申请日2018.04.25
公开(公告)日2018.10.16
IPC分类号C02F9/04
摘要
本发明提供了一种废水深度处理控制系统和控制方法，包括管道混合器、混凝剂加药装置、污水泵、第二浊度计、第一浊度计和PLC控制中心;所述混凝剂加药装置依次通过加药泵、第二电动调节阀、第二电磁流量计与管道混合器连接;所述污水泵依次通过第一电动调节阀、第一电磁流量计、第一浊度计与管道混合器连接;所述管道混合器出口与清水池连通，所述清水池上安装第二浊度计;所述PLC控制中心与污水泵、第二浊度计、第一浊度计、加药泵、第二电动调节阀、第二电磁流量计、第一电动调节阀、第一电磁流量计连接。本发明可以实现高度自动化投药，减少药物的过度投放，可以有效提高污水处理效率从而降低成本。
权利要求书
1.一种废水深度处理控制系统，其特征在于，包括管道混合器(9)、混凝剂加药装置(4)、污水泵(1)、第二浊度计(13)、第一浊度计(15)和PLC控制中心(14);所述混凝剂加药装置(4)依次通过加药泵(6)、第二电动调节阀(7)、第二电磁流量计(8)与管道混合器(9)连接;所述污水泵(1)依次通过第一电动调节阀(2)、第一电磁流量计(3)、第一浊度计(15)与管道混合器(9)连接;所述管道混合器(9)出口与清水池(12)连通，所述清水池(12)上安装第二浊度计(13);所述PLC控制中心(14)与污水泵(1)、第二浊度计(13)、第一浊度计(15)、加药泵(6)、第二电动调节阀(7)、第二电磁流量计(8)、第一电动调节阀(2)、第一电磁流量计(3)连接。
2.根据权利要求1所述的废水深度处理控制系统，其特征在于，还包括全自动净水器(10)和消毒设备(11)，所述管道混合器(9)出口与清水池(12)之间依次安装全自动净水器(10)和消毒设备(11)。
3.根据权利要求1所述的废水深度处理控制系统，其特征在于，还包括恒位水箱(5)，所述恒位水箱(5)位于混凝剂加药装置(4)与加药泵(6)之间。
4.根据权利要求1所述的废水深度处理控制系统，其特征在于，所述混凝剂加药装置(4)内的混凝剂为碱式氯化铝。
5.一种根据权利要求2所述的废水深度处理控制系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
混凝剂加药流量确定：将检测出的污水浊度NTU输入PLC控制中心(14)，所述PLC控制中心(14)计算出混凝剂加药流量，具体公式如下：
η=1.95×10-11NTU4-6.533×10-8NTU3+6.632×10-5NTU2+0.005NTU+6.937，
其中：m—投药量，kg;
v—配药体积，m3;
c—混凝剂溶度;
q—混凝剂加药流量，L/h;
Q—污水处理量，m3;
η—混凝剂投加量，mg/L;
NTU—污水浊度;
初始混凝剂加药流量确定：所述PLC控制中心(14)启动污水泵(1)，通过所述第一浊度计(15)检测出的污水浊度NTU1，PLC控制中心(14)计算得出初始混凝剂加药流量q1;PLC控制中心(14)将初始混凝剂加药流量q1查表得出第二电动调节阀(7)的开度K1，确保始混凝剂加药流量为q1进入管道混合器(9);
控制第二电动调节阀(7)阀门开度：所述PLC控制中心(14)根据第二浊度计(13)检测出的污水浊度NTU2实时反馈控制第二电动调节阀(7)的开度K2。
6.根据权利要求5所述的废水深度处理控制方法，其特征在于，所述控制第二电动调节阀(7)阀门开度具体为：所述第二浊度计(13)检测出清水池(12)中的污水浊度NTU2，PLC控制中心(14)内预设标准的NTUs，当NTU2>NTUs时，所述PLC控制中心(14)根据NTU2和NTUs分别计算出q2和qs，通过查表分别得出q2和qs时的第二电动调节阀(7)的开度K2和Ks，通过PLC控制中心(14)将第二电动调节阀(7)的开度K1调节为K2;当NTU2≤NTUs时，关闭第二电动调节阀(7)。
7.根据权利要求6所述的废水深度处理控制方法，其特征在于，所述标准的NTUs=0.5。
8.一种根据权利要求1所述的废水深度处理用混凝剂用量的设计方法，其特征在于，已知废水的污水浊度为NTU，由下面公式计算混凝剂投加量η：
η=1.95×10-11NTU4-6.533×10-8NTU3+6.632×10-5NTU2+0.005NTU+6.937
其中：
η—混凝剂投加量，mg/L;
NTU—污水浊度。
说明书
一种废水深度处理控制系统及控制方法
技术领域
本发明涉及地表水或微污染水处理领域，特别涉及一种废水深度处理控制系统及控制方法。
背景技术
中国是一个用水大国，随着南水北调等工程的完成，配套输水管道已基本建设完成。除各规模城市建设大型水厂，其余各县也建设中小型地表水厂。我国的地表水源大致分为两种情况。一种是湖泊、水库和池塘水源。浑浊度较低但藻类物质较多，另外因其水的流动性较小，容易受到污染，其水质往往呈现微污染状态。另一种水源是江河和灌渠水，浑浊度较高，水中杂质主要是泥砂粘土。随着水处理技术的发展，集成式一体化水处理设备应运而生，其作用为在原有成熟的处理工艺技术和保证出水水质的前提下，对各处理单元进行组合和优化，形成技术先进、运行平稳、经济合理的集成式一体化产品。
目前关于废水深度处理方面的研究主要有：公告号CN201962150中国专利公开了“一种集成式一体化净水厂”，综合了机械混合、搅拌絮凝、高密度沉淀、V型过滤池、深度吸附五个工艺单元，设备结构紧凑、体积小，可工业化生产，但是仅仅依靠历史经验确定加药量会存在不能将出水控制在一个极低的浊度范围内的缺点。公告号CN106865803中国专利公开了一种“净水系统及其控制方法”，包括控制单元和过滤装置，通过控制单元对两支路进行控制可改变净水系统的回收率，以适应不同水质要求，实现了高精度的净水处理，但是存在控制单元比较复杂、所需仪表和仪器繁多以致整个系统造价较高的缺点。
现有净水处理系统中，由于现有的供水系统一般只能就近取水，所以在许多情况下水源水质变化复杂，导致了水处理的负荷和难度。简单的净水系统难以满足需求，而先进的净水处理系统则存在结构复杂、成本高等缺点，难以大规模推广。
发明内容
针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种废水深度处理控制系统及控制方法，可以实现高度自动化投药，减少药物的过度投放。整个污水处理过程中PLC控制系统集信号处理、过程控制和故障诊断于一身，可以有效提高污水处理效率从而降低成本。
本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
一种废水深度处理控制系统，包括管道混合器、混凝剂加药装置、污水泵、第二浊度计、第一浊度计和PLC控制中心;所述混凝剂加药装置依次通过加药泵、第二电动调节阀、第二电磁流量计与管道混合器连接;所述污水泵依次通过第一电动调节阀、第一电磁流量计、第一浊度计与管道混合器连接;所述管道混合器出口与清水池连通，所述清水池上安装第二浊度计;所述PLC控制中心与污水泵、第二浊度计、第一浊度计、加药泵、第二电动调节阀、第二电磁流量计、第一电动调节阀、第一电磁流量计连接。
进一步，还包括全自动净水器和消毒设备，所述管道混合器出口与清水池之间依次安装全自动净水器和消毒设备。
进一步，还包括恒位水箱，所述恒位水箱位于混凝剂加药装置与加药泵之间。
进一步，所述混凝剂加药装置内的混凝剂为碱式氯化铝。
一种废水深度处理控制方法，包括如下步骤：
混凝剂加药流量确定：将检测出的污水浊度NTU输入PLC控制中心，所述PLC控制中心计算出混凝剂加药流量，具体公式如下：
η=1.95×10-11NTU4-6.533×10-8NTU3+6.632×10-5NTU2+0.005NTU+6.937，
其中：m—投药量，kg;
v—配药体积，m3;
c—混凝剂溶度;
q—混凝剂加药流量，L/h;
Q—污水处理量，m3;
η—混凝剂投加量，mg/L;
NTU—污水浊度;
初始混凝剂加药流量确定：所述PLC控制中心启动污水泵，通过所述第一浊度计检测出的污水浊度NTU1，PLC控制中心计算得出初始混凝剂加药流量q1;PLC控制中心将初始混凝剂加药流量q1查表得出第二电动调节阀的开度K1，确保始混凝剂加药流量为q1进入管道混合器;
控制第二电动调节阀7阀门开度：所述PLC控制中心14根据第二浊度计13检测出的污水浊度NTU2实时反馈控制第二电动调节阀7的开度K2。
进一步，所述控制第二电动调节阀阀门开度具体为：所述第二浊度计检测出清水池中的污水浊度NTU2，PLC控制中心内预设标准的NTUs，当NTU2>NTUs时，所述PLC控制中心根据NTU2和NTUs分别计算出q2和qs，通过查表分别得出q2和qs时的第二电动调节阀的开度K2和Ks，通过PLC控制中心将第二电动调节阀的开度K1调节为K2;当NTU2≤NTUs时，关闭第二电动调节阀。
一种废水深度处理用混凝剂用量的设计方法，已知废水的污水浊度为NTU，由下面公式计算混凝剂投加量η：
η=1.95×10-11NTU4-6.533×10-8NTU3+6.632×10-5NTU2+0.005NTU+6.937
其中：
η—混凝剂投加量，mg/L;
NTU—污水浊度。
本发明的有益效果在于：
1.本发明所述的废水深度处理控制系统及控制方法，可以作为净水厂的核心设备，主要可以用于含藻水、低浊水和微污染工业污水的处理，其中出水浊度可以达到NTU为0.5。污水处理过程中对阀门精确控制，使控制系统反应迅速且平稳，误差较小且输出稳定。
2.本发明所述的废水深度处理控制系统及控制方法，采用的一体化设计，将加药程序预先设定于基于PLC的闭环控制系统中，实现高度自动化投药，减少药物的过度投放。整个污水处理过程中PLC控制系统集信号处理、过程控制和故障诊断于一身，可以有效提高污水处理效率从而降低成本。
