申请日2013.11.14
公开(公告)日2014.03.26
IPC分类号B01D61/58; C02F1/44
摘要
本发明涉及一种垃圾渗滤液膜处理控制系统及方法，所述垃圾渗滤液膜处理中包括超滤膜组单元、纳滤膜组单元以及反渗透膜处理单元，在每个单元中均包括：开关功能模块，所述开关功能模块用来处理硬件和软件的报警信号;电机功能模块，所述电机功能模块用来控制电机、风机、泵类设备;阀门功能模块，所述阀门功能模块用来控制开关类阀门设备;模拟量功能模块，所述模拟量功能模块用来处理模拟量数据处理;控制器功能模块，所述控制器功能模块用来控制闭环控制要求的设备;顺序控制功能模块，所述顺序控制功能模块用来控制电机、风机、泵类设备。本发明大大缩短了软件的开发和调试周期，提高了控制系统的可靠性和抗干扰性。
权利要求书
1.一种垃圾渗滤液膜处理控制系统，所述垃圾渗滤液膜处理中包括超 滤膜组单元、纳滤膜组单元以及反渗透膜处理单元，在每个单元中均包括：
开关功能模块，所述开关功能模块用来处理硬件和软件的报警信号;
电机功能模块，所述电机功能模块用来控制电机、风机、泵类设备;
阀门功能模块，所述阀门功能模块用来控制开关类阀门设备;
模拟量功能模块，所述模拟量功能模块用来处理模拟量数据处理;
控制器功能模块，所述控制器功能模块用来控制闭环控制要求的设备;
顺序控制功能模块，所述顺序控制功能模块用来控制电机、风机、泵 类设备。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还进 一步包含系统保护模块，当膜系统出现严重故障时或系统出现运行不稳定 时，所述系统保护模块触发超滤控制系统功能连锁，将超滤系统停止，保 护整个系统的安全。
3.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，在所述超滤膜组单 元中，所述系统保护模块包括超滤膜功能连锁单元，当超滤膜出现严重故 障时或系统出现运行不稳定时，触发超滤控制系统功能连锁，将超滤系统 停止。
4.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，在所述纳滤膜组单 元中，所述系统保护模块包括纳滤膜功能连锁单元，当纳滤膜出现严重故 障时或系统出现运行不稳定时，触发纳滤控制系统功能连锁，将纳滤系统 停止。
5.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，在所述反渗透膜组 单元中，所述系统保护模块包括反渗透膜功能连锁单元，当反渗透膜出现 严重故障时或系统出现运行不稳定时，触发反渗透控制系统功能连锁，将 反渗透膜组单元停止。
6.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，在所述超滤膜组单 元中，所述顺序控制功能模块包括：
超滤膜运行顺序控制单元，用于对超滤膜组单元中设备依次进行检测， 以在符合条件下对所述超滤膜组单元进行启动或者停止;
超滤膜冲洗运行顺序控制单元，用于控制超滤膜组单元中冲洗设备按 照步骤顺序依次启动，以对超滤膜组单元进行冲洗;
超滤膜化学清洗运行顺序控制单元，用于控制超滤膜组单元中清洗设 备按照步骤顺序依次启动，以对超滤膜组单元进行化学清洗。
7.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，在所述纳滤膜组单 元中，所述顺序控制功能模块包括：
纳滤膜运行顺序控制单元，用于对纳滤膜组单元中设备依次进行检测， 以在符合条件下对所述纳滤膜组单元进行启动或者停止;
纳滤膜冲洗运行顺序控制单元，用于控制纳滤膜组单元中冲洗设备按 照步骤顺序依次启动，以对纳滤膜组单元进行冲洗;
纳滤膜化学清洗运行顺序控制单元，用于控制纳滤膜组单元中清洗设 备按照步骤顺序依次启动，以对纳滤膜组单元进行化学清洗。
8.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，在所述反渗透膜处 理单元中，所述顺序控制功能模块包括：
反渗透膜运行顺序控制单元，用于对反渗透膜组单元中设备依次进行 检测，以在符合条件下对所述反渗透膜组单元进行启动或者停止;
反渗透膜冲洗运行顺序控制单元，用于控制反渗透膜组单元中冲洗设 备按照步骤顺序依次启动，以对反渗透膜组单元进行冲洗;
反渗透膜化学清洗运行顺序控制单元，用于控制反渗透膜组单元中清 洗设备按照步骤顺序依次启动，以对反渗透膜组单元进行化学清洗。
9.一种基于权利要求1至8之一的所述系统的控制方法，包括：
步骤(1)控制所述超滤膜组单元、所述纳滤膜组单元和所述反渗透膜 处理单元启动以及停止;
步骤(2)控制所述超滤膜组单元、所述纳滤膜组单元和所述反渗透膜 处理单元进行冲洗;
步骤(3)控制所述超滤膜组单元、所述纳滤膜组单元和所述反渗透膜 处理单元进行化学清洗;
步骤(4)所述超滤膜组单元、所述纳滤膜组单元和所述反渗透膜处理 单元中任一单元出现严重故障时或系统出现运行不稳定时，触发该单元的 所述控制系统功能连锁，将该单元停止。
10.根据权利要求9所述的方法，所述步骤(1)中包括：
对所述超滤膜组单元启动准备阶段，对所述超滤膜组单元中的设备进 行检测，满足要求时依次启动阀门和循环泵，以使所述超滤膜组单元进入 正常运行状态;
对所述纳滤膜组单元启动准备阶段，对所述纳滤膜组单元中的设备进 行检测，满足要求时启动阀门、进水泵、增压泵和循环泵，以使所述纳滤 膜组单元进入正常运行状态;
对所述反渗透膜处理单元启动准备阶段，对所述反渗透膜处理单元中 的设备进行检测，满足要求时启动阀门、进水泵、循环泵和增加泵，以使 所述反渗透膜处理单元进入正常运行状态;
停止运行所述超滤膜组单元、所述纳滤膜组单元以及所述反渗透膜处 理单元时，关闭所述阀门以及泵类设备的顺序和启动时的顺序相反。
11.根据权利要求9所述的方法，所述步骤(2)包括：
步骤(2-1)分别在所述超滤膜组单元、所述纳滤膜组单元和所述反渗 透膜处理单元中启动准备阶段，进行自检，为膜冲洗做准备，要求清洗水 罐高液位，泵阀无故障;
步骤(2-2)开启相应的阀门，时间延迟约5秒
步骤(2-3)启动冲洗泵，所述膜组单元进入正常运行状态;
步骤(2-4)保持管路系统的压力;
步骤(2-5)停止所述冲洗泵，时间延迟10秒;
步骤(2-6)关闭所述阀门，时间延迟5秒，系统待运行。
12.根据权利要求9所述的方法，所述步骤(3)中包括：
步骤(3-1)分别在所述超滤膜组单元、所述纳滤膜组单元和所述反渗 透膜处理单元中启动准备阶段，进行自检，为膜化学做准备，要求清洗水 罐高液位，泵阀无故障，清洗水罐pH值达到设定值。
步骤(3-2)开启相应阀门，时间延迟约5秒;
步骤(3-3)启动冲洗泵，延时20秒;
步骤(3-4)启动循环泵，所述膜组单元进入正常运行状态;
步骤(3-5)保持管路系统的压力;
步骤(3-6)停止所述循环泵，时间延迟10秒;
步骤(3-7)停止所述冲洗泵，时间延迟10秒;
步骤(3-8)关闭所述阀门，时间延迟5秒，系统待运行。
13.根据权利要求9所述的方法，所述控制系统功能连锁包括三个级 别的连锁：
3级连锁：最高级连锁，当出现非常严重故障时，运行人员按下柜门 上急停按钮，立即停止超滤所有泵的运行，同时将所有组的超滤系统全部 停止运行;
2级连锁：满足触发条件，停止所有组超滤运行顺序控制;
1级连锁：满足触发条件，停止本组所有泵运行，同时停止本组所有 顺序控制。
说明书
一种垃圾渗滤液膜处理控制系统及方法
技术领域
本发明设计垃圾渗滤液处理领域，具体地，本发明涉及一种垃圾渗滤液膜处理控制系统及方法，特别适用于城市生活垃圾渗滤液膜处理控制系统及控制方法。
背景技术
目前，我国城市生活垃圾的处理主要采用填埋技术或焚烧技术，无论在填埋或焚烧处理过程中都会产生垃圾渗滤液。垃圾渗滤液中CODCr浓度约6000-70000mg/L，NH3-N浓度约1000-2500mg/L，同时含有大量溶解性固体(钠、钙、氯化物、硫酸盐等)，是一种水质水量变化大、微生物营养元素比例失调、成分极其复杂、污染物浓度高的有机废水，并伴有极重的腐败臭味，如不妥善处理，会对周围的水体和土壤造成严重污染，对周边人民群众的身体健康产生严重威胁。
垃圾渗滤液处理主流工艺为生化处理+深度处理，其中深度处理以膜技术为主，同时选用其他方法进行预处理或后期处理，如过滤吸附、高级氧化、混凝沉淀等。
膜技术主要用于污水的深度处理和二级处理。在深度处理中用超滤膜+纳滤膜+反渗透共三级处理可有效地脱除溶盐及部分有机物，对悬浮物的脱除更彻底，其出水水质可达饮用水标准。
膜系统自动顺序控制、连锁保护系统是整个控制系统的核心部分，系统运行的状况直接影响到出水水质、设备安全。膜系统运行是高度自动化运行，整个生产现场是无人值守的，运行人员基本是在距离生产车间很远的控制室对系统进行远程控制，这就要求膜自身必需具有完备可靠的保护系统以保证整个系统安全，并且该系统不能误报警以保证生产的连续性。现有技术中存在各种弊端及问题，例如现有技术不能提供(1)膜处理系统控制系统整体解决方案;2)膜处理控制系统复杂的连锁保护问题;3)膜处理设备复杂相互联动控制要求;4)膜处理控制系统严格的可靠性要求。
现有技术中虽然存在各种污水处理装置以及方法，但是所述装置以及方法如何安全、有序的运行以及控制呈为现在需要解决的问题，现有技术中并没有整体的控制系统，因此需要开发一种控制系统和方法实现所述目的。
发明内容
针对现有工艺的不足，本发明旨在提供一种垃圾渗滤液的深度处理回用工艺，解决了国内渗滤液单纯依靠生物处理方法不能达标排放，而使用其他处理方法运行不稳定的难题，使出水能达到资源回用的标准。此外，综合考虑了纳滤及反渗透膜系统产生浓水的处理方案，避免了出水二次污染的问题。
本发明提供了一种垃圾渗滤液膜处理控制系统，所述垃圾渗滤液膜处理中包括超滤膜组单元、纳滤膜组单元以及反渗透膜处理单元，在每个单元中均包括：
开关功能模块，所述开关功能模块用来处理硬件和软件的报警信号;
电机功能模块，所述电机功能模块用来控制电机、风机、泵类设备;
阀门功能模块，所述阀门功能模块用来控制开关类阀门设备;
模拟量功能模块，所述模拟量功能模块用来处理模拟量数据处理;
控制器功能模块，所述控制器功能模块用来控制闭环控制要求的设备;
顺序控制功能模块，所述顺序控制功能模块用来控制电机、风机、泵类设备。
作为优选，所述控制系统还进一步包含系统保护模块，当膜系统出现严重故障时或系统出现运行不稳定时，所述系统保护模块触发超滤控制系统功能连锁，将超滤系统停止，保护整个系统的安全。
作为优选，在所述超滤膜组单元中，所述系统保护模块包括超滤膜功能连锁单元，当超滤膜出现严重故障时或系统出现运行不稳定时，触发超滤控制系统功能连锁，将超滤系统停止。
作为优选，在所述纳滤膜组单元中，所述系统保护模块包括纳滤膜功能连锁单元，当纳滤膜出现严重故障时或系统出现运行不稳定时，触发纳滤控制系统功能连锁，将纳滤系统停止。
作为优选，在所述反渗透膜组单元中，所述系统保护模块包括反渗透 膜功能连锁单元，当反渗透膜出现严重故障时或系统出现运行不稳定时，触发反渗透控制系统功能连锁，将反渗透膜组单元停止。
作为优选，在所述超滤膜组单元中，所述顺序控制功能模块包括：
超滤膜运行顺序控制单元，用于对超滤膜组单元中设备依次进行检测，以在符合条件下对所述超滤膜组单元进行启动或者停止;
超滤膜冲洗运行顺序控制单元，用于控制超滤膜组单元中冲洗设备按照步骤顺序依次启动，以对超滤膜组单元进行冲洗;
超滤膜化学清洗运行顺序控制单元，用于控制超滤膜组单元中清洗设备按照步骤顺序依次启动，以对超滤膜组单元进行化学清洗。
作为优选，在所述纳滤膜组单元中，所述顺序控制功能模块包括：
纳滤膜运行顺序控制单元，用于对纳滤膜组单元中设备依次进行检测，以在符合条件下对所述纳滤膜组单元进行启动或者停止;
纳滤膜冲洗运行顺序控制单元，用于控制纳滤膜组单元中冲洗设备按照步骤顺序依次启动，以对纳滤膜组单元进行冲洗;
纳滤膜化学清洗运行顺序控制单元，用于控制纳滤膜组单元中清洗设备按照步骤顺序依次启动，以对纳滤膜组单元进行化学清洗。
作为优选，在所述反渗透膜处理单元中，所述顺序控制功能模块包括：
反渗透膜运行顺序控制单元，用于对反渗透膜组单元中设备依次进行检测，以在符合条件下对所述反渗透膜组单元进行启动或者停止;
反渗透膜冲洗运行顺序控制单元，用于控制反渗透膜组单元中冲洗设备按照步骤顺序依次启动，以对反渗透膜组单元进行冲洗;
反渗透膜化学清洗运行顺序控制单元，用于控制反渗透膜组单元中清洗设备按照步骤顺序依次启动，以对反渗透膜组单元进行化学清洗。
本发明还提供了一种基于上述系统的控制方法，包括：
步骤(1)控制所述超滤膜组单元、所述纳滤膜组单元和所述反渗透膜处理单元启动以及停止;
步骤(2)控制所述超滤膜组单元、所述纳滤膜组单元和所述反渗透膜处理单元进行冲洗;
步骤(3)控制所述超滤膜组单元、所述纳滤膜组单元和所述反渗透膜处理单元进行化学清洗;
步骤(4)所述超滤膜组单元、所述纳滤膜组单元和所述反渗透膜处理 单元中任一单元出现严重故障时或系统出现运行不稳定时，触发该单元的所述控制系统功能连锁，将该单元停止。
作为优选，所述步骤(1)中包括：
对所述超滤膜组单元启动准备阶段，对所述超滤膜组单元中的设备进行检测，满足要求时依次启动阀门和循环泵，以使所述超滤膜组单元进入正常运行状态;
对所述纳滤膜组单元启动准备阶段，对所述纳滤膜组单元中的设备进行检测，满足要求时启动阀门、进水泵、增压泵和循环泵，以使所述纳滤膜组单元进入正常运行状态;
对所述反渗透膜处理单元启动准备阶段，对所述反渗透膜处理单元中的设备进行检测，满足要求时启动阀门、进水泵、循环泵和增加泵，以使所述反渗透膜处理单元进入正常运行状态;
停止运行所述超滤膜组单元、所述纳滤膜组单元以及所述反渗透膜处理单元时，关闭所述阀门以及泵类设备的顺序和启动时的顺序相反。
作为优选，所述步骤(2)包括：
步骤(2-1)分别在所述超滤膜组单元、所述纳滤膜组单元和所述反渗透膜处理单元中启动准备阶段，进行自检，为膜冲洗做准备，要求清洗水罐高液位，泵阀无故障;
步骤(2-2)开启相应的阀门，时间延迟约5秒
步骤(2-3)启动冲洗泵，所述膜组单元进入正常运行状态;
步骤(2-4)保持管路系统的压力;
步骤(2-5)停止所述冲洗泵，时间延迟10秒;
步骤(2-6)关闭所述阀门，时间延迟5秒，系统待运行。
作为优选，所述步骤(3)中包括：
步骤(3-1)分别在所述超滤膜组单元、所述纳滤膜组单元和所述反渗透膜处理单元中启动准备阶段，进行自检，为膜化学做准备，要求清洗水罐高液位，泵阀无故障，清洗水罐pH值达到设定值。
步骤(3-2)开启相应阀门，时间延迟约5秒;
步骤(3-3)启动冲洗泵，延时20秒;
步骤(3-4)启动循环泵，所述膜组单元进入正常运行状态;
步骤(3-5)保持管路系统的压力;
步骤(3-6)停止所述循环泵，时间延迟10秒;
步骤(3-7)停止所述冲洗泵，时间延迟10秒;
步骤(3-8)关闭所述阀门，时间延迟5秒，系统待运行。
作为优选，所述控制系统功能连锁包括三个级别的连锁：
3级连锁：最高级连锁，当出现非常严重故障时，运行人员按下柜门上急停按钮，立即停止超滤所有泵的运行，同时将所有组的超滤系统全部停止运行;
2级连锁：满足触发条件，停止所有组超滤运行顺序控制;
1级连锁：满足触发条件，停止本组所有泵运行，同时停止本组所有顺序控制。
本发明采用工业上通用的控制设备，对所述控制设备进行整合，通过结构化软件开发，大大缩短了软件的开发和调试周期，提高了控制系统的可靠性和抗干扰性。在实际生产中该控制系统一次上电调试成功，整个控制系统调试时间不到同类设备调试时间一半。整个系统投入生产之后，控制系统运行稳定可靠，没有出现设备误动情况，保证整个生产正常有序的进行，出水水质也到达设计要求。