污水处理运行控制方法

　　申请日2014.06.24

　　公开(公告)日2014.11.19

　　IPC分类号C02F9/14; G05B19/418

　　摘要

　　本发明公开了一种污水处理的运行控制方法，该方法应用于一种污水处理控制系统，所述控制系统包括，中央控制单元，现场调节单元和传感单元，所述中央控制单元为PLC控制模块，现场调节单元由电动调节阀、变频风机、水泵和电磁阀构成，所述传感单元包括在线COD监测仪、在线BOD监测仪、在线总氮监测仪，在线氨氮监测仪、在线溶解氧监测仪、在线pH值监测仪、液位传感器、在线污泥浓度监测仪、流量监测仪和压力传感器，污水处理的运行过程中，中央控制单元根据传感单元反馈的COD、BOD、氨氮、微生物、污泥活性等参数对污水处理进行实时控制，实现了污水处理的精确自动控制，降低了能耗，提高了出水水质的稳定性。

　　摘要附图

 

　　权利要求书

　　1.一种污水处理的运行控制方法，该方法应用于一种污水处理控制系统，所述控制系 统包括中央控制单元，现场调节单元和传感单元，所述中央控制单元为PLC控制模块，所述 现场调节单元由电动调节阀、变频风机、水泵和电磁阀构成，所述传感单元包括在线化学需 氧量监测仪、在线生物需氧量BOD监测仪、在线总氮TN监测仪，在线氨氮监测仪、在线溶 解氧监测仪、在线PH值监测仪、液位传感器、在线污泥浓度监测仪、流量监测仪和压力传 感器;中央控制单元接收所述传感单元反馈的测量得到的现场数据，中央控制单元根据所述 反馈的现场数据计算得到各个控制参数的调整量，产生用于进行参数调整的控制指令，控制 污水处理系统的运行;所述控制方法具体包括以下控制步骤：

　　a)，进水控制，中央控制单元定期接收液位传感器反馈的硝化/反硝化单元的液位数据并 与预先设定的阈值进行比较，当低于阈值时，中央控制单元输出控制指令启动进水泵;当高 于阈值时，输出指令停止进水泵;

　　b)，过滤器控制，接收压力传感器反馈的清洗过滤器的压力值，当监测到过滤器压力损 失达到0.015Mpa时，输出指令执行自动反冲洗，反冲洗历时5分钟;

　　c)，风量控制，设定系统运行过程中硝化池内溶解氧的目标浓度在2mg/L，当溶解氧监 测仪监测到的溶解氧浓度低于2.0mg/L时，判定系统供氧不足，输出指令调节风机频率，增 加风量供给;当溶解氧浓度高于2.5mg/L，判定系统供氧过剩，通输出指令调节风机频率， 减少风量供给;

　　d)污泥浓度控制，设定污泥浓度为10mg/L，中央控制单元定期接收污泥浓度监测仪的 污泥浓度数据并与预先设定的阈值进行比较，当污泥浓度高于10mg/L时，输出指令打开控 制剩余污泥排放的电磁阀;

　　e)，PH值控制，设定硝化池中的PH值低阈值为7.2，高阈值为8，当PH值监测仪检测到 硝化池中的PH值低于7.2时，输出指令启动碱投加系统，当PH值高于8时，输出指令停止 碱液投加。

　　f)，超滤膜单元运行控制，当管道流量在5m3/h时，抽吸管道压力低于40KP时，判定系 统运行正常，不进行调节;当抽吸管道压力高于40KP时，判定系统运行异常，输出指令对 超滤膜进行化学清洗;当抽吸管道压力为40KP时，管道流量大于5m3/h时，判定系统运行 正常，不进行调节;当管道流量小于5m3/h时，判定系统运行异常，输出控制指令对超滤膜 进行化学清洗;

　　g)，纳滤/反渗透(NF/RO)膜单元控制，中央控制单元对超滤产水罐液位进行监测，设 定高低液位阈值，液位超过高阈值时启动NF/RO膜单元对超滤出水进行处理;当液位小于 低液位时停止NF/RO膜单元;在运行中，中央控制单元还根据NF/RO膜单元的产水流量值 和运行压力值来执行化学清洗控制;

　　h)，营养源投加控制，中央控制单元接收在线监测仪反馈的化学需氧量COD值以及总氮 TN值，当COD/TN低于4时，为系统补充碳源，补充量为(TN×4-COD)×100克/天;当 COD/TN高于20时，为系统补充氮源，补充量为(COD/20-TN)×100克/天;当COD/TN介 于4-20之间时，判定污水中COD和TN数值适宜，不进行营养源投加;

　　i)，尾水排放控制，中央控制单元对产水的化学需氧量COD、生物需氧量BOD、总氮TN 以及氨氮值进行在线监测，当四项监测值均符合标准时输出排放指令。

　　2.如权利要求1所述的运行控制方法，其特征在于，步骤g)中所述化学清洗控制具体 采用以下步骤，当NF/RO膜单元的产水流量在4m3/h时，NF/RO膜单元运行压力低于20bar， PLC程序判定系统运行正常，不进行调节;当NF/RO膜单元运行压力高于20bar时，PLC程 序判定NF/RO膜单元系统运行压力偏高，需要进行化学清洗对NF/RO膜单元进行维护，输 出指令执行化学清洗步骤。

　　当NF/RO膜单元运行压力为20bar时，NF/RO膜单元的产水流量高于4m3/h，PLC程序 判定系统运行正常，不进行调节;当NF/RO膜单元的产水流量低于4m3/h时，PLC程序判定 NF/RO膜单元系统产水量偏低，需要进行化学清洗对NF/RO膜单元进行维护，输出指令执行 化学清洗步骤。

　　说明书

　　一种污水处理的运行控制方法

　　技术领域

　　本发明属于污水处理领域，具体涉及一种综合考虑污水处理运行中各种运行参数的自动 化污水处理运行控制方法。

　　背景技术

　　污水处理行业在我国起步较晚，大多数污水处理控制系统自动化水平不高、安全性低、 管理不当，污水处理站的运行水平低于发达国家。在污水处理系统中，进水量的控制、曝气 量的控制、回流量的调节往往是根据理论模型来进行调节的，未全面考虑污水处理运行过程 中的过程参数，这导致了污水处理系统不能运行在最优状态下，导致大量的能量消耗，污水 处理效果往往也达不到人们的要求，因此，对污水处理的运行进行精确地控制是目前亟待解 决的主要问题。针对目前许多污水处理厂自控系统效率较低、污水处理成本投入较大、运行 效果却并不理想和排放水质不稳定的现状，建立一种新型的污水运行控制技术，通过采用有 效的自控系统，优化运行效果，具有重要意义。

　　发明内容

　　针对现有技术的不足，本发明提供一种新型的污水处理运行控制方法，该方法应用于一 种污水处理控制系统，所述控制系统包括中央控制单元，现场调节单元和传感单元，所述中 央控制单元为PLC控制模块，现场调节单元由电动调节阀、变频风机、水泵和电磁阀构成， 所述传感单元包括在线COD(化学需氧量)监测仪、在线BOD(生物需氧量)监测仪、在 线总氮监测仪，在线氨氮监测仪、在线溶解氧监测仪、在线PH值监测仪、液位传感器、在 线污泥浓度监测仪、流量监测仪和压力传感器。

　　在污水处理的运行过程中，中央控制单元控制传感单元中的各个在线监测仪对污水处理 过程中COD、BOD、氨氮、微生物、污泥活性等数据进行在线检测，中央控制单元接收传感 单元中各个在线监测仪反馈的测量得到的现场数据，中央控制单元根据所述反馈的现场数据 计算得到各个控制参数的调整量，产生用于进行参数调整的控制指令，中央控制单元利用所 述控制指令控制现场调节单元调节进水量、曝气量、回流比等参数，控制污水处理系统运行。

　　所述控制方法具体包括以下控制步骤：

　　a)，进水控制，中央控制单元定期接收液位监测仪反馈的硝化/反硝化单元的液位数据并 与预先设定的阈值进行比较，当低于阈值时，中央控制单元输出控制指令启动进水泵;当高 于阈值时，输出指令停止进水泵;

　　b)，过滤器控制，接收压力传感器反馈的清洗过滤器的压力值，当监测到过滤器压力损 失达到0.015Mpa时，输出指令执行自动反冲洗，反冲洗历时5分钟;

　　c)，风量控制，设定系统运行过程中硝化池内溶解氧的目标浓度在2mg/L，当溶解氧监 测仪监测到的溶解氧浓度低于2.0mg/L时，判定系统供氧不足，输出指令调节风机频率，增 加风量供给;当溶解氧浓度高于2.5mg/L，判定系统供氧过剩，通输出指令调节风机频率， 减少风量供给;

　　d)污泥浓度控制，设定污泥浓度为10mg/L，中央控制单元定期接收污泥浓度监测仪的 污泥浓度数据并与预先设定的阈值进行比较，当污泥浓度高于10mg/L时，输出指令打开控 制剩余污泥排放的电磁阀;

　　e)，PH值控制，设定硝化池中的PH值低阈值为7.2，高阈值为8，当PH值监测仪检测到 硝化池中的PH值低于7.2时，输出指令启动碱投加系统，当PH值高于8时，输出指令停止 碱液投加;

　　f)，超滤膜单元运行控制，当管道流量在5m3/h时，抽吸管道压力低于40KP时，判定系 统运行正常，不进行调节;当抽吸管道压力高于40KP时，判定系统运行异常，输出指令对 超滤膜进行化学清洗;当抽吸管道压力为40KP时，管道流量大于5m3/h时，判定系统运行 正常，不进行调节;当管道流量小于5m3/h时，判定系统运行异常，输出控制指令对超滤膜 进行化学清洗;

　　g)，纳滤/反渗透(NF/RO)膜单元控制，中央控制单元对超滤产水罐液位进行监测，设 定高低液位阈值，液位超过高阈值时启动NF/RO膜单元对超滤出水进行处理;当液位小于 低液位时停止NF/RO膜单元;在运行过程中，中央控制单元还根据NF/RO膜单元的产水流 量和运行压力来执行化学清洗控制;

　　h)，营养源投加控制，中央控制单元接收在线监测仪反馈的化学需氧量COD值以及总氮 TN值，当COD/TN低于4时，为系统补充碳源，补充量为(TN×4-COD)×100克/天;当 COD/TN高于20时，为系统补充氮源，补充量为(COD/20-TN)×100克/天;当COD/TN介 于4-20之间时，判定污水中COD和TN数值适宜，不进行营养源投加;

　　i)，尾水排放控制，中央控制单元对产水的化学需氧量COD、生物需氧量BOD、总氮TN 以及氨氮值进行在线监测，当四项监测值均符合标准时输出排放指令;

　　所述化学清洗控制具体采用以下步骤，当NF/RO膜单元的产水流量在4m3/h时，NF/RO 膜单元运行压力低于20bar，PLC程序判定系统运行正常，不进行调节;当NF/RO膜单元运 行压力高于20bar时，PLC程序判定NF/RO膜单元系统运行压力偏高，需要进行化学清洗对 NF/RO膜单元进行维护，输出指令执行化学清洗步骤。

　　当NF/RO膜单元运行压力为20bar时，NF/RO膜单元的产水流量高于4m3/h，PLC程序 判定系统运行正常，不进行调节;当NF/RO膜单元的产水流量低于4m3/h时，PLC程序判定 NF/RO膜单元系统产水量偏低，需要进行化学清洗对NF/RO膜单元进行维护，输出指令执行 化学清洗步骤。