污水的能量回收系统及控制方法与流程

本发明涉及换热控制领域，具体而言，涉及一种污水的能量回收系统及控制方法。

背景技术：

相关技术中，在生产作业中，污水排放的污水温度很高，甚至高达87-88℃，若污水直接进入污水池，会造成污水热量的很大浪费，且影响污水厂的处理。此外，在染色、漂洗等生产工艺中用水温度较高，生产用水需要额外加热，需要耗费较大资源。此外，污水排放系统采用人工控制水泵泵压的方式控制污水排放，无法保证对排污工况变化进行及时响应，工作可靠性差。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一方面提出了一种至少在一定程度上能节约能源且工作可靠性高的污水的能量回收系统。

本发明的第二方面提出了一种污水的能量回收系统的控制方法。

本发明的第三方面提出了一种非临时性可读存储介质。

本发明的第四方面提出了一种污水的能量回收设备。

根据本发明第一方面所述的污水的能量回收系统，包括污水抽取装置、换热装置和控制器，所述污水抽取装置用于抽取高温的工业污水，所述换热装置包括第一通路和第二通路，所述第一通路用于流经所述工业污水，所述第二通路用于流经低温的工艺用水，其中，所述换热装置用于对所述工业污水和所述工艺用水进行热交换，以利用所述工艺用水回收所述工业污水的热能，所述控制器与所述污水抽取装置相连，以控制所述污水抽取装置的污水抽取量，调节所述换热装置的换热效率。

根据本发明第一方面所述的污水的能量回收系统，工业污水可以对工艺用水进行高效换热，无需另对工艺用水加热，节约了能源。

进一步地，所述污水抽取装置包括过滤器和污水泵，所述过滤器用于过滤所述工业污水的杂质，所述过滤器的上游设有污水中转水坑，所述污水泵用于从所述污水中转水坑抽取污水并经由所述过滤器过滤后流至所述换热装置。

进一步地，所述控制器用于根据所述污水中转水坑的水位、流速、温度和压力中的至少一个调节所述污水泵的泵压。

进一步地，所述污水中转水坑设有溢流通道，所述溢流通道与污水池相连，以在所述污水中转水坑中的水位达到所述溢流通道时，将工业污水自动排入所述污水池。

进一步地，所述能量回收系统还包括工艺用水水泵，以调节流经所述第二通路的工艺用水的流量，其中，所述工艺用水水泵由所述控制器控制。

根据本发明第二方面的污水的能量回收系统的控制方法，包括以下步骤：

接收控制信号；

根据所述控制信号抽取高温的工业污水，以对所述工业污水和工艺用水进行热交换，利用所述工艺用水回收所述工业污水的热能。

根据本发明第二方面所述的污水的能量回收系统的控制方法，工业污水可以对工艺用水进行高效换热，无需另对工艺用水加热，节约了能源。

进一步地，所述根据所述控制信号抽取高温的工业污水，包括：

检测工业污水的水位、流速、温度和压力中的至少一个；

根据所述工业污水的水位、流速、温度和压力中的至少一个调节所述工业污水的抽取量。

进一步地，所述控制方法还包括：

调节工艺用水的流量，以调节所述工艺用水回收所述工业污水的热能的效率。

根据本发明第三方面的非临时性可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明第二方面所述的污水的能量回收系统的控制方法。

根据本发明第三方面所述的非临时性可读存储介质，工业污水可以对工艺用水进行高效换热，无需另对工艺用水加热，节约了能源。

根据本发明第四方面的污水的能量回收设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的污水的能量回收程序，所述处理器执行所述污水的能量回收程序时实现本发明第二方面所述的污水的能量回收系统的控制方法。

根据本发明第四方面所述的污水的能量回收设备，工业污水可以对工艺用水进行高效换热，无需另对工艺用水加热，节约了能源。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明实施例的污水的能量回收设备的结构示意图；

图2是本发明实施例的污水的能量回收系统的控制方法的流程图。

附图标记：

能量回收系统100，污水中转水坑1，污水池温度探测器10，污水输入管路11，第一通路12，第一常用管路121，第一备用管路122，第二常用管路123，第二备用管路124，溢流通道13，污水泵14，常用污水泵141，备用污水泵142，污水流量计15，污水温度探测器16，污水压力探测器17，过滤器18，冲洗回路181，水位计19，换热装置2，工艺用水池3，工艺用水池温度探测器30，工艺用水输出管路31，第二通路32，工艺用水泵33，工艺用水流量计34，工艺用水温度探测器35，工艺用水压力探测器36，污水处理终端41，工艺用水终端42，生产端43，控制器5，污水池6。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图并参考具体实施例描述本发明。

首先结合图1描述本发明实施例的能量回收系统100。

如图1所示，本发明实施例的能量回收系统100可以包括污水抽取装置(例如过滤器和污水泵等)、换热装置2和控制器5。污水抽取装置用于抽取高温的工业污水，换热装置2包括第一通路12和第二通路32，第一通路12用于流经工业污水，第二通路32用于流经低温的工艺用水，其中，换热装置2用于对工业污水和工艺用水进行热交换，以利用工艺用水回收工业污水的热能，控制器5与污水抽取装置相连，以控制污水抽取装置的污水抽取量，调节换热装置的换热效率。由此可以保证工业污水的抽取量与待换热的工艺用水量对应，以使目标工艺用水热量值与污水热量值相等，使工业污水与工艺用水之间的换热效率最高。

由此，工业污水可以对工艺用水进行高效换热，无需另对工艺用水加热，节约了能源。

具体地，污水抽取装置包括过滤器18和污水泵14，过滤器18用于过滤工业污水的杂质，过滤器18的上游设有污水中转水坑1，污水中转水坑1连接有污水输入管路11以及第一通路12，生产端43(例如染色、漂洗等生产线)排放的污水可以通过污水输入管路11流入污水中转水坑1暂时储存，第一通路12可以将污水中转水坑1的污水通过换热装置2后运送至污水处理终端41(例如污水处理厂)进行污水处理。

过滤器18用于过滤污水中的杂质(例如细毛、砂石等杂质)，污水在经过过滤器18过滤后进入换热装置2，以污水中的杂质避免对换热装置2造成伤害。在一些示例中，过滤器18可以为篮式过滤器、滤袋式过滤器或固定滤网式过滤器。

具体地，控制器5用于根据污水中转水坑1的水位、流速、温度和压力中的至少一个调节污水泵14的泵压。例如，控制器可以在污水中转水坑1的污水水位较高、或污水压力较大、或污水流速较快时，可以及时将工业污水从污水中转水坑1排出，避免污水中转水坑1中的污水溢流。控制器可以在污水中转水坑1的工业污水温度较高时，可以将较少流量的工业污水从污水中转水坑1排出，以避免工业污水的热量浪费，提高换热性能。

如图1所示，工艺用水池3内储存有用于生产的水，工艺用水池3连接有工艺用水输出管路31以及第二通路32，第二通路32可以将工艺用水池3的用于生产的工艺用水通过换热装置2与污水换热后流回工艺用水池3。例如工艺用水可以通过换热装置2与污水进行间接加热，以使工艺用水池3内的工艺用水具有合适的温度，由此无需额外对工艺用水加热，节约了能源。当工艺用水池3内的工艺用水温度达到生产需求时，工艺用水输出管路31可以将工艺用水池3的工艺用水运送至工艺用水终端42(例如染色、漂洗等生产线)。

其中，第一通路12连接有污水泵14，污水泵14用于驱动污水中转水坑1的污水通过第一通路12流动至污水中转水坑1内设有水位计19，污水泵14适于根据污水中转水坑1内的污水水位高度自动启停。污水水位高度高于或等于污水中转水坑1的最低水位时时，污水泵14开启，污水水位高度低于污水中转水坑1的最低水位时时，污水泵14关闭，以防止污水中转水坑1的污水过少而无法进入第一通路12导致污水泵14空转，从而节约了资源。由此，污水泵14可以对排污工况变化进行及时响应，工作可靠性高。

在本发明的一些可选的实施例中，如图1所示，污水处理终端41与换热装置2之间连接有污水池6，经过换热后冷却的污水可以暂时流动至污水池6汇总，污水池6适于汇总多个污水中转水坑1的污水，即污水池6可以将多个能量回收系统100的污水在集中排放至污水池6后，在从污水池6集中排放至污水处理终端41，污水池6与污水处理终端41的长距离管道布置更简单，节约了成本。

具体地，如图1所示，污水中转水坑1设有溢流通道13，污水中转水坑1的污水适于在污水中转水坑1的水位过高时通过溢流通道13流入污水池6。在一些具体的示例中，溢流通道13与污水中转水坑1连通的位置在污水中转水坑1的高度与污水中转水坑1的危险水位高度相同，从而在污水中转水坑1的水位过高而达到危险水位时，污水中转水坑1的储水量已经无法满足需求，污水中转水坑1即将溢出，此时污水中转水坑1的污水可以及时通过溢流通道13流入污水池6，从而使污水排放过程更可靠。

具体地，如图1所示，第二通路32设有工艺用水泵33、工艺用水流量计34、工艺用水温度探测器35和工艺用水压力探测器36，工艺用水泵33用于驱动工艺用水池3的工艺用水在第二通路32内循环流动，工艺用水流量计34用于测量第二通路32内的工艺用水流量，工艺用水温度探测器35在第二通路32中位于换热装置2的下游，工艺用水温度探测器35用于测量第二通路32内的工艺用水经过换热装置2升温之前的工艺用水温度，工艺用水压力探测器36用于测量第二通路32内的驱动压力，即工艺用水泵泵压。工艺用水池3设有用于测量工艺用水池3内的工艺用水温度的工艺用水池温度探测器30。

如图1所示，第一通路12设有污水流量计15、污水温度探测器16和污水压力探测器17，污水流量计15用于测量第一通路12内的污水流量，污水温度探测器16在第一通路12中位于换热装置2的下游，污水温度探测器16用于测量第一通路12内的污水经过换热装置2降温之后的污水温度，污水压力探测器17用于测量第一通路12内的驱动压力，即污水泵泵压。污水中转水坑1设有用于测量污水中转水坑1内的污水温度的污水池温度探测器10。

如图1所示，控制器5分别与污水池温度探测器10、工艺用水池温度探测器30、工艺用水泵33、工艺用水流量计34、工艺用水温度探测器35、工艺用水压力探测器36、污水泵14、污水流量计15、污水温度探测器16和污水压力探测器17连接。由此，控制器5可以根据工艺用水池温度、换热前工艺用水循环管路温度、第二通路32的工艺用水泵泵压、第二通路32的工艺用水流量中的至少一个数值以及污水池温度、换热后污水输出管路温度、第一通路12的污水泵泵压、第一通路12的污水流量的至少一个数值，调节污水泵14和/或工艺用水泵33的泵压，以使工艺用水池温度、工艺用水泵泵压、工艺用水流量、污水池温度、污水泵泵压、污水流量、换热前工艺用水循环管路温度、换热后污水输出管路温度中的至少一个满足生产和排放需求。

更加具体地，能量回收系统100还包括显示器，显示器分别与污水池温度探测器10、工艺用水池温度探测器30、工艺用水流量计34、工艺用水温度探测器35、工艺用水压力探测器36、污水流量计15、污水温度探测器16和污水压力探测器17连接，从而显示器可以显示工艺用水池温度、换热前工艺用水循环管路温度、工艺用水泵泵压、工艺用水流量以及污水池温度、换热后污水输出管路温度、污水泵泵压、污水流量。

由此，人员可以通过显示器监视能量回收系统100实时的工艺用水池3的工艺用水温度、第二通路32的工艺用水温度、工艺用水泵泵压、工艺用水流量以及污水中转水坑1的污水温度、第一通路12的污水温度、污水泵泵压、污水流量，以在能量回收系统100工作异常(即换热前工艺用水循环管路温度、工艺用水池温度、工艺用水泵泵压、工艺用水流量、换热后污水输出管路温度、污水池温度、污水泵泵压、污水流量中的至少一个出现异常)，且控制器5控制异常时(例如换热前工艺用水循环管路温度、工艺用水池温度、工艺用水泵泵压、工艺用水流量、换热后污水输出管路温度、污水池温度、污水泵泵压、污水流量长时间无法恢复正常)，可以及时发现并采取措施，以进一步保证能量回收系统100的工作可靠性。

具体地，控制器5为电脑。

具体地，如图1所示，第一通路12设有第一常用管路121、第一备用管路122、第二常用管路123和第二备用管路124，污水泵14包括常用污水泵141和备用污水泵142。

其中，常用污水泵141位于第一常用管路121内，备用污水泵142位于第一备用管路122内，第一常用管路121与第一备用管路122并联。正常情况下，备用污水泵142处于关闭状态，常用污水泵141开启，污水通过常用污水泵141驱动而在第一通路12流动。当常用污水泵141损坏或者第一常用管路121堵塞或者第一常用管路121检修时，可以开启备用污水泵142驱动污水在第一通路12流动。

在一些示例中，如图1所示，控制器5可以对常用污水泵141和备用污水泵142进行控制。在另一些示例中，控制器5可以对常用污水泵141进行控制，备用污水泵142可以手动开启，以在控制器5和常用污水泵141均失效时，手动开启备用污水泵142进行应急排水。

第二常用管路123与第二备用管路124并联，第二常用管路123与换热装置2连接后与污水处理终端41连接，第二备用管路124不与换热装置2连接而直接与污水处理终端41连接。正常情况下，第二备用管路124处于关闭状态，第二常用管路123开启，污水第二常用管路123与工艺用水换热后流至污水处理终端41。当第二常用管路123堵塞或者第二常用管路123检修或者工艺用水无换热需求时，可以使第二常用管路123处于关闭状态，第二备用管路124开启，污水直接通过第二备用管路124流至污水处理终端41。

下面结合图1-图2描述本发明实施例的能量回收系统100的控制方法。

如图1-图2所示，本发明实施例的能量回收系统100的控制方法包括：

步骤101，接收控制信号。例如，控制器5接收控制信号。

步骤102，根据控制信号抽取高温的工业污水，以对工业污水和工艺用水进行热交换，利用工艺用水回收工业污水的热能。例如，控制器5控制污水抽取装置抽取工业污水，并与工艺用水进行热交换。

根据本发明实施例的控制方法，工业污水可以对工艺用水进行高效换热，无需另对工艺用水加热，节约了能源。

具体地，步骤102中，根据控制信号抽取高温的工业污水，包括：

检测工业污水的水位、流速、温度和压力中的至少一个；

根据工业污水的水位、流速、温度和压力中的至少一个调节工业污水的抽取量。

具体地，控制方法还包括：

调节工艺用水的流量，以调节工艺用水回收工业污水的热能的效率。

在一些具体的实施例中，控制器5获得工艺用水流量、换热前工艺用水循环管路温度、换热后污水输出管路温度、污水池温度。例如，工艺用水流量计34测得第二通路32的工艺用水流量后，可以将工艺用水流量值传递至控制器5。污水温度探测器16测得第一通路12经过换热器后的污水温度后，可以将换热后污水输出管路温度传递至控制器5。工艺用水温度探测器35测得第二通路32经过换热器前的工艺用水温度后，可以将换热前工艺用水循环管路温度传递至控制器5。污水池温度探测器10测得污水中转水坑1的污水温度后，可以将污水池温度传递至控制器5。

控制器5将目标工艺用水池温度和换热前工艺用水循环管路温度相减得出目标工艺用水温差，目标工艺用水池温度为达到工艺用水终端42的生产需求的工艺用水温度，目标工艺用水池温度可以预先设置在控制器5内。控制器5将换热后污水输出管路温度和污水池温度相减得出污水温差。

控制器5根据污水温差、污水流量得出第一通路12的污水热量值，控制器5根据污水热量值得出与污水热量值大小相等的目标工艺用水热量值，即目标工艺用水热量值与污水热量值相等，此时污水与工艺用水的换热效率最大。控制器5根据目标工艺用水热量值以及目标工艺用水温差可以反求出目标工艺用水流量。

控制器5根据目标工艺用水流量改变工艺用水泵33的泵压，由此可以使污水与工艺用水通过换热装置2的换热效率最大。

具体地，如图1所示，污水压力探测器17在第一通路12中位于过滤器18的下游，过滤器18连接有冲洗回路181，水力调节方法还包括：

控制器5获得污水泵泵压。例如，污水压力探测器17测得第一通路12的污水泵泵压后，可以将污水泵泵压传递至控制器5。

当控制器5判断污水泵泵压大于预定最大污水泵压安全值时，此时第一通路12的压力过高，第一通路12容易出现破裂风险，因此，控制器5控制污水泵14的泵压下降并等于预定最大污水泵压安全值。其中，预定最大污水泵压安全值为防止第一通路12破裂的最高压力，预定最大污水泵压安全值可以预先设置在控制器5中。

当控制器5判断污水泵泵压小于预定最小污水泵压值时，说明此时过滤器18可能发生堵塞而导致大部分污水无法通过污水压力探测器17，控制器5开启冲洗回路181对过滤器18进行冲洗，以将过滤器18内的杂质冲掉，保证污水在第一通路12内顺畅流动。预定最小污水泵压值可以预先设置在控制器5中。

进一步地，水力调节方法还包括：

控制器5获得工艺用水泵泵压。例如，工艺用水压力探测器36测得第二通路32的工艺用水泵泵压后，可以将工艺用水泵泵压传递至控制器5。

当控制器5判断工艺用水泵泵压大于预定最大工艺用水泵33压安全值时，此时第二通路32的压力过高，第二通路32容易出现破裂风险，因此，控制器5控制工艺用水泵33的泵压下降至等于预定最大工艺用水泵33压安全值。其中，预定最大工艺用水泵33压安全值为防止第二通路32破裂的最高压力，预定最大工艺用水泵33压安全值可以预先设置在控制器5中。

具体地，水力调节方法还包括：

控制器5获得污水中转水坑1内的污水水位高度。例如，工艺用水位计19测得污水中转水坑1的污水水位高度后，可以将污水中转水坑1的污水水位高度传递至控制器5。

预定水位高度为保证污水中转水坑1里具有足够量的排向污水处理终端41的最小体积，预定水位高度可以预先设置在控制器5中。当控制器5判断污水水位高度高于或等于预定水位高度时，说明此时污水中转水坑1的污水足够通过第一通路12排向污水处理终端41，控制器5控制污水泵14开启。

当控制器5判断污水水位高度低于预定水位高度时，说明此时污水中转水坑1的污水不足以通过第一通路12排向污水处理终端41，控制器5控制污水泵14关闭，以防止污水泵14空转，节约能源消耗。

本发明还提出了一种非临时性计算机可读存储介质，非临时性计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任一种实施例介绍的污水的能量回收系统的控制方法。

本发明还提出了一种污水的能量回收设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的污水的能量回收程序，处理器执行污水的能量回收程序时实现本发明上述任一种实施例的污水的能量回收系统的控制方法。

根据本发明的污水的能量回收设备，工业污水可以对工艺用水进行高效换热，无需另对工艺用水加热，节约了能源。

具体地，处理器可能是一个中央处理器(centralprocessingunit，简称为cpu)，或者是特定集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，简称为asic)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)，可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。