申请日2020.06.23
公开(公告)日2020.07.31
IPC分类号C02F9/14; C02F1/00; G05B19/418
摘要
本发明实施例提供一种工业园区污水智能管控平台，包括：水质调节系统，水质监控系统以及应急处置系统;水质调节系统包括分质收集单元以及均质调节单元，分质收集重污染企业，轻污染企业以及生活区污水，均质调节收集的污水至污水处理厂生化系统;水质监控系统包括监测单元，数据处理单元以及控制单元，监测平台各环节中的污水水质，追溯超标排放企业，预测企业排放水质特征，并控制各环节排水的启停，流量以及停留时间;应急处置系统用于处理来事故污水，并送至污水处理厂生化系统。该平台，能够使污水分质收集，分质调节，事故污水应急处置，实现了污水水质实时分析、实时监控、实时调配，使得污水处理厂前端污水源可控制更强，安全性更高。
权利要求书
1.一种工业园区污水智能管控平台，其特征在于，包括：水质调节系统(1)，水质监控系统(2)以及应急处置系统(3);
所述水质调节系统(1)包括分质收集单元以及均质调节单元，所述分质收集单元用于分别收集重污染企业，轻污染企业以及生活区输送的污水，所述均质调节单元用于将所述分质收集单元收集的污水进行均质混合，并将均质后的污水输送至污水处理厂生化系统(4);
所述水质监控系统(2)包括监测单元，数据处理单元以及控制单元;所述监测单元用于分别监测所述重污染企业和所述轻污染企业的管网末端的进水水质，所述均质调节单元的均质污水水质，以及所述应急处置系统(3)中的污水水质，并将监控数据传输至所述数据处理单元;
所述数据处理单元包括数据反溯模块以及水质预测模块，所述数据反溯模块用于根据计算分析所述监测单元监测的所述进水水质监控数据，追溯超标排放企业;所述水质预测模块用于根据计算分析所述均质调节系统的水质监控数据，预测企业排放水质特征，对所述污水处理厂生化系统(4)进行指导性的工艺参数调整;
所述控制单元用于控制各环节排水的启停，流量以及停留时间，若所述重污染企业和所述轻污染企业的水质监控数据超过监测指标的安全预设值，则关闭对应所述管网末端进水管道，并启动所述应急处置系统(3);
所述应急处置系统(3)用于处理来自所述重污染企业的事故污水，并将达到监测指标的所述事故污水输送至所述污水处理厂生化系统(4)。
2.根据权利要求1所述的工业园区污水智能管控平台，其特征在于，所述分质收集单元的进水通道，所述均质调节单元的进水通道以及所述应急处置系统的出水通道均设置有流量控制阀，电连接于所述控制单元，并根据所述监测单元的监控数据控制输水流量。
3.根据权利要求1所述的工业园区污水智能管控平台，其特征在于，所述分质收集单元包括重污染工业污水收集区(101)，轻污染污水收集区(102)，第一沉淀区(103)以及第二沉淀区(104);所述均质调节单元包括第一调节区(105);所述应急处置系统(3)包括反应区，第三沉淀区(302)以及第二调节区(303)。
4.根据权利要求3所述的工业园区污水智能管控平台，其特征在于，所述应急处置系统(3)的反应区包括高级氧化单元(301)用于氧化所述事故污水，并根据所述监测单元对所述事故污水的监控数据，调节所述高级氧化单元(301)的药剂投加量。
5.根据权利要求1所述的工业园区污水智能管控平台，其特征在于，所述监测单元的监测指标包括COD，氨氮以及盐分。
6.根据权利要求1所述的工业园区污水智能管控平台，其特征在于，所述重污染企业的管网末端进水管道中，化工污水管道采用一企一管压力输送，其余管道采用压力合流输送，所述轻污染企业的管网末端进水管道采用重力合流输送。
7.根据权利要求1所述的工业园区污水智能管控平台，其特征在于，所述工业园区污水智能管控平台还包括可视化操作平台，用于显示数据，设置各调配参数以及控制各系统。
8.一种基于工业园区污水智能管控平台的控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1-7任一项所述的平台，所述方法包括：
通过管网末端进水管道分别收集重污染企业，轻污染企业以及生活区输送的污水;
将收集的污水进行均质混合，并将均质后的污水输送至污水处理厂生化系统(4);
分别监测所述重污染企业和所述轻污染企业的管网末端的进水水质，均质污水水质，以及应急处置的污水水质，并收集监控数据;
根据计算分析所述进水水质的监控数据，追溯超标排放企业;
根据计算分析所述均质污水水质的监控数据，预测企业排放水质特征，对所述污水处理厂生化系统进行指导性的工艺参数调整;
根据所述监控数据控制各环节排水的启停，流量以及停留时间，若所述重污染企业的水质监控数据超过监测指标的安全预设值，则关闭对应所述管网末端进水管道，并启动应急处置方法;
根据所述应急处置方法处理来自所述重污染企业的事故污水，并将达到监测指标的所述事故污水输送至所述污水处理厂生化系统(4)。
9.根据权利要求8所述的基于工业园区污水智能管控平台的控制方法，其特征在于，所述根据计算分析所述进水水质的监控数据，追溯超标排放企业，具体包括：
收集企业排水时间，排放量，超标次数以及超标倍数等特征数据，经过大数据分析，得到企业特征，所述企业特征包括企业的排放规律，企业的环保信誉值等信息;
当所述进水水质的监控数据超出所述监测指标的安全预设值，将所得到的企业特征与数据库中的原企业特征数据进行比对，得到企业可疑度排名。
10.根据权利要求8所述的基于工业园区污水智能管控平台的控制方法，其特征在于，所述根据所述监控数据控制各环节排水的启停，流量以及停留时间，若所述重污染企业的水质监控数据超过监测指标的安全预设值，则关闭对应所述管网末端进水管道，并启动应急处置方法，具体包括：
在收集污水时，根据所述重污染企业的管网末端的进水水质的监控数据，控制所述重污染企业的进水开关;若所述重污染企业进水水质监控数据高于监测指标的安全预设值，则关闭对应所述管网末端进水管道，并启动应急处置方法;
在均质污水时，根据所述重污染工业污水收集区(101)以及所述轻污染污水收集区(102)经沉淀后的水质监控数据，分别控制高浓度工业污水以及低浓度污水的进水流量;若所述均质污水水质的监控数据低于监测指标的污染预设值，则分别控制调高所述高浓度工业污水和/或低浓度污水的进水量;若所述均质污水水质的监控数据高于监测指标的污染预设值，则分别控制调低所述高浓度工业污水和/或低浓度污水的进水量;
所述应急处置方法采用高级氧化方法氧化事故污水，并根据所述事故污水水质的监控数据调节所述高级氧化方法的药剂投加量。
说明书
工业园区污水智能管控平台及其控制方法
技术领域
本发明涉及废水收集领域，尤其涉及一种工业园区污水智能管控平台及其控制方法。
背景技术
我国的工业园区包括各种类型的开发区，如国家级经济技术开发区、高新技术产业开发区、保税区、出口加工区以及各类省级工业园区、甚至还有部分纯化工企业的化工园区等。而工业园区内的部分企业会产生具有重污染的工业废水，部分企业则只有生活污水无重污染的工业废水。大部分工业园区污水处理厂均无调节池，来水直接进入生化系统进行处理，而工业园区仍然采用传统的市政污水(重力合流)的收集模式，前端废水水质控源截污能力较差，因此，污水处理厂生化系统时常因偶然的水质恶化造成生化系统崩溃，严重时则造成末端尾水超标并对周边水体造成污染的环境事件，对园区污水厂的污水处理效率带来一定处理难度。因此，在环保管理日益提高，污水处理要求和排放标准不断提高的前提下，合理的采用先进的污水收集手段已成为工业园区污水处理的关键问题。
目前，制约工业园区污水收集系统发展的原因主要有以下三个方面：(1)园区管网建设基础水平落后，基本无分质收集理念，均采用重力合流的模式;(2)企业水质掌握能力较差，重污染企业数量、排水特征均无详细的数据掌握，溯源和管控难度大;(3)出现超标废水，应急处置能力较弱，无法进行快速切换重污染废水并进行及时处理。
国内有部分化工园区(江苏省全面推行、浙江省部分园区实施)已经采用一企一管压力输送的模式，即每家企业专用管道输送至分质收集监控池，经环保部门认定检测合格后排放至收集池，然后再合流输送至园区污水厂进行二次处理。这类型工业废水收集模式在工程运用中以压力输送和仪器监控为主要手段，从而达到对园区企业废水中的污染物(COD、氨氮为主要指标)达到工业园区接管标准。此类收集模式在废水达到园区接管标准上具有很好的管控模式，但基础投资较大，且无法实行分质收集，对于节能降耗、快速降解方面还缺乏相应的技术手段。
在污水收集系统的智能管控方面，目前工业园区还处于起步阶段，部分先进的园区则采用了PLC一企一管自动控制系统，能够实现超标关阀，超标停泵等自动化水平，对于控源截污、杜绝超标排放上具有一定的控制手段和监管力度，但在整体分质收集、分质调配方面还缺少突破，无法对已排废水实现统筹管控、水质预测、水质调节，限制了污水处理厂来水水质的有效梳理。
因此，如何同时具有园区工业废水规范化收集和智能管控两大核心功能，从而使园区废水收集系统具有较高的收集效率、管控效率、调配效率对于保证园区污水处理厂的处理效果就至关重要。
发明内容
本发明的目的在于改变现有工业废水普遍存在的工业废水源强控制力度低、污水厂进水调配能力差和智能管控能力不高的现状，提供了一种工业园区污水智能管控平台及其控制方法。
一方面，本发明实施例提供了一种工业园区污水智能管控平台，包括：水质调节系统，水质监控系统以及应急处置系统;
水质调节系统包括分质收集单元以及均质调节单元，分质收集单元用于分别收集重污染企业，轻污染企业以及生活区输送的污水，均质调节单元用于将分质收集单元收集的污水进行均质混合，并将均质后的污水输送至污水处理厂生化系统;
水质监控系统包括监测单元，数据处理单元以及控制单元;监测单元用于分别监测重污染企业和轻污染企业的管网末端的进水水质，均质调节单元的均质污水水质，以及应急处置系统中的污水水质，并将监控数据传输至数据处理单元;
数据处理单元包括数据反溯模块以及水质预测模块，数据反溯模块用于根据计算分析监测单元监测的进水水质监控数据，追溯超标排放企业;水质预测模块用于根据计算分析均质调节系统的水质监控数据，预测企业排放水质特征，对污水处理厂生化系统进行指导性的工艺参数调整;
控制单元用于控制各环节排水的启停，流量以及停留时间，若重污染企业和轻污染企业的水质监控数据超过监测指标的安全预设值，则关闭对应所述管网末端进水管道，并启动应急处置系统;
应急处置系统用于处理来自重污染企业的事故污水，并将达到监测指标的事故污水输送至污水处理厂生化系统。
在一些可选的实施例中，分质收集单元的进水通道，均质调节单元的进水通道以及应急处置系统的出水通道均设置有流量控制阀，电连接于控制单元，并根据监测单元的监控数据控制输水流量。
在一些可选的实施例中，分质收集单元包括重污染工业污水收集区，轻污染污水收集区，第一沉淀区以及第二沉淀区;均质调节单元包括第一调节区;应急处置系统包括反应区，第三沉淀区以及第二调节区。
在一些可选的实施例中，应急处置系统的反应区包括高级氧化单元用于氧化事故污水，并根据监测单元对事故污水的监控数据，调节高级氧化单元的药剂投加量。
在一些可选的实施例中，监测单元的监测指标包括COD，氨氮以及盐分。
在一些可选的实施例中，重污染企业的管网末端进水管道中，化工污水管道采用一企一管压力输送，其余管道采用压力合流输送，轻污染企业的管网末端进水管道采用重力合流输送。
在一些可选的实施例中，工业园区污水智能管控平台还包括可视化操作平台，用于显示数据，设置各调配参数以及控制各系统。
另一方面，本发明实施例还提供了一种基于工业园区污水智能管控平台的控制方法，应用于如上述各方面的平台，包括：
通过管网末端进水管道分别收集重污染企业，轻污染企业以及生活区输送的污水;
将收集的污水进行均质混合，并将均质后的污水输送至污水处理厂生化系统;
分别监测重污染企业和轻污染企业的管网末端的进水水质，均质污水水质，以及应急处置的污水水质，并收集监控数据;
根据计算分析进水水质的监控数据，追溯超标排放企业;
根据计算分析均质污水水质的监控数据，预测企业排放水质特征，对污水处理厂生化系统进行指导性的工艺参数调整;
根据监控数据控制各环节排水的启停，流量以及停留时间，若重污染企业的水质监控数据超过监测指标的安全预设值，则关闭对应管网末端进水管道，并启动应急处置方法;
根据应急处置方法处理来自重污染企业的事故污水，并将达到监测指标的事故污水输送至污水处理厂生化系统。
在一些可选的实施例中，根据计算分析进水水质的监控数据，追溯超标排放企业，具体包括：
收集企业排水时间，排放量，超标次数以及超标倍数等特征数据，经过大数据分析，得到企业特征，企业特征包括企业的排放规律，企业的环保信誉值等信息;
当监控数据超出监测指标的安全预设值，将所得到的企业特征与数据库中的原企业特征数据进行比对，得到企业可疑度排名。
在一些可选的实施例中，根据监控数据控制各环节排水的启停，流量以及停留时间，若重污染企业的水质监控数据超过监测指标的安全预设值，则关闭对应管网末端进水管道，并启动应急处置方法，具体包括：
在收集污水时，根据重污染企业的管网末端的进水水质的监控数据，控制重污染企业的进水开关;若重污染企业进水水质监控数据高于监测指标的安全预设值，则关闭对应管网末端进水管道，并启动应急处置方法;
在均质污水时，根据重污染工业污水收集区以及轻污染污水收集区经沉淀后的水质监控数据，分别控制高浓度工业污水以及低浓度污水的进水流量;若均质污水水质的监控数据低于监测指标的污染预设值，则分别控制调高高浓度工业污水和/或低浓度污水的进水量;若均质污水水质的监控数据高于监测指标的污染预设值，则分别控制调低高浓度工业污水和/或低浓度污水的进水量;
应急处置方法采用高级氧化方法氧化事故污水，并根据事故污水水质的监控数据调节高级氧化方法的药剂投加量。
上述技术方案具有如下有益效果：本发明提出的工业园区污水智能管控平台及其控制方法，通过升级改造工业园区污水收集系统，通过智能管控平台，以大数据分析、人工智能为核心技术，将污水收集系统、水质在线监控系统通过互联网技术进行有效连接，实现了污水水质实时分析、实时监控、实时调配，大大提高了污水处理厂前端污水源的质量，从根本上改变了控源难度大的问题。同时，可在突然事故状态下，将高浓度的事故污水进行有效拦截，通过应急处置系统进行针对性处理，大大降低了事故的毒性和难降解性，从根本上杜绝了事故污水进入污水处理厂导致生化系统崩盘的可能。（发明人唐敏;涂勇;白永刚;张龙）