申请日2018.01.19
公开(公告)日2018.06.26
IPC分类号C02F11/04; C02F11/12
摘要
本发明提供一种分散性污泥防治系统三态有限控制的方法，其主要特征在于是以分散性污泥系统中气态、液态、固态三种输出物质作为分散性污泥系统防治的有限控制对象，统一管理城市中分散性污泥设施和分散性污泥系统，建立两级分散性污泥处理设施，控制分散性污泥系统中的气态、液态、固态的物质输出，映射控制分散性污泥系统的输入、输出和状态，管控分散性污泥防治系统。该发明通过有限的控制条件，映射管理复杂的分散性污泥系统，管控分散性污泥“哪里来、在哪里、去哪里”的防治问题。
权利要求书
1.一种分散性污泥防治系统三态有限控制的方法，其特征在于是把城市或管理区域内居民产生的粪污作为分散性污泥系统状态主体，采取两级污泥处理的分散性污泥防治，把可降解污泥、污水、难降解污泥作为映射气、液、固三种物质状态的有限控制对象，把系统中有限控制对象以外的其他影响因素作为控制边界，单个分散性污泥处理设施是一个分散性污泥子系统，化粪池是分散性污泥一级处理设施，居民排入化粪池的粪污作为分散性污泥系统的一级输入物质，积累并控制管理粪污的存纳消减，从化粪池分类输出气态、液态、固态物质，在城市或区域内分散设有分质处理中转池，分质处理中转池是分散性污泥二级处理设施，将化粪池清掏的粪污运送输入分质处理中转池，输入分质处理中转池的粪污是分散性污泥系统的二级输入物质，二级输入的粪污在分质处理中转池内进行沉淀累积、分质分离、降解消化、浓缩处理，在达到系统控制时间节点时，从分质处理中转池分类输出气态、液态、固态物质，在分质处理中转池的污水输出路线上平行设有两条输出路线，一个是出水直排市政污水管网的污水输出路线，一个是出水经污水处理设施处理再排入市政污水管网的污水输出路线，设有出水控制装置控制污水输出路线的选用，通过根据污水输出标准要求，选用其中一条污水输出路线，分质处理中转池的固态输出物质进入后续污泥处理系统，进行污泥的最终处理处置，进行状态控制的前提是设定系统控制的状态主体和控制标准，控制的流程首先是管理分质处理中转池内的物理空间和累积物质输出，清掏排出符合污泥输出标准的固态输出物质，留出分质处理中转池内污泥处理空间，然后把城市污水处理厂进水水质低于设计水质标准的时间段作为粪污分质处理中转的最佳输入-输出处理时间，根据对城市或区域中化粪池使用数据的分析，在维持化粪池粪污衡敛消纳的基础上，匹配选择达到或趋于化粪池粪污清掏标准的化粪池，从匹配的化粪池中清掏粪污并输入分质处理中转池，管理分质处理中转池的单位时间粪污输入量、污水与污泥空间、污水停留时间、污泥停留时间，当出水水质不超过污水输出标准时，选用出水直排市政污水管网的污水输出路线，若出水水质接近或超出污水输出标准，选用出水经污水处理设施处理再排入市政污水管网的污水输出路线，或者停止向该分质处理中转池输入粪污，批次进行分质处理中转池的粪污处理，在一个批次的化粪池粪污输入分质处理中转池，分质处理中转池内粪污进行累积存纳、降解消化、分质分离浓缩、清排输出后，系统进入下一个批次的分散性污泥系统有限控制流程，重复上一批次的污泥处理过程，批次性进行两级污泥处理的分散性污泥防治。
2.根据权利要求1所述分散性污泥防治系统三态有限控制的方法，其特征在于所述分散性污泥一级处理设施是传统化粪池，或改进型化粪池，或沉淀池、或双层沉淀池、或消化池、或高位储泥消纳池。
3.根据权利要求1所述分散性污泥防治系统三态有限控制的方法，其特征在于所述分质处理中转池是对处理容器内污水、悬浮污泥、漂浮污泥、沉积污泥中的至少两种物质实现分质分离的处理设施。
4.根据权利要求1所述分散性污泥防治系统三态有限控制的方法，其特征在于所述化粪池分类输出气态、液态、固态物质是指粪污在化粪池内消化降解并释放的消化气是分散性污泥系统的气态输出物质，污水从化粪池中排入城市市政污水管网或污水处理设施，携带污染物的污水是分散性污泥系统的液态输出物质，从化粪池中清掏的粪污是分散性污泥系统的固态一级输出物质。
5.根据权利要求1所述分散性污泥防治系统三态有限控制的方法，其特征在于所述从分质处理中转池分类输出气态、液态、固态物质，是指可降解污泥在分质处理中转池内消化降解，所释放的消化气是分散性污泥系统的气态输出物质，分质处理中转池输出的污水是分散性污泥系统的液态输出物质，从分质处理中转池分离并清掏排出的浓缩污泥或沉渣或浮渣或稳定化污泥或沼液，是分散性污泥系统的固态二级输出物质。
6.根据权利要求1所述分散性污泥防治系统三态有限控制的方法，其特征在于所述污泥系统状态主体和控制标准是把污泥系统输入与系统输出之间的状态累积物质作为污泥系统状态主体，把趋于污水处理厂进水水质标准或市政污水管道排水水质要求作为分散性污泥防治系统的污水输出标准，把污泥最终处理处置的标准或要求作为分散性污泥防治系统的污泥输出标准。
说明书
一种分散性污泥防治系统三态有限控制的方法
技术领域
本发明涉及一种污泥处理系统防控的方法。
背景技术
污水处理的副产物是污泥，污泥的不当处理就会造成二次污染，化粪池是污水预处理设施，也是分散性污泥处理设施，化粪池一般截留了污水50-60%的污染物。根据最新的水污染防治法相关规定，污泥必须记录去向，现在的厕所是采用水冲方式，并采用抽粪车清掏化粪池的粪污，化粪池中粪污含水率高，处理量大，由于城市中缺少粪便处理厂或者距离太远，加上成本高和监管难等因素，造成粪污环卫过程的出现工作漏洞。有效的解决方案是在城市粪污环卫工作流程中增加分散性的分质处理中转池，对清掏粪污进行分质处理、浓缩、中转，能够预防和解决粪污污泥的环卫处理、二次污染、成本等问题。污泥的构成主要有可降解污泥和难降解污泥，可降解污泥消化降解为消化气等小分子物质，难降解污泥是相当稳定化的污泥。污泥系统是一个衡敛系统，通过系统的输入和输出构建了污泥系统状态，污泥系统的物质输出有消化气、污水、污泥三个系统输出方向。可降解污泥消化降解产生消化气，污泥处理设施中可降解污泥的数量和降解速率映射消化气的产量和输出;污水携带污染物，不同水质的污水输出携带了不同数量的污染物，排入市政污水管道的污水同时也是输入污水处理厂的污水。污泥是浓缩的污染物，相对而言是固态污染物，难降解污泥是累积性污泥，累积性污泥直接影响污泥处理设施或系统物理空间的分配，清掏排放累积性污泥是管控污泥防治系统物理空间的一种有效措施。污泥系统是一个衡敛系统，普遍存在状态时滞现象，通过系统状态数据的收集、管理、分析，用系统数据匹配系统状态条件与系统状态的映射关系，实现对系统状态时滞的管理。在污泥系统状态的边界条件中，有固定条件、自然条件、弱作用条件、强作用条件等诸多影响因素，在状态控制过程中不可能兼顾所有的因素，因此通过有限的特定条件或者强作用条件进行状态控制，把系统其他条件作为系统状态的控制边界，把污泥系统中的分质物质和气、液、固三种系统输出作为有限控制对象。污泥系统的输入和输出属于强作用条件，通过对污泥系统中气、液、固三种状态输出的控制管理，映射影响分散性污泥防治系统中物理空间分配和系统时间管理，进而达到对分散性污泥“哪里来、在哪里、哪里去”的可控性管理。
发明内容
本发明目的是为了解决城市分散性污泥防治系统的管理问题，根据污泥系统状态控制理论，设计一种通过控制管理分散性污泥防治系统中气态、液态、固态三种状态及输出，对分散性污泥防治系统进行有限控制的方法。
本发明技术方案的方法是把城市或管理区域内居民产生的粪污作为分散性污泥系统状态主体，采取两级污泥处理的分散性污泥防治，把可降解污泥、污水、难降解污泥作为映射气、液、固三种物质状态的有限控制对象，把系统中有限控制对象以外的其他影响因素作为控制边界，单个分散性污泥处理设施是一个分散性污泥子系统，化粪池是分散性污泥一级处理设施，居民排入化粪池的粪污作为分散性污泥系统的一级输入物质，积累并控制管理粪污的存纳消减，从化粪池分类输出气态、液态、固态物质，在城市或区域内分散设有分质处理中转池，分质处理中转池是分散性污泥二级处理设施，将化粪池清掏的粪污运送输入分质处理中转池，输入分质处理中转池的粪污是分散性污泥系统的二级输入物质，二级输入的粪污在分质处理中转池内进行沉淀累积、分质分离、降解消化、浓缩处理，在达到系统控制时间节点时，从分质处理中转池分类输出气态、液态、固态物质，在分质处理中转池的污水输出路线上平行设有两条输出路线，一个是出水直排市政污水管网的污水输出路线，一个是出水经污水处理设施处理再排入市政污水管网的污水输出路线，设有出水控制装置控制污水输出路线的选用，通过根据污水输出标准要求，选用其中一条污水输出路线，分质处理中转池的固态输出物质进入后续污泥处理系统，进行污泥的最终处理处置，进行状态控制的前提是设定系统控制的状态主体和控制标准，控制的流程首先是管理分质处理中转池内的物理空间和累积物质输出，清掏排出符合污泥输出标准的固态输出物质，留出分质处理中转池内污泥处理空间，然后把城市污水处理厂进水水质低于设计水质标准的时间段作为粪污分质处理中转的最佳输入-输出处理时间，根据对城市或区域中化粪池使用数据的分析，在维持化粪池粪污衡敛消纳的基础上，匹配选择达到或趋于化粪池粪污清掏标准的化粪池，从匹配的化粪池中清掏粪污并输入分质处理中转池，管理分质处理中转池的单位时间粪污输入量、污水与污泥空间、污水停留时间、污泥停留时间，当出水水质不超过污水输出标准时，选用出水直排市政污水管网的污水输出路线，若出水水质接近或超出污水输出标准，选用出水经污水处理设施处理再排入市政污水管网的污水输出路线，或者停止向该分质处理中转池输入粪污，批次进行分质处理中转池的粪污处理，在一个批次的化粪池粪污输入分质处理中转池，分质处理中转池内粪污进行累积存纳、降解消化、分质分离浓缩、清排输出后，系统进入下一个批次的分散性污泥系统有限控制流程，重复上一批次的污泥处理过程，批次性进行两级污泥处理的分散性污泥防治。
所述分散性污泥一级处理设施是传统化粪池，或改进型化粪池，或沉淀池、或双层沉淀池、或消化池、或高位储泥消纳池。
所述分质处理中转池是对处理容器内污水、悬浮污泥、漂浮污泥、沉积污泥中的至少两种物质实现分质分离的处理设施。
所述化粪池分类输出气态、液态、固态物质是指粪污在化粪池内消化降解并释放的消化气是分散性污泥系统的气态输出物质，污水从化粪池中排入城市市政污水管网或污水处理设施，携带污染物的污水是分散性污泥系统的液态输出物质，从化粪池中清掏的粪污是分散性污泥系统的固态一级输出物质。
所述从分质处理中转池分类输出气态、液态、固态物质，是指可降解污泥在分质处理中转池内消化降解，所释放的消化气是分散性污泥系统的气态输出物质，分质处理中转池输出的污水是分散性污泥系统的液态输出物质，从分质处理中转池分离并清掏排出的浓缩污泥或沉渣或浮渣或稳定化污泥或沼液，是分散性污泥系统的固态二级输出物质。
所述污泥系统状态主体和控制标准是把污泥系统输入与系统输出之间的状态累积物质作为污泥系统状态主体，把趋于污水处理厂进水水质标准或市政污水管道排水水质要求作为分散性污泥防治系统的污水输出标准，把污泥最终处理处置的标准或要求作为分散性污泥防治系统的污泥输出标准。
本发明根据衡敛系统状态控制的原理，通过有限的状态条件对分散性污泥防治系统进行状态控制，从系统输出管理的角度对分散性污泥系统进行状态控制。本发明的有益之处在系统性管理分散性污泥“哪里来、在哪里、去哪里”，用有限的污泥系统输出条件对复杂的污泥系统进行控制。
具体实施方式：
本发明的实施方式是根据设施处理规模、污泥量、污泥龄、污水停留时间、污水水质、地理位置、环境条件等系统状态因素，对城市中的分散性污泥处理设施统一建档，在城市中建立两级污泥处理的分散性污泥防治系统，居民粪污输入分散性污泥一级处理设施，并以气液固三种物质状态输出，从分散性污泥一级处理设施清掏的粪污输入城市中分散的分质处理中转池，并以气液固三种物质状态输出，分质处理中转池是分散性污泥二级处理设施，分质处理中转池的出水输出路线上有两条污水输出路线，有出水控制装置控制出水路线，一条是直排市政污水管道的输出路线，一条是经污水处理设施处理后排入市政污水管道的两条输出路线，在分质处理中转池中的污泥达到清掏时间节点时，清掏输出固态输出物质，把城市污水处理厂进水水质低于设计水质标准的时间段作为粪污分质处理中转的最佳输入-输出处理时间，根据对城市或区域中化粪池使用数据的分析，匹配选择达到或趋于化粪池清掏标准的化粪池子系统，从匹配的化粪池中清掏粪污并输入分质处理中转池，控制管理分质处理中转池的粪污输入量、污水与污泥空间、污水停留时间、污泥停留时间，当出水水质不超过污水输出标准时，选用出水直排市政污水管网的污水输出路线，若出水水质接近或超出污水输出标准，选用出水经污水处理设施处理再排入市政污水管网的污水输出路线，或者停止向该分质处理中转池输入粪污，批次进行分质处理中转池的粪污处理，在一个批次的化粪池粪污输入分质处理中转池，分质处理中转池内粪污进行累积存纳、降解消化、分质分离浓缩、清排输出后，系统进入下一个批次的分散性污泥系统有限控制流程，重复上一批次的污泥处理过程，进行批次性两级污泥处理的分散性污泥防治。