申请日1994.02.23
公开(公告)日1995.08.30
IPC分类号C02F11/14
摘要
本发明涉及一种用于污水处理过程中污泥脱水的自动控制系统，它主要由污泥贮罐、污泥流量计、药剂速溶机、药剂定量泵、投药控制器以及带式压滤机组成，本发明通过投药控制器利用最佳投药量与污泥浓度变化关系的数学模型对污泥脱水的投药过程进行计算机实时控制。本发明自动控制系统构成简单，成本低，它可使脱水过程中的投药量节省15%以上，而且控制性能准确、稳定，能保证脱水过程连续正常运转，具有很好的社会效益和经济效益。
权利要求书
1、一种用于污水处理的污泥脱水自动控制系统，包括：
(1)、污泥贮罐;
(2)、与污泥贮罐相连、用于输送污泥的污泥定量泵;
(3)、用于将固体絮凝药剂进行溶解的絮凝剂速溶机;
(4)、与絮凝剂速溶机相连、用于调节絮凝剂供给量V2的药剂定量泵;
(5)、与污泥定量泵和絮凝剂稀释器相连，用于污泥和絮凝剂进行絮凝反应的絮凝反应器;
(6)、与絮凝反应器相连、对絮凝后的污泥进行机械脱水的带式压榨过滤机;
本发明的特征在于，它还包括：
(7)、位于药剂定量泵和絮凝反应器之间的用于稀释絮凝药剂的絮凝剂稀释器;
(8)、与污泥贮罐相连、用于实时测量污泥流量V1的电磁流量计;
(9)、与电磁流量计相连、用于实时测量污泥浓度C1的污泥浓度计;
(10)、分别与电磁流量计、污泥浓度计和药剂定量泵相连、利用实时测得的V1和C1值及给定的药剂浓度值C2对药剂流量值V2进行实时运算、并由此对药剂流量泵的药剂供给量V2进行实时控制的投药控制器，该控制器主要由以下各部分组成：
(a)、用于启动或复位监控程序的Watchdog电路;
(b)、对给定值A、B、K、C2进行赋值的赋值器;
(c)、将测得的污泥流量V1和污泥浓度C1两个模拟量转换成数字量的模数转换器ADC;
(d)、与模数转换器ADC相匹配，用于保证测得的V1和C1不受电场干扰的隔离放大器M和N;
(e)、利用最佳投药量与污泥浓度C1变化关系的数学模型对给定的数字量A、B、C2、K和测量转换成的数字量V1、C1进行运算求出药剂流量值V2的微处理器CPU，所说的最佳投药量数学模型为： V2=k (V1C1)/(C2) (e-AC1+B)
式中，A为0.1～1.0，B为-1.0～+1.0，C2为0～2%，K为1.0～8.0;
(f)、将V2的数字量转换成模拟量，用以实时控制药剂定量泵流量的数模转换器DAC。
说明书
本发明涉及一种用于污水处理过程中污泥脱水的自动控制系统。
污泥是污水处理过程中的固体废弃物，集中了水体中的大量细菌、病源体、有害有毒物质，处理不当，会造成严重的二次污染，使水处理效果付之东流。因此，污泥处理和处置是污水处理过程中十分重要的环节。目前，仅我国每年排放的干污泥近20万吨，湿污泥380～500万吨，而我国现有的污水处理设施中有污泥稳定处理设施的还不到四分之一，处理工艺和配套设备较为完善的不到十分之一。从而使大量未经处理的污泥没有正常出路，既成为污水处理厂的严重负担，又造成了严重的二次污染。
污泥的无害化资源化是污泥处理的发展方向，而污泥脱水又是污泥处理的前提。因此，找到一种简单、有效、对污泥脱水过程能进行实时自动控制的方法，是国内外专家共同关心的问题。由于市政污泥有机物含量高，一般为50～60%，脱水过程极为困难，在脱水前需进行化学调节，即向污泥中投加价格昂贵的有机高分子絮凝剂。在进行化学絮凝的实际过程中，即使筛选好的最佳絮凝剂，由于污泥中固体含量的不同，絮凝剂的最佳投药量会有很大变化。投药量低于最佳量，用于机械脱水的带式压滤机不能正常运转，出现网带跑泥现象;投药量高于最佳量时，压滤机压出的滤饼发粘，含水率增加，使絮体中包裹的水不易脱除，并造成网带滤孔堵塞，不易清洗，进而使压滤机不能正常连续运转。因此，严格控制最佳投药量是带式压滤机正常运转的基本条件。另外，由于化学调节占整个污水处理过程运转费的30%左右，成本很高，所以，对投药量进行有效控制，是降低污泥处理过程费用的有效途径。
加拿大废水技术中心在80年代设计、采用了污泥脱水自动控制器，该控制器利用污泥投加絮凝药剂前后流变态的变化，使用旋转粘度计，测定加药前后污泥的剪切应力，利用剪切应力的变化，实现污泥脱水自动控制。利用该自动控制技术，平均节约用药量13%。但是，该自动控制技术主要用于消化污泥的脱水，尚未用于难脱水的未消化污泥的脱水自动控制上，并且需要精密的旋转粘度计进行剪切应力的测定，而这种粘度计至今只有美国、日本的能满足使用要求。
在我国，目前在这方面尚属空白。
本发明的目的就是在全面考虑影响最佳投药量因素，如污泥的种类、污泥的浓度和污泥中总固体流量，并由此建立最佳投药量数学模型的基础上，提供一种结构简单，实用性强的对最佳投药量进行实时控制的污泥脱水自动控制系统。
本发明所说的污泥脱水自动控制系统包括：
(1)污泥贮罐;
(2)与污泥贮罐相连、用于输送污泥的污泥定量泵;
(3)用于将固体絮凝药剂进行溶解的絮凝剂速溶机;
(4)与絮凝剂速溶机相连、用于调节絮凝剂供给量V2的药剂定量泵;
(5)与污泥定量泵和絮凝剂稀释器相连，用于污泥和絮凝剂进行絮凝反应的絮凝反应器;
(6)与絮凝反应器相连、对絮凝后污泥进行机械脱水的带式压榨过滤机;
本发明的特征在于，它还包括：
(7)位于药剂定量泵和絮凝反应器之间的用于稀释絮凝药剂的絮凝剂稀释器;
(8)与污泥贮罐相连、用于实时测量污泥流量V1的电磁流量计;
(9)与电磁流量计相连、用于实时测量污泥浓度C1的污泥浓度计;
(10)分别与电磁流量计、污泥浓度计和药剂定量泵相连，利用实时测得的V1和C1值及给定的药剂浓度值C2对药剂流量值V2进行实时运算，并由此对药剂流量泵的药剂供给量V2进行实时控制的投药控制器，该控制器主要由以下各部分组成：
(a)、用于启动或复位监控程序的watchdog电路;
(b)、对给定值A、B、K、C2进行赋值的赋值器;
(c)、将测得的污泥流量V1和污泥浓度C1两个模拟量转换成数字量的模数转换器ADC;
(d)、与模数转换器ADC相匹配，用于保证测得的V1和C1值不受电场干扰的隔离放大器M和N;
(e)、利用最佳投药量与污泥浓度C1变化关系的数学模型对给定的数字量A、B、K、C2和测量转换成数字量V1、C1进行运算求出药剂流量值V2的微处理器CPU，所说的最佳投药量数学模型为：
式中，A为0.1～1.0;B为-0.1～+1.0;K为1.0～8.0;C2为0～2%;
(f)、将V2的数字量转换成模拟量;用以实时控制药剂定量泵流量的数模转换器DAC。
由此构成的污泥脱水自动控制系统，不仅对浓度较高的污泥具有良好的实时投药控制和脱水作用，而且对浓度较低未消化、难于脱水的污泥仍具良好的实时投药控制和脱水作用，利用本发明，污泥脱水过程安全可靠，平均节约用药量高于15%，而且整个自动控制系统构成简单，成本低、易于实施，具有很好的社会效益和经济效益。
