要求5所述的污水处理精确排泥系统，其特征在于，所述排泥泵包括螺杆泵和柱塞泵。

7.根据权利要求6所述的污水处理精确排泥系统，其特征在于，所述螺杆泵的型号为EH2650-V-W201，单台流量为50m³/h，扬程为20m，功率为15KW，所述螺杆泵对应的变频器频率不小于10Hz；所述柱塞泵的型号为YB-200，单台流量为25m³/h，压力0.1-2.5MPa，功率为22KW，对应的变频器频率不小于10Hz。

8.根据权利要求1所述的污水处理精确排泥系统，其特征在于，所述剩余污泥泵组和污泥回流泵组均由多个潜水离心泵组成，其中每个潜水离心泵均对应电连接有变频器。

9.根据权利要求8所述的污水处理精确排泥系统，其特征在于，所述潜水离心泵的单台流量为180m³/h，扬程为15m，功率为15KW；所述潜水离心泵对应的变频器频率不小于10Hz。

Images