一种水质控制装置及污水处理系统的制作方法

1.本技术涉及污水处理领域，尤其涉及一种水质控制装置及污水处理系统。


背景技术：

2.随着城镇化进程的推进，我国的污水处理系统需要处理的水体类型越来越多，需要处理的水量也越来越大。但客观上污水厂的进水水质并不稳定，例如工业废水中可能包括一部分企业偷排的超标污水，随着城市管网区域的扩大，这些工业废水进入城市的排水管网，到达城市的污水处理厂，这种不稳定的进水水质对于污水厂的正常运行状态影响很大，污水厂有时不得不采取关闭进水口，延长污水处理时间等等措施，这些措施可能导致污水厂处理流程被破坏、处理效果不稳定，令污水厂的能耗浪费、处理成本增加。


技术实现要素：

3.本技术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，本技术提出一种水质控制装置及污水处理系统。
4.第一方面，本技术实施例提供了一种水质控制装置，包括：plc控制单元、第一监控单元、调蓄池、生化处理单元和沉淀过滤单元；所述第一监控单元包括进水管道，所述进水管道用于导入污水；所述第一监控单元用于监控所述污水的水质；所述第一监控单元通过第一管道与所述调蓄池连接，所述第一管道设置有第一阀门；所述调蓄池通过第二管道与所述生化处理单元连接，所述第二管道设置有第二阀门；所述第一监控单元通过第三管道与所述生化处理单元连接，所述第三管道设置有第三阀门；所述plc控制单元与所述第一监控单元、所述第一阀门、所述第二阀门和所述第三阀门分别连接；所述plc控制单元用于根据所述污水的水质，控制所述第一阀门、所述第二阀门和所述第三阀门的开关情况；所述生化处理单元通过第四管道与所述沉淀过滤单元连接；所述沉淀过滤单元包括出水管道，所述出水管道用于导出排放水。
5.可选地，所述生化处理单元包括水量监控子单元，所述水量监控子单元用于监控所述生化处理单元的水量；所述plc控制单元与所述水量监控子单元连接；所述plc控制单元用于根据所述污水的水质和所述生化处理单元的水量，控制所述第一阀门、所述第二阀门和所述第三阀门的开关情况。
6.可选地，所述调蓄池包括第二监控单元，所述第二监控单元用于监控所述调蓄池内的水质；所述沉淀过滤单元通过回流管道与所述调蓄池连接，所述回流管道设置有第四阀门；所述plc控制单元与所述第二监控单元和所述第四阀门分别连接；所述plc控制单元还用于根据所述调蓄池内的水质，控制所述第四阀门的开关情况。
7.可选地，所述调蓄池设置有排泥管道、放空管道、搅拌装置和反冲洗装置。
8.可选地，所述第一监控单元包括tn测定仪和tp测定仪。
9.可选地，所述沉淀过滤单元包括二沉池、高密度沉淀过滤池、膜生物反应器中的至少一个。
10.可选地，所述生化处理单元可用于实现ao工艺、aao工艺、baf工艺、sbr工艺和 mbr工艺中的至少一种。
11.可选地，所述生化处理单元和所述沉淀过滤单元均设置有放空管道。
12.第二方面，本技术实施例提供了一种污水处理系统：所述污水处理系统设置有如第一方面所述的水质控制装置。
13.本技术实施例的有益效果如下：本技术实施例提供了一种水质控制装置，该装置包括 plc控制单元、第一监控单元、调蓄池、生化处理单元和沉淀过滤单元。当污水通过城市的排水官网到达污水处理厂，污水通过进水管导入水质控制装置，由第一监控单元监控污水的水质。第一监控单元通过设有第一阀门的第一管道与调蓄池连接，调蓄池通过设有第二阀门的第二管道与生化处理单元连接，第一监控单元通过设有第三阀门的第三管道与生化处理单元连接。而plc控制单元与第一监控单元、第一阀门、第二阀门和第三阀门分别连接，plc 控制单元用于根据第一监控单元检测到的污水的水质，控制第一阀门、第二阀门和第三阀门的开关情况；污水通过管道到达生化处理单元进行生化处理，生化处理后的污水通过第四管道流入沉淀过滤单元，通过沉淀过滤处理得到排放水，并通过出水管道将排放水导出水质控制装置。本技术实施例通过设置第一监控单元，对进入水质控制装置的污水进行实时的水质监控，plc控制单元获取到污水的水质情况，并根据污水水质控制第一阀门、第二阀门和第三阀门的开关情况，让污水流入直接流入生化处理单元或者是先流入调蓄池再流入生化处理单元。调蓄池为污水的生化处理过程提供了缓冲，令生化处理单元内的污水水质维持在一个较为稳定的区间，从而达到维持可靠的污水处理流程，保证稳定的污水处理效果的目的。
附图说明
14.附图用来提供对本技术技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术的技术方案，并不构成对本技术技术方案的限制。
15.图1是本技术实施例提供的水质控制装置的示意图。
具体实施方式
16.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
17.需要说明的是，虽然在系统示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于系统中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
18.下面结合附图，对本技术实施例作进一步阐述。
19.参考图1，图1是本技术实施例提供的水质控制装置的示意图，该装置100包括：plc 控制单元110、第一监控单元120、调蓄池130、生化处理单元140和沉淀过滤单元150；第一监控单元包括进水管道160，第一监控单元通过第一管道170与调蓄池连接，第一管道设置有第一阀门180；调蓄池通过第二管道190与生化处理单元连接，第二管道设置有第二阀门
1100；第一监控单元通过第三管道1110与生化处理单元连接，第三管道设置有第三阀门 1120；生化处理单元通过第四管道1130与沉淀过滤单元连接；沉淀过滤单元包括出水管道 1140。另外，在图1中，用虚线表示plc控制单元与第一监控单元、第一阀门、第二阀门和第三阀门分别连接。在本技术实施例中，进水管道用于导入污水；第一监控单元用于监控污水的水质；plc控制单元用于根据污水的水质，控制第一阀门、第二阀门和第三阀门的开关情况；出水管道用于导出排放水。
20.在实际的污水处理的过程中，城市中的工业污水、生活污水都会通过城市的地下排水管道到达污水处理厂，在污水处理厂进行污水处理之前，会先对污水进行一些简单的预处理，例如清理污水中的大件杂物等等，预处理过后的污水需要经过若干次的生化处理和沉淀过滤处理，才能得到达标的排放水。由于部分的排放水可能直接进入江河湖泊，因此，污水处理厂的污水处理质量将直接影响到当地生态环境。但是，污水处理厂有比较固定的污水处理流程，以生化处理单元为例：生化处理的过程中的投药量、投药次数都是经过多次测试后确定的，当进入污水处理厂的污水水质出现较大波动时，污水处理厂就难以根据现有的投药量、投药次数来对污水进行有效的清洁，从而导致污水处理质量较低，并可能导致当地的水体污染。为了保证污水的处理质量，污水处理厂可能需要停止污水进入，增大投药量以及增加污水处理时间，造成能源的耗费，人力成本的上升。
21.基于此，本技术实施例提出了图1所示的水质控制装置，当污水预处理完成，可以通过进水管道进入水质控制装置，第一监控单元对污水的水质进行实时监测，plc控制单元采集第一监控单元的监测结果，并根据检测结果控制各个阀门的开关情况。
22.例如，当监测结果显示污水的水质比较好，污染程度比预设的第一污染阈值要轻，则说明当前的污水处理流程(例如生化处理单元的投药量、投药次数，或者是沉淀过滤单元的沉淀时间等流程)能够承担当前状态的污水的处理任务，并实现比较好的净化污染效果，则 plc控制单元一一确认各个阀门的开关情况，控制第一阀门和第二阀门关闭，控制第三阀门打开，则污水可以通过第三管道进入生化处理单元，进行生化处理。完成生化处理后的污水可以通过第四管道进入沉淀过滤单元，进行沉淀过滤处理，最终得到符合排放标准的排放水，并通过出水管道排出水质控制装置。
23.同理，当监测结果显示污水的水质比较差，污染程度比预设的第一污染阈值要重，则说明当前状态下污水的污染程度已经超过污水处理流程能承担的最大阈值，若依然将污水直接导入生化处理单元，会导致污水处理的质量下降，因此，在这种情况下plc控制单元会控制第三阀门打开，并控制第一阀门和第二阀门打开，则污染严重的污水会先进入调蓄池，plc 控制单元可以通过控制第二阀门的打开程度来控制第二管道中的水量大小，从而控制进入生化处理单元中的污水量。也就是说，调蓄池为生化处理单元提供了一个缓冲，能够维持进入水质控制装置的水量(通过进水管道流入)，又能够对进入生化处理单元的水量进行一定程度的控制(通过第二管道流入)，从而达到令生化处理单元中污水的污染程度维持在一个较为稳定的范围，能够让生化处理单元持续可靠地实现较好的净化效果。类似地，完成生化处理后的污水可以通过第四管道进入沉淀过滤单元，进行沉淀过滤处理，最终得到符合排放标准的排放水。
24.通过上述内容，本技术实施例提供了一种水质控制装置，通过设置第一监控单元，对进入水质控制装置的污水进行实时的水质监控，plc控制单元获取到污水的水质情况，并
根据污水水质控制第一阀门、第二阀门和第三阀门的开关情况，让污水流入直接流入生化处理单元或者是先流入调蓄池再流入生化处理单元。调蓄池为污水的生化处理过程提供了缓冲，令生化处理单元内的污水水质维持在一个较为稳定的区间，从而达到维持可靠的污水处理流程，保证稳定的污水处理效果的目的。通过第一监控单元和plc控制单元，本技术实施例实现对进入生化处理单元的污水水质的灵活控制，plc控制单元自动操作，有助于降低人力检查的成本，有着良好的工业化应用前景。
25.在一些实施例中，生化处理单元包括水量监控子单元，水量监控子单元用于监控生化处理单元的水量；plc控制单元与水量监控子单元连接。在本技术实施例中，当第一监控单元监测到进水管道的污水的污染程度超过预设的第一污染阈值，则plc控制单元会控制第三阀门关闭，第一阀门打开，此时污水会沿着第一管道进入调蓄池。另外，第二监控单元也会监控当前生化处理单元的水量，当第二监控单元监控到生化处理单元的水量依然在负荷范围内，则打开第二阀门，污水沿着第二管道从调蓄池流向生化处理单元进行生化处理。相反的，当第二监控单元监控发现生化处理单元已经满负荷运行，无法再处理更多的污水时，则保持第二阀门关闭或者是关闭第二阀门，调蓄池不会再向生化处理单元输送污水。在实际的应用场景中，若生化处理单元持续满负荷运行，plc控制单元也可以将当前的状态反映到上位机中，使工作人员及时调整进水的速度或者是污水处理的强度。
26.在一些实施例中，调蓄池设置有排泥管道、放空管道、搅拌装置和反冲洗装置。其中，排泥管道是用于将流入的污水中混合的泥沙排出，避免污水中包含过多的污泥，从而堵塞第二管道，或者是影响生化处理单元的污水处理效果。放空管道一般设置在调蓄池的底部，当调蓄池需要维修或者是晾晒，则调蓄池中的污水可以通过放空管道快速排出。而搅拌装置是用于沉淀过滤后出水回流至调蓄池对超标预处理的污水进行搅拌混匀，有助于调蓄池内水质的稳定，便于plc进出水实时控制系统的数据测量稳定；另外，反冲洗装置包括反冲洗水泵、清水管路、反冲洗水头，一般用于调蓄池池体清洗，有助于防止垃圾堵塞管口。
27.类似地，在另一些实施例中，生化处理单元和沉淀过滤单元均设置有放空管道，放空管道同样是用于快速排空生化处理单元和沉淀过滤单元中存留的水，方便工作人员进行定期的检修。
28.在一些实施例中，生化处理单元可以包括一个或多个生化处理池，这些生化处理池可以用于实现包括但不限于ao工艺(anoxic oxic，厌氧好氧工艺)、aao工艺(anaerobic anoxicoxic，厌氧缺氧好氧工艺)、baf工艺(biological aerated filter，曝气生物滤池)、sbr 工艺(sequencing batch reactor activated sludge process，序列间歇式活性污泥法)和mbr 工艺(membrane bio-reactor，膜生物反应器)中的至少一个，以上工艺主要是对污水进行脱氮除磷处理，去除污水中的有机物。
29.在一些实施例中，沉淀过滤单元可以包括二沉池、高密度沉淀过滤池、膜生物反应器中的至少一个。例如，二沉池可以令经过生化处理后的污水澄清，并且对污水中的污泥进行浓缩，达到泥水分离的效果。又例如，膜生物反应器通过mbr膜将经过生化处理后污水中的活性污泥和大分子有机物进行截留，实现高效的除污效果。
30.在一些实施例中，第一监控单元可以包括tn测定仪和tp测定仪中。tn测定仪用于测定污水中的总氮含量，总氮包括有机氮和无机氮；而tp测定仪则用于测定污水中的总磷含量。在实际生活中，化肥、农业废弃物或者是生活上使用的洗涤剂都会生成带有高浓度氮
磷的污水，这样的污水容易造成水体富营养化，对当地水体造成严重威胁。因此第一监控单元需要监控进水管道中进入污水的氮磷含量，以便评估污水是否需要进入调蓄池进行缓冲。
31.通过上述内容，本技术实施例提出通过增设plc控制单元来实现污水处理流程的自动化控制，并通过增设调蓄池来实现对进入生化处理单元的水量的稳定控制。而对于一些较为大型的污水处理厂来说，其日处理污水吨数庞大，如果要实现对进入生化处理单元的污水的缓存，可能需要增设多个调蓄池或者是增设容量更大的调蓄池，这对于污水处理厂的场地有比较高的要求。另外，由于调蓄池用于存储高浓度的污水，当调蓄池中的污水浓度较高，plc 控制单元控制调蓄池流向生化处理单元水量的难度也会有所提高。因此，本技术实施例还提出通过增设回流管道来解决以上问题。
32.在一些实施例中，参照图1，本技术实施例中的调蓄池还包括第二监控单元，沉淀过滤单元通过回流管道1150与调蓄池连接，回流管道设置有第四阀门1160；图1中用虚线表示 plc控制单元与第二监控单元和第四阀门分别连接。在本技术实施例中，第二监控单元用于监控调蓄池内的水质；plc控制单元还用于根据调蓄池内的水质，控制第四阀门的开关情况。
33.具体地，当污水进入调蓄池中，第二监控单元对调蓄池中的水质进行实时监测，若调蓄池中的污水污染程度非常严重，已经超过预设的第二污染阈值(可以理解的是，此处的第二污染阈值应当比上文中提到的第一污染阈值更高)，则plc控制单元根据第二监控单元的监测结果，打开第四阀门，则经过生化处理、沉淀过滤处理的排放水又会沿着回流管道流入调蓄池中，对调蓄池中的污水进行稀释。则在一些大型的污水处理厂中，也可以让容量较小的调蓄池发挥相应的缓冲作用。
34.在另一些实施例中，为了节省能源，当第二监控单元监控到调蓄池中的水质污染程度已经回落到第二污染阈值以下，则plc控制单元可以控制第四阀门关闭，停止回流的过程，在完成调蓄池稀释的基础上，节省能源。
35.而可以理解的是，在实际的应用场景中，上述内容中提到的回流过程不一定需要依赖调蓄池内的污水污染程度来触发，对于长期持续工作的水质控制装置来说，第四阀门可以处于长期打开的状态，经过生化处理、沉淀过滤处理后的排放水部分通过回流管道流向调蓄池，对调蓄池的污水进行稀释，从而达到减轻调蓄池调蓄压力的目的。
36.另外，本技术实施例还提供了一种污水处理系统，该系统设置有以上实施例中所描述的水质控制装置，当城市污水通过城市管网进入污水处理系统，首先会进行预处理，预处理过后的污水通过进水管道进入水质控制装置，第一监控单元利用tn检测仪和tp检测仪对污水的水质进行监控，当污水中的氮磷含量超过预设的污染阈值，例如tn》50mg/l，tp》6 mg/l，则plc控制单元关闭第三阀门，打开第一阀门，污水进入调蓄池，同时水量监控子单元对生化处理单元的水量进行检测，若当前生化单元的污水负荷量还没有达到最大值，则 plc控制单元控制打开第二阀门，污水沿着第二管道从调蓄池流向生化处理单元，由生化单元进行生化处理，完成生化处理的污水将会沿着第四管道进入沉淀过滤单元进行沉淀过滤处理，最终得到符合排放标准的排放水，部分排放水沿着出水管道排出水质控制装置，而当第二监控单元监控到调蓄池中的污水污染程度严重时，则通过回流管道将部分排放水回流到调蓄池中稀释。本技术实施例中的污水处理系统设置有调蓄池，为污水的生化处理过程
提供了缓冲，令生化处理单元内的污水水质维持在一个较为稳定的区间，从而达到维持可靠的污水处理流程，保证稳定的污水处理效果的目的。再者，系统设置有回流管道，能有效减轻调蓄池的压力。另外，系统通过第一监控单元和plc控制单元，本技术实施例实现对进入生化处理单元的污水水质的灵活控制，plc控制单元自动操作，有助于降低人力检查的成本，拥有良好的工业化发展前景。
37.以上是对本技术的较佳实施进行了具体说明，但本技术并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本技术精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。