一种污泥处理控制系统的制作方法

技术领域：

本发明属于污泥处理技术领域，具体是涉及一种污泥处理控制系统。

背景技术：
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近年来，在国家节能减排和加强环保财政投入的情况下，污水处理率得到显著提高，水污染得到有效控制，水环境质量得到明显改善。随着污水处理率的提高，使污泥的产量随之提高。污泥是污水处理的产物，每万m3污水经处理后污泥产生量(按含水率80％计)一般约为5～10t，具体产量取决于排水体制、进水水质、污水及污泥处理工艺等因素。截止2012年底，全国投运城镇污水处理厂3992座，处理污水量480亿立方米，产生含水率80％左右的污泥3000万吨。据不完全统计，目前全国处置方式焚烧占6％；堆肥占8％；其余86％进行简易填埋或堆放，给土壤、地下水和地表水体造成二次污染。污泥处理处置严重滞后于污水处理的现实，使得已经建成投运的大批污水处理设施的环境效益大打折扣，大量剩余污泥的处置问题则成为当前急需解决的重大问题。国家对污泥处理的政策和目标是实现污泥的减量化、资源化、稳定化和无害化。

实现污泥减量化的理想的方法和途径是避免剩余污泥的产生，减少污泥产生量。即首先是从污泥产生之前着手，从源头控制污泥的产生量，即努力实现在生物处理过程中尽可能的降低剩余污泥的产生。因此，如何降低污水处理工艺的污泥产率，从根本上减少剩余污泥的产量，即降低污泥处理量，对实现污泥减量具有重大的经济和环境意义。但是污泥产率影响因素众多，往往不可控。

技术实现要素：
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为解决上述技术问题，本发明提出了一种污泥处理控制系统。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种污泥处理控制系统，包括：

中央控制器、数据前处理及存储器、数据采集单元、数据监测单元、第一流量控制器、第二流量控制器。

所述数据采集单元为水质收集器，所述水质收集器用于采集发酵反应器中的水样。

所述数据监测单元用于对所述数据采集单元采集的水样进行数据监测，并将监测到的第一数据发送给数据前处理及存储器，所述数据监测单元包括cod监测器、硝态氮监测器、ph监测器和温度监测器。

所述前处理及存储器接收所述数据监测单元获取的第一数据，并将处理后的第二数据发送给中央控制器。

所述中央控制器接收所述前处理及存储器处理后的第二数据，并根据所述第二数据控制所述第一流量控制器和所述第二流量控制器工作，所述第一流量控制器用于控制硝酸盐存储罐中硝酸盐进入到所述发酵反应器中的投加量，所述第二流量控制器用于控制碳源存储罐中的碳源进入到所述发酵反应器的投加量。

作为上述技术方案的优选，所述第一数据包括cod值、硝态氮值、ph值、温度值。

作为上述技术方案的优选，所述第二数据包括硝酸盐投加量、碳源投加量。

作为上述技术方案的优选，所述前处理及存储器的处理过程包括如下步骤：

s1：接收所述数据监测单元获取的第一数据中cod值和硝态氮值。

s2：判断所述第一数据中的cod值是否低于第一阈值，若低于第一阈值，则计算碳源投加量；否则，将碳源投加量设置为0。

s3：判断所述第一数据中的硝态氮值是否低于第二阈值，若低于第二阈值，则计算硝酸盐投加量；否则，将硝酸盐投加量设置为0。

s4：将获取的碳源投加量和硝酸盐投加量发送到中央控制器。

作为上述技术方案的优选，所述第一阈值为15mg/l。

作为上述技术方案的优选，所述第二阈值为100mg/l。

作为上述技术方案的优选，还包括：

报警器，所述报警器与所述中央控制器连接，所述报警器用于在所述硝态氮监测器和所述cod监测器监测到数据发生异常时报警。

作为上述技术方案的优选，还包括：

云端服务器，所述云端服务器与所述中央控制器连接，所述云端服务器用于接收所述数据监测单元的数据，并将数据传递给控制室，为技术及维护人员的调试、操作提供基础。

作为上述技术方案的优选，所述碳源为葡萄糖。

本发明的有益效果在于：本发明可以监测发酵反应器中的水样数据，根据监测到的水样数据可以动态的向发酵反应器分配碳源和硝酸盐，保证了脱氮效果，又确保了污泥减量化及稳定，高效地实现了全部参数的精确自动控制。本系统能够提高污泥处理的经济性和可靠性，最大程度保证人和环境的健康安全，还具有远程控制功能，系统稳定可靠，维护管理方便。

附图说明：

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1为本发明一个实施例的一种污泥处理控制系统示意图；

图2为本发明一个实施例的一种数据前处理及存储器工作流程图。

具体实施方式：

如图1所示，本发明的一种污泥处理控制系统，包括：

中央控制器、数据前处理及存储器、数据采集单元、数据监测单元、第一流量控制器、第二流量控制器。

所述数据采集单元为水质收集器，所述水质收集器用于采集发酵反应器中的水样。

所述数据监测单元用于对所述数据采集单元采集的水样进行数据监测，并将监测到的第一数据发送给数据前处理及存储器，所述数据监测单元包括cod监测器、硝态氮监测器、ph监测器和温度监测器。cod监测器和硝态氮监测器用于监测发酵反应器中的cod值和硝态氮值，ph监测器和温度监测器提供了发酵反应器在发酵过程中的温度和ph，可以动态的反应发酵反应器发酵的反应程度，为硝酸盐和碳源的投加量提供依据。

所述前处理及存储器接收所述数据监测单元获取的第一数据，并将处理后的第二数据发送给中央控制器。所述第一数据包括cod值、硝态氮值、ph值、温度值。所述第二数据包括硝酸盐投加量、碳源投加量。

如图2所示，所述前处理及存储器的处理过程包括如下步骤：

s1：接收所述数据监测单元获取的第一数据中cod值和硝态氮值。

s2：判断所述第一数据中的cod值是否低于第一阈值，若低于第一阈值，则计算碳源投加量；否则，将碳源投加量设置为0。所述第一阈值为15mg/l。

s3：判断所述第一数据中的硝态氮值是否低于第二阈值，若低于第二阈值，则计算硝酸盐投加量；否则，将硝酸盐投加量设置为0。所述第二阈值为100mg/l。

s4：将获取的碳源投加量和硝酸盐投加量发送到中央控制器。

所述中央控制器接收所述前处理及存储器处理后的第二数据，并根据所述第二数据控制所述第一流量控制器和所述第二流量控制器工作，所述第一流量控制器用于控制硝酸盐存储罐中硝酸盐进入到所述发酵反应器中的投加量，所述第二流量控制器用于控制碳源存储罐中的碳源进入到所述发酵反应器的投加量。本实施例中，所述碳源为葡萄糖，也可以用污泥发酵产生的易降解有机物作为替代碳源。所述第一流量控制器和所述第二流量控制器为电磁阀。

本实施例的一种污泥处理控制系统还包括报警器，所述报警器与所述中央控制器连接，所述报警器用于在所述硝态氮监测器和所述cod监测器监测到数据发生异常时报警。

本实施例的一种污泥处理控制系统还包括云端服务器，所述云端服务器与所述中央控制器连接，所述云端服务器用于接收所述数据监测单元的数据，并将数据传递给控制室，为技术及维护人员的调试、操作提供基础。

当发酵反应器中硝态氮不足时，富含硝态氮的硝化液进入到污泥发酵反应器，硝态氮被反硝化细菌利用发酵菌产生的vfa等还原成氮气从体系中去除，而该过程中污泥本身也得到初步的稳定。当vfa不足时，向反应器内投加碳源，强化系统的反硝化能力，降低的系统的氮负荷。综上所述，在一个反应器同时实现污泥发酵和反硝化反应，可达到同步脱氮和污泥减量、稳定的效果。具体的操作为：当硝态氮监测器中显示硝态氮数值低于15mg/l时，硝酸盐寸储罐的电磁阀打开输送硝酸盐至发酵反应器。当cod监测仪中显示cod低于100mg/l时，碳源存储罐的电磁低打开输送碳源至发酵反应器。

本实施例能取得的效果如下：

1、提高城市污泥内碳源的开发效率和使用效率。

污泥消化液含有的cod多为难降解有机物，要达到理想的脱氮效果仍需要外加碳源。为进一步提高污泥消化液的脱氮效率，污泥发酵产生的易降解有机物作为替代碳源，降低污泥消化液脱氮处理的运行费用，减轻后续生化处理的压力。

2、降低氮负荷

污泥消化液来自污泥厌氧消化过程中产生的上清液和污泥脱水液，其氨氮浓度高，c/n比低，采用常规处理工艺难以达到理想的脱氮效果。除此之外，污泥消化液产生的氮负荷对污水处理厂的出水水质有显著影响，此精确自控工艺可降低污水处理厂氨氮负荷，起到提高水质和节能降耗的作用。

3、同步脱氮及污泥减量及稳定化

通过精确控制，富含硝态氮的硝化液进入到污泥发酵反应器，硝态氮被反硝化细菌利用发酵菌产生的vfa等还原成氮气从体系中去除，而该过程中污泥本身也得到初步的稳定。向反应器内投加葡萄糖为碳源，反应器表现出良好的反硝化能力，综上所述，在一个反应器同时实现污泥发酵和反硝化反应，可达到同步脱氮和污泥减量、稳定的效果。

4、污泥产量减少了10％-20％

通过发酵产酸及反硝化的过程，系统的污泥产量减少了10％-20％，可以明显的节约污泥处置的经济成本。

本实施例所述的一种污泥处理控制系统，包括：中央控制器、数据前处理及存储器、数据采集单元、数据监测单元、第一流量控制器、第二流量控制器、报警器和云端服务器。本发明可以监测发酵反应器中的水样数据，根据监测到的水样数据可以动态的向发酵反应器分配碳源和硝酸盐，保证了脱氮效果，又确保了污泥减量化及稳定，高效地实现了全部参数的精确自动控制。本系统能够提高污泥处理的经济性和可靠性，最大程度保证人和环境的健康安全，还具有远程控制功能，系统稳定可靠，维护管理方便。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。