一种污泥处理方法及系统与流程

本申请涉及污泥处理技术领域，尤其涉及一种污泥处理方法及系统。

背景技术：

未经过处理的污泥含水量较高，因此现有的污泥处理系统在处理污泥时需要对污泥进行脱水。在后续的污泥脱水工艺中，首先需要对污泥配药配水进行调质，通过在污泥中添加化学药剂和少量水，使化学药剂、水与污泥质量保持在一定比例，然后及时进行搅拌输送，满足后续的脱水压滤需求。

现有污脱车间通过无轴搅笼输送污泥，但是由于无轴搅笼在输出污泥时频率并不一致，导致污泥在掉落时呈间断性，且每坨污泥的大小不一，重量差距较大。不均匀的供料给后期污泥输送中进行稳定的配药、配水工作带来了极大的难度，水和药剂的比例都需要人工实时调整，不具有规律性，操作困难，耗费人力。并且，人工操作并不能精确控制药剂和水的比例，因此易造成药剂的浪费或因药剂过少使污泥的脱水效果达不到要求。

技术实现要素：

本申请实施例提供了一种污泥处理方法及系统，用以解决现有的污泥处理方法配药难度大，耗费的人力成本较高，且处理精度低的技术问题。

一方面，本申请实施例提供了一种污泥处理方法，包括：通过皮带秤对间断掉落的污泥进行称重；基于plc控制器，按照预设时间间隔读取所述污泥的称重数据，并计算预设时间段内所述称重数据的平均值；根据所述平均值，确定所述plc控制器在所述预设时间段内针对所述污泥的输出信号；根据所述输出信号，分别控制药剂泵和潜水泵的输出流量，以调整药剂和水之间的比例。

在本申请的一种实现方式中，根据所述平均值，确定所述plc控制器在所述预设时间段内针对所述污泥的输出信号之前，方法还包括：根据处理不同重量的污泥所需的药剂和水，确定不同重量的污泥对应的若干分段区间；确定与各分段区间对应的plc控制器的输出信号，以便根据所述输出信号控制药剂泵和潜水泵的输出流量。

在本申请的一种实现方式中，方法还包括：根据所述若干分段区间之间的递增关系，对各分段区间按大小递增的顺序依次分配对应的档位；其中，各档位分别对应不同的输出信号。

在本申请的一种实现方式中，根据所述平均值，确定所述plc控制器在所述预设时间段内针对所述污泥的输出信号，具体包括：确定所述平均值对应的分段区间；根据所述分段区间，确定所述plc控制器在所述预设时间段内针对所述污泥的输出信号。

在本申请的一种实现方式中，所述皮带秤和所述plc控制器具有485通讯功能；按照预设时间间隔读取所述污泥的称重数据，并计算预设时间段内所述称重数据的平均值，具体包括：基于所述plc控制器，通过所述485通讯功能按照预设时间间隔读取所述皮带秤的称重数据；确定预设时间段内读取到的若干次所述称重数据，计算该预设时间段对应的称重数据的平均值。

在本申请的一种实现方式中，根据所述输出信号，分别控制药剂泵和潜水泵的输出流量，具体包括：根据所述输出信号，确定药剂泵变频器和潜水泵变频器的档位；根据所述档位，分别确定所述药剂泵变频器和所述潜水泵变频器对应的输出频率，调整药剂泵和潜水泵的输出流量。

在本申请的一种实现方式中，方法还包括：确定预设时间段内读取到的若干次称重数据；根据所述若干次称重数据之间的差值，计算得到所述污泥的重量减少速度；将所述重量减少速度作为所述污泥的水分流失速度，并根据所述水分流失速度，确定对应的污泥的含水率；根据所述含水率，对确定出的所述输出信号对应的档位进行调整。

在本申请的一种实现方式中，方法还包括：基于阻力传感器，测量所述污泥各部分的阻力，并根据所述阻力检测所述污泥的均匀度；针对不同的均匀度，调整双轴搅拌机的搅拌功率。

在本申请的一种实现方式中，方法还包括：检测脱水后的所述污泥的含水率；若所述含水率未达到标准值，根据所述含水率与所述标准值之间的差值对所述若干分段区间重新进行分段处理，得到更改后的若干分段区间；根据所述更改后的若干分段区间，调整对应的输出信号及相应的档位。

另一方面，本申请实施例还提供了一种污泥处理系统，系统包括：皮带秤，用于对污泥进行称重和输送；plc控制器，用于按照预设时间间隔读取所述污泥的称重数据，并计算预设时间段内所述称重数据的平均值，输出对应的输出信号；药剂泵，用于控制药剂的输出流量；潜水泵，用于控制水的输出流量；双轴搅拌机，用于搅拌污泥、药剂和水；阻力传感器，用于检测所述污泥的均匀度，以便根据所述均匀度调整所述双轴搅拌机的搅拌功率。

本申请实施例提供的一种污泥处理方法及系统，至少包括以下有益效果：

通过plc控制器和皮带秤、药剂泵、潜水泵之间的通信，实时读取污泥重量，并根据预设时间段内读取到的污泥重量调整药剂泵和潜水泵的输出流量，实现了污泥处理过程中的自动配药配水，减少人力成本；

根据处理不同重量的污泥所需的药剂和水，将污泥重量划分为若干分段区间，并针对各分段区间输出不同的输出信号，以针对不同重量的污泥及时调整药剂和水，实现了对固体的精准、及时配药；

污泥在运输过程中含水率会稍有降低，通过检测污泥的实际含水率，从而对在默认含水率下设置的药剂泵和潜水泵档位进行调整，进一步提高了对药剂和水的配比的精确性，防止浪费；

在污泥脱水后检测其含水率，并根据含水率对预先划分的若干分段区间及对应的输出信号及档位进行调整，使分段区间划分得更加合理，提高了配药配水的准确性；

根据污泥的均匀度调整相应的搅拌力度，确保每块污泥都能够搅拌充分，避免因污泥自身不均匀影响脱水效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的一种污泥处理方法流程图；

图2为本申请实施例提供的一种污泥称重平均数数据分析示意图；

图3为本申请实施例提供的一种污泥处理系统结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种污泥处理方法及系统，通过及时读取掉落到皮带秤上的污泥的重量，并计算预设时间段内污泥重量的平均值，从而根据平均值的不同对药剂和水的比例加以调整，用以解决现有的污泥处理方法配药难度大，耗费的人力成本较高，且处理精度低的技术问题。

下面通过附图对本申请实施例提出的技术方案进行详细的说明。

图1为本申请实施例提供的一种污泥处理方法流程图。如图1所示，本申请实施例提供的一种污泥处理方法主要包括以下步骤：

s101、通过皮带秤对间断掉落的污泥进行称重。

污泥为流动固体状，因此在将其输送至皮带秤上进行称重时，污泥会一块一块掉落，且每块污泥大小不一，重量不均。皮带秤上设有称重传感器，可对间断经过的块状污泥进行称重，并将污泥输送至双轴搅拌机中。

s102、基于plc控制器，按照预设时间间隔读取所述污泥的称重数据，并计算预设时间段内所述称重数据的平均值。

位于后续脱水压滤装置中的plc控制器按照预设时间间隔读取皮带秤的称重数据，并在预设时间段内计算读取到的称重数据的平均值，以便于确定针对该预设时间段的输出信号。

具体的，皮带秤和plc控制器都具有rs-485接口，通过此接口可实现rs485通讯功能，具有较强的抗干扰性。plc控制器可通过485功能每间隔一个预设时间间隔读取一次皮带秤的称重数据，然后对预设时间段内读取到的若干次称重数据求平均值。

例如，将预设时间间隔设为1s，预设时间段设为5s，那么，plc控制器每秒读取一次皮带秤的称重数据，每5s则会计算一次读取到的各个称重数据的平均值。由于污泥的掉落频率不固定，因此这5s内读取到数据的次数不固定。以上参数的选择仅以此举例，本申请不以此为限。

s103、根据所述平均值，确定所述plc控制器在所述预设时间段内针对所述污泥的输出信号。

plc控制器计算出预设时间段内读取到的若干次称重数据的平均值后，会根据该平均值确定出plc控制器对应的输出信号，以便后续通过输出信号控制药剂泵和潜水泵的输出流量。

具体的，在根据平均值确定对应的输出信号之前，首先，根据历史经验或参考数据，确定处理不同重量的污泥所需的药剂和水，从而根据不同重量的污泥需要的药剂量和水量对污泥进行分段处理，即将污泥重量划分为若干分段区间。之后，由于各分段区间对应重量的污泥所需的药剂和水均不同，其对应的plc控制器的输出信号也不同，确定各分段区间对应的输出信号后，才能根据输出信号控制对应的药剂量和水量。

进一步的，分段区间是根据污泥的重量进行划分的，因此各分段区间对应的污泥重量存在递增关系。plc控制器会根据各分段区间的递增关系，按重量的由大到小的顺序依次分配对应的档位，各分段区间分别对应不同的档位及不同的输出信号。这样，在确定污泥所属的分段区间后可以确定相应的输出信号，进而对药剂和水的输出流量进行调整，实现了针对固体污泥的及时精准配药。

在本申请的一个实施例中，plc控制器在计算出称重数据的平均值后，首先会确定平均值对应的分段区间，然后根据所在分段区间，确定对应的plc控制器的输出信号。

通过将污泥重量划分为若干分段区间，并根据分段区间确定对应的输出信号，实现了针对不同重量的污泥输出不同的信号，从而通过控制输出信号来控制药剂泵和潜水泵的输出流量，这样就实现了对不同重量的污泥的配药比例的动态调整，更加灵活，且更及时准确。

s104、根据所述输出信号，分别控制药剂泵和潜水泵的输出流量，以调整药剂和水之间的比例。

药剂泵和潜水泵接收到plc控制器的输出信号后，会根据输出信号分别调整各自的变频器，以便根据不同的输出信号输出对应的药剂和水，将药剂和水之间的比例调整为适合处理对应重量的污泥的状态。

在本申请的一个实施例中，交流变频器可以根据外部信号改变电源频率，从而改变电机转速，达到调节输出流量的功能。因此，药剂泵和潜水泵接收到plc控制器输出的输出信号后，首先会根据输出信号调整对应的变频器档位，然后根据确定的档位将变频器输出频率调整为该档位对应的频率，从而输出与该档位匹配的药剂量和水量。

图2为本申请实施例提供的一种污泥称重数据分析示意图。

图2对19570条实验数据进行了汇总分析，如图2所示，第二列为划分的若干分段区间，本申请实施例根据污泥重量的不同分为了11个区间，其中各区间为等距划分，彼此之间间隔为0.1。第三列汇总了平均值处于各平均数区间的次数。第四列为各平均数区间次数占总次数的比例。第五列表示平均数区间对应的药剂泵和潜水泵档位及输出频率，由图2可知，每一个平均数区间均对应不同的档位，且档位和输出频率随着平均数区间的增大而增大。第六列表示各平均数区间对应的药剂和水均正常输出，实验期间未发生故障。

需要说明的是，本申请中的各分段区间之间的组距可以不等，可根据应用需求进行更合理的划分。

在本申请的一个实施例中，污泥默认含水率为78％，本申请实施例在对污泥重量进行分段处理时是在默认含水率为78％的基础上确定处理不同重量的污泥所需的药剂和水，而在皮带秤运输污泥的过程中，污泥中的水分会不可避免的流失掉一部分，含水率会随之降低，这种情况下各档位对应的药剂和水的输出流量仍是针对默认含水率设置的，并不适用于当前污泥。

因此，在皮带秤长度和预设时间段合适的情况下，皮带秤在预设时间段内会针对一块污泥读取到若干次称重数据，且多次称重数据不断减少。plc控制器会根据预设时间段内读取到的若干次称重数据之间的差值，计算出污泥的重量减少速度，并将其作为污泥的水分流失速度。然后，在默认含水率的基础上，根据水分流失速度计算出该污泥的实际含水率。最后，在plc控制器将输出信号传输给药剂泵和潜水泵后，调整输出信号对应的档位，这样在含水率降低的情况下将根据平均值区间确定出的档位调低，实现了精准的配药配水，防止了药剂的浪费。

在本申请的一个实施例中，污泥经过皮带秤最终会输入至双轴搅拌机中，和配置好比例的药剂、水混合在一起，并在搅拌均匀后通过脱水压滤装置进行脱水。之后，使用检测仪检测脱水后的污泥的含水率，如果此时的含水率和标准值仍有差距，则表示配置的药剂和水的比例还不够准确，划分的若干分段区间也不够合理，需根据标准值和含水率之间的差距重新确定处理不同重量的污泥所需的药剂和水，修改划分的若干分段区间，并根据更改后的分段区间对相应的输出信号和档位都进行调整。对脱水处理后的污泥进行再检测，并根据检测结果对预先设定好的污泥重量分段区间和对应的输出信号及档位进行调整，进一步提高了自动配药配水的准确性，避免了因误差造成的药剂浪费或因药剂不足造成的脱水效果不佳。

在本申请的一个实施例中，污泥是否搅拌均匀也会影响后续的脱水效果，因此在双轴搅拌机搅拌污泥之前，会根据污泥的均匀度调整对应的搅拌功率。

具体的，当污泥掉落至皮带秤上并随皮带传输至阻力传感器处时，设置于皮带秤上方的针状阻力传感器会向下插入污泥中，这样就测得了污泥各部分的阻力。之后，根据阻力传感器获取到的各部分阻力是否相同或彼此之间的差值是否超过阈值来判断该块污泥是否均匀，并得到污泥对应的均匀度。然后，双轴搅拌机可根据接收到的不同的均匀度调整相应的搅拌功率，这样在污泥不均匀的情况下能够通过加大双轴搅拌机的搅拌功率使其保持均匀，避免了因污泥自身不均匀造成脱水效果不佳，提高了污泥的脱水效率。

本申请实施例提供的一种污泥处理方法及系统，通过plc控制器和皮带秤、药剂泵、潜水泵之间的通信，实时读取污泥重量，并根据预设时间段内读取到的污泥重量调整药剂泵和潜水泵的输出流量，实现了污泥处理过程中的自动配药配水，减少人力成本；

根据处理不同重量的污泥所需的药剂和水，将污泥重量划分为若干分段区间，并针对各分段区间输出不同的输出信号，以针对不同重量的污泥及时调整药剂和水，实现了对固体的精准、及时配药；

污泥在运输过程中含水率会稍有降低，通过检测污泥的实际含水率，从而对在默认含水率下设置的药剂泵和潜水泵档位进行调整，进一步提高了对药剂和水的配比的精确性，防止浪费；

在污泥脱水后检测其含水率，并根据含水率对预先划分的若干分段区间及对应的输出信号及档位进行调整，使分段区间划分得更加合理，提高了配药配水的准确性；

根据污泥的均匀度调整相应的搅拌力度，确保每块污泥都能够搅拌充分，避免因污泥自身不均匀影响脱水效果。

以上为本申请提出的方法实施例。基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种污泥处理系统，其结构示意图如图3所示，具体包括：皮带秤1，plc控制器2、药剂泵3、潜水泵4、双轴搅拌机5、阻力传感器6。

具体的，皮带秤1上可将掉落在皮带上的污泥运输至双轴搅拌机5，并通过称重传感器对污泥进行称重。

plc控制器2可按照预设时间间隔读取皮带秤1上的称重数据，并计算在预设时间内读取到的若干次称重数据的平均值。根据预先设定好的若干分段区间确定平均值对应的分段区间，并确定该分段区间对应的输出信号，将输出信号输入至药剂泵3和潜水泵4。

药剂泵3和潜水泵4接收来自plc控制器2的输出信号后，根据输出信号调整对应的变频器档位，并输出该档位对应的药剂和水输出流量，调节药剂和水之间的比例。

双轴搅拌机5用于接收污泥、药剂和水，将其混合并搅拌均匀，然后输送给后续的脱水压滤装置进行脱水。

阻力传感器6为针状，非工作状态悬挂于皮带秤1上方。当污泥传输至阻力传感器6下方时，多个针状阻力传感器6会向下施压并插入污泥中测得其各部分阻力，然后通过plc控制器2检测该块污泥的均匀度，并传输给双轴搅拌机5，以便根据均匀度的不同调整相应的搅拌功率，确保每块污泥都能够搅拌充分。

本申请中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。