申请日2019.01.17
公开(公告)日2019.03.29
IPC分类号C02F3/12
摘要
本发明公开了一种污水处理的污泥精密监控系统及其监控方法，包括多个CAST池、曝气总管、回流泵、剩余泵、液位传感器、淤泥浓度检测仪和主控制器;在曝气总管的输出分别通过单池曝气调节阀与CAST池连接，在每一个单池曝气调节阀的后端安装有一个压力变送器，在每一个剩余泵的输出连接有一根外流剩余污泥总管路，在外流剩余污泥总管路上连接有剩余淤泥流量计，在每一个回流泵的输出连接有一根外流回流污泥总管路，在外流回流污泥总管路上连接有回流淤泥流量计，每一根外流剩余污泥总管路上还连接有与其他CAST池贯通的第一分支管路，每一根外流回流污泥总管路上还连接有分别与其他CAST池贯通的第二分支管路。本发明提高检测精度。
权利要求书
1.一种污水处理的污泥精密监控系统，包括一个以上的CAST池(1)，其特征在于还包括以下部件：
一根与鼓风机连接的曝气总管(2);
与CAST池(1)个数相同且分别放在对应每一个CAST池(1)内的回流泵(3);
与CAST池(1)个数相同且分别放在对应每一个CAST池(1)内的剩余泵(4);
与CAST池(1)个数相同且分别放在对应每一个CAST池(1)内的液位传感器(5);
与CAST池(1)个数相同且分别放在对应每一个CAST池(1)内的淤泥浓度检测仪(6);
一个用于对每一个CAST池(1)内的污泥量进行实时监控的主控制器(7);
其中，在曝气总管(2)的输出分别通过一个单池曝气调节阀(8)与对应的一个CAST池(1)连接，在每一个单池曝气调节阀(8)的后端安装有一个压力变送器(9)，在每一个剩余泵(4)的输出连接有一根外流剩余污泥总管路(10)，在外流剩余污泥总管路(10)上连接有剩余淤泥流量计(11)，在每一个回流泵(3)的输出连接有一根外流回流污泥总管路(12)，在外流回流污泥总管路(12)上连接有回流淤泥流量计(13)，所述每一根外流剩余污泥总管路(10)上还连接有分别与其他CAST池(1)贯通的第一分支管路(14)，所述每一根外流回流污泥总管路(12)上还连接有分别与其他CAST池(1)贯通的第二分支管路(15)，所述的鼓风机、回流泵(3)、剩余泵(4)、液位传感器(5)、淤泥浓度检测仪(6)、压力变送器(9)、单池曝气调节阀(8)、剩余淤泥流量计(11)和回流淤泥流量计(13)均与主控制器(7)信号连接实现根据曝气强度、液位、活性污泥采样值、回流污泥流量、剩余污泥排放流量计算单池内活性污泥剩余总量，并根据计算获得的活性污泥总量实现污泥转运优先级队列排序后将污泥排入其他CAST池(1)，最终控制各池体的回流和剩余污泥排放的先后顺序。
2.根据权利要求 1 所述的一种污水处理的污泥精密监控系统，其特征在于，在单池曝气调节阀(8)上连接有用于监测单池曝气盘前端压力的在线监测仪表(16)，且所述的在线监测仪表(16)与主控制器(7)连接。
3.根据权利要求 1 所述的一种污水处理的污泥精密监控系统，其特征在于，所述液位传感器(5)位于CAST池(1)的底部。
4.根据权利要求 1 所述的一种污水处理的污泥精密监控系统，其特征在于，在回流泵(3)上设有电子阀(17)。
5.一种污水处理的污泥精密监控系统的监控方法，其特征在于具体包括以下步骤：
根据温度、季节和各厂历史的工艺情况设定当前单池的污泥浓度MLSSset值和污泥泥龄SRT值;
先通过安装在各个单池曝气调节阀(8)后端的压力变送器(9)检测各位单池曝气调节阀(8)后端的压力值，用Pn表示;
然后通过安装在各CAST池(1)内的淤泥浓度检测仪(6)检测各池污泥浓度，并用MLSSn表示;
通过安装在各CAST池(1)内的液位传感器(5)检测各池液位的液位值，并用Leveln表示;然后通过获得的CAST池(1)内液位与曝气盘前端压力计算曝气盘压差，并比较现场曝气视觉感受强度，实时记录不同曝气强度对应压差值;
由主控器预先定义一个Stepn值作为当前各CAST池(1)工艺的处理阶段情况;且所述的Stepn值是按照各池工艺处理先后以及各池工艺处理时长进行自动计算获得的，并通过实时监测各CAST池(1)单位面积的污泥量，用Mudn表示;
当Stepn为曝气阶段，且Pn-Leveln>Pnset时，说明曝气强度达到设定值，此时Mudn=MLSSn×Leveln÷5.0，其中5.0为计算曝气满池液位，Pnset是由运行人员根据各池实际视觉感观曝气强度设定满曝压差的预先设定值;
并实时判断每池中Mudn值，当Mudn>=MLSSset，则启用当池的回流泵(3)、剩余泵(4)实现回流转运污泥和剩余污泥排放;当Mudn<=MLSSset，则停止当池的的回流泵(3)、剩余泵(4)，停止回流转运污泥和剩余污泥排放。
6.根据权利要求书5所述的一种污水处理的污泥精密监控系统的监控方法，其特征在于，在步骤G中，当多池满足允许回流或剩余排放时，比较各池Mudn值的大小，然后对各池Mudn值进行从大到小排序，然后按照从大到小进行优先回流的操作。
7.根据权利要求书5或6所述的一种污水处理的污泥精密监控系统的监控方法，其特征在于，在步骤G后加入以下步骤：
将被允许回流或剩余排放的池内的活性污泥总量与设定目标的活性污泥浓度进行实时比较，并计算污泥总量∑Mudn值，并获得剩余泵(4)的送流量Qs，然后按照以下公式计算出剩余污泥排泥时间：
Ts=(∑(Mudn×Sn))÷Qs÷SRT÷Ns，Ns为同时剩余排泥池个数，Sn为各池面积。
说明书
一种污水处理的污泥精密监控系统及其监控方法
技术领域
本发明涉及一种精密控制的技术领域，尤其是一种污水处理的污泥精密监控系统及其监控方法。
背景技术
CAST生物降解工艺(表示为周期循环活性污泥处理工艺)属于生物降解处理工艺，其中池体生活体活性紧密关系着工艺对污水的降解治理能力，其中池体活性污泥量影响着池内活性污泥泥龄、污泥活性以及活性污泥对水中营养体、氧等资源的需求量。而现有的CAST工艺活性污泥的控制是通过污泥回流和剩余污泥的排放和处理实现的。但由于现有的控制方法中多采用时间设定，如回流时间、剩余污泥排放周期和单次排放时间等，导致每组池体设置基本相同，而时间的设定单一，需要后期通过人为对相应时间段的活性污泥目标和实时活性污泥浓度检测值差异进行调整，导致调控及时性差，同时由于CAST工艺各池体工作时段温度、进水水质、进水水量、曝气量等存在差异，导致各池生物增量存在差异，仅靠一致的回流和剩余污泥去除控制设定难以较好控制各池污泥泥龄，且调控全依靠人工操作，劳动量大，另外污水厂进水存在一定的波动性，如雨期、早晚等，由于CAST工艺单池工艺时间相对固定，各池的工作最高液位随时间和进水量而不断变化，各池实时活性污泥浓度也随之发生较大变化，为周期设定等带来不确定因素，影响工艺运行人员正常，因此目前的检测淤泥的方法存心检测效果差、操作复杂，人工成本高的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种污水处理的污泥精密监控系统及其监控方法。本发明实现实现自动精确污泥控制，提高各池污泥总量调控及时性;另外还能够解决各池液位差异、工艺段差异等情况下的活性污泥总量精确计算的问题，最终提高检测效率，且操作简单，无需人工操作，最终降低人工成本。
为了实现上述目的，本发明所设计的一种污水处理的污泥精密监控系统，包括一个以上的CAST池，还包括以下部件：
一根与鼓风机连接的曝气总管;
与CAST池个数相同且分别放在对应每一个CAST池内的回流泵;
与CAST池个数相同且分别放在对应每一个CAST池内的剩余泵;
与CAST池个数相同且分别放在对应每一个CAST池内的液位传感器;
与CAST池个数相同且分别放在对应每一个CAST池内的淤泥浓度检测仪;
一个用于对每一个CAST池内的污泥量进行实时监控的主控制器;
其中，在曝气总管的输出分别通过一个单池曝气调节阀与对应的一个CAST池连接，在每一个单池曝气调节阀的后端安装有一个压力变送器，在每一个剩余泵的输出连接有一根外流剩余污泥总管路，在外流剩余污泥总管路上连接有剩余淤泥流量计，在每一个回流泵的输出连接有一根外流回流污泥总管路，在外流回流污泥总管路上连接有回流淤泥流量计，所述每一根外流剩余污泥总管路上还连接有分别与其他CAST池贯通的第一分支管路，所述每一根外流回流污泥总管路上还连接有分别与其他CAST池贯通的第二分支管路，所述的鼓风机、回流泵、剩余泵、液位传感器、淤泥浓度检测仪、压力变送器、单池曝气调节阀、剩余淤泥流量计和回流淤泥流量计均与主控制器信号连接实现根据曝气强度、液位、活性污泥采样值、回流污泥流量、剩余污泥排放流量计算单池内活性污泥剩余总量，并根据计算获得的活性污泥总量实现污泥转运优先级队列排序后将污泥排入其他CAST池，最终控制各池体的回流和剩余污泥排放的先后顺序。
进一步，为了提高检测效率，在单池曝气调节阀上连接有用于监测单池曝气盘前端压力的在线监测仪表，且所述的在线监测仪表与主控制器连接。
进一步，为了提高监测的准确性，所述液位传感器位于CAST池的底部。
进一步，为了便于控制，在回流泵上设有电子阀。
本发明还公开了一种污水处理的污泥精密监控系统的监控方法，其具体包括以下步骤：
A.根据温度、季节和各厂历史的工艺情况设定当前单池的污泥浓度MLSSset值和污泥泥龄SRT值;
B.先通过安装在各个单池曝气调节阀后端的压力变送器检测各位单池曝气调节阀后端的压力值，用Pn表示;
C.然后通过安装在各CAST池内的淤泥浓度检测仪检测各池污泥浓度，并用MLSSn表示;
D.通过安装在各CAST池内的液位传感器检测各池液位的液位值，并用Leveln表示;然后通过获得的CAST池内液位与曝气盘前端压力计算曝气盘压差，并比较现场曝气视觉感受强度，实时记录不同曝气强度对应压差值;
E.由主控器预先定义一个Stepn值作为当前各CAST池工艺的处理阶段情况;且所述的Stepn值是按照各池工艺处理先后以及各池工艺处理时长进行自动计算获得的，并通过实时监测各CAST池单位面积的污泥量，用Mudn表示;
F.当Stepn为曝气阶段，且Pn-Leveln>Pnset时，说明曝气强度达到设定值，此时Mudn=MLSSn×Leveln÷5.0，其中5.0为计算曝气满池液位，Pnset是由运行人员根据各池实际视觉感观曝气强度设定满曝压差的预先设定值;
G.并实时判断每池中Mudn值，当Mudn>=MLSSset，则启用当池的回流泵(3)、剩余泵实现回流转运污泥和剩余污泥排放;当Mudn<=MLSSset，则停止当池的的回流泵(3)、剩余泵，停止回流转运污泥和剩余污泥排放。
进一步，在步骤G中，当多池满足允许回流或剩余排放时，比较各池Mudn值的大小，然后对各池Mudn值进行从大到小排序，然后按照从大到小进行优先回流的操作。
进一步，在步骤G后加入以下步骤：
H.将被允许回流或剩余排放的池内的活性污泥总量与设定目标的活性污泥浓度进行实时比较，并计算污泥总量∑Mudn值，并获得剩余泵的送流量Qs，然后按照以下公式计算出剩余污泥排泥时间：
Ts=(∑(Mudn×Sn))÷Qs÷SRT÷Ns，Ns为同时剩余排泥池个数，Sn为各池面积。
本发明得到的一种污水处理的污泥精密监控系统及其监控方法，实现自动精确污泥控制，提高各池污泥总量调控及时性;另外还能够解决各池液位差异、工艺段差异等情况下的活性污泥总量精确计算的问题，最终提高检测效率，且操作简单，无需人工操作，最终降低人工成本。