一种自动控制的污水处理装置和处理工艺的制作方法

本发明涉及污水处理，具体地，涉及一种自动控制的污水处理装置和处理工艺。

背景技术：

近年来国家污水排放标准越来越严格，对ph、cod、含油量、氨氮和总氮量、总磷量以及悬浮物等指标都有明确要求，而重质、劣质石油比例不断增大，生活污水成分不断变复杂，导致高浓度污水处理达标更加困难。现有污水处理系统的隔油、气浮等工艺流程较长、占地面积较大、效率较低、恶臭气体无组织排放，制约了污水处理系统的提标和扩能改造。

针对污水处理系统工艺、设备、水质等方面存在的问题，中外学者研发了大量的污水处理工艺及设备。例如，在us6358407中，liao等人提出了一种悬浮淤泥过滤装置，向污水中加入净水剂、絮凝剂和助凝剂等药剂，利用污泥、絮体组成的悬浮层作为过滤层，依靠界面吸附、网捕效应、电化特性以及范德瓦尔斯力等作用，实现污水的净化。cn101786776a公开了一种含油污泥深度处理工艺，该处理工艺设置了悬浮过滤单元、调质分离单元、微生物降解单元以及离心分离单元，以此除去污水中的油与悬浮物。

随着应用的深入，现有的污水处理工艺、设备在污水处理过程中碰到了新的挑战。对于炼厂，某段时间内的进厂原油质量千差万别，例如，由大庆轻质低硫油变为中东重质高硫油，这样就导致电脱盐水、急冷塔水等污水cod急剧增加。当药剂量来不及跟随变化时，将会导致后续悬浮淤泥过滤装置过滤层失效或完全被油糊住，进而高浓度污水进入生化降解池，导致其微生物死亡失去作用。其他工业污水、生活污水也存在某一时刻污水指标剧烈波动，后续控制来不及变化，即污水处理设施难以适应进水水质剧烈变化的冲击。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种自动控制的污水处理装置和处理工艺，通过设备集成互联，使污水处理工艺的效率高，人工调节少。

为了实现上述目的，根据本发明的第一个方面，本发明提供一种自动控制的污水处理装置，其中，该处理装置包括依次通过管道相连的污水调质单元a、药剂加入单元c和悬浮过滤单元d，所述处理装置还包括：

在线获取设备，用于在线获取原污水的cod，以及进入污水调质单元a中待处理污水的cod；

在线cod控制单元b，用于根据获取的原污水的cod、进入污水调质单元a中待处理污水的cod，控制污水调质单元a出水的cod在系统最大允许值以内；以及用于根据污水调质单元a出水的cod在线控制药剂加入单元c的药剂加入。

根据本发明的第二个方面，本发明提供一种自动控制的污水处理工艺，其中，该污水处理工艺采用本发明所述的处理装置，该处理工艺包括：

将原污水连续送入污水调质单元a中进行cod的控制调节，并将经过调质的待处理污水送入药剂加入单元c中进行净化处理，将经过净化处理的污水送入悬浮过滤单元d进行固液分离，分离出清水，并将浓缩淤泥排出；

该处理工艺还包括：通过在线cod控制单元b根据在线获取设备在线获取的原污水的cod，以及进入污水调质单元a中待处理污水的cod，在线控制污水调质单元a出水的cod在系统最大允许值以内；以及根据污水调质单元a出水的cod在线控制药剂加入单元c的药剂加入。

本发明中，通过在线获取设备在线监测待处理污水的cod，并通过在线cod控制单元自动调节待处理污水的cod，以及根据进水cod自动调节三种药剂的所需量，保证油能被完全吸附，减少了人为因素的影响，提高了药剂利用率，从而保证了进入悬浮过滤单元d前的污水的水质，也即保证了入水cod达标，减少cod波动，从而进一步保证了污水的处理效率和处理效果。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例提供的自动控制的污水处理装置的示意图；

图2为本发明实施例提供的自动控制的污水处理装置中的悬浮污泥过滤装置的旋转进出料器的示意图。

附图标记说明

a-污水调质单元；b-在线cod控制单元；c-药剂加入单元；d-悬浮过滤单元；

1-污水缓冲罐，2-污水进口调节阀，3-污水调节泵，4、4’、4”-在线cod控制器，5-污水出口调节阀，6-清水调节阀，7-净水剂储罐，8-净水剂调节泵，9-絮凝剂储罐，10-絮凝剂调节泵，11-助凝剂储罐，12-助凝剂调节泵，13-静态混合器，14-悬浮淤泥过滤装置，15-淤泥抽出泵，16--淤泥浓缩器，17-液相隔油除浊器，18-旋转进出料器，19-清液分布器，20-循环调节阀，21-进料口，22-出料口，23-进料导流纹，24-出料导流纹。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

本发明中，所述“系统最大允许cod”的设定值只要能够保证被引入悬浮过滤单元d的污水能够满足其处理能力和处理量即可。例如，针对本发明的一种具体实施方式，在实际生产中，在保证处理量的情况下，悬浮过滤单元d中的悬浮污泥过滤装置14能够处理cod小于或等于2000mg/l的污水，则“系统最大允许cod”为2000mg/l。

如图1所示，本发明所述自动控制的污水处理装置包括依次通过管道相连的污水调质单元a、药剂加入单元c和悬浮过滤单元d，所述处理装置还包括：

在线获取设备，用于在线获取原污水的cod，以及进入污水调质单元a中待处理污水的cod；

在线cod控制单元b，用于根据获取的原污水的cod、进入污水调质单元a中待处理污水的cod，在线控制污水调质单元a出水的cod在系统最大允许值以内；以及用于根据污水调质单元a出水的cod在线控制药剂加入单元c的药剂加入。

所述污水调质单元a的构成设备可以参考本领域的常规技术，按照本发明的一个具体实施方式，为了更好地实现污水处理的连续自动控制，所述污水调质单元a包括：缓冲罐1、设置在与缓冲罐1进口连接的管道上的污水进口调节阀2、依次设置在与缓冲罐1出口连接的管道上的污水出口调节阀5和清水调节阀6；

优选情况下，所述污水调质单元a还包括设置在缓冲罐1出口与污水出口调节阀5之间的污水调节泵3，以方便将污水从缓冲罐1中引出。

所述在线获取设备包括：上游cod检测器a，用于检测污水调质单元a的污水进口调节阀2之前的原污水的cod；第一下游cod检测器b，用于检测污水出口调节阀5与清水调节阀6之间的待处理污水的cod；第二下游cod检测器c，用于检测清水调节阀6之后的待处理污水的cod；

在线cod控制单元b，用于接收所述上游cod检测器a所检测的cod、第一下游cod检测器b所检测的cod，当上游cod检测器a所检测的cod小于或等于第一下游cod检测器b所检测的cod，且第一下游cod检测器b所检测的cod在系统最大允许值以内，即，在正常操作时，在线cod控制单元b则控制污水进口调节阀2的开度不变，并控制清水调节阀6关闭，并根据第一下游cod检测器b所检测的cod，控制进入药剂加入单元c的污水中各个药剂的加入量；

否则，当某一时刻上游污水(上游cod检测器a)的cod升高，此时将导致缓冲罐1(第一下游cod检测器b)中的cod也升高，当上游cod检测器a所检测的cod大于第一下游cod检测器b所检测的cod，将导致缓冲罐1(第一下游cod检测器b)中的cod继续升高，在线cod控制单元b则控制清水调节阀6开启，引入清水进行中和，并接收第二下游cod检测器c所检测的cod，根据污水调质单元a出水cod的系统最大允许值，控制清水调节阀6开度的变化。例如，接收的第二下游cod检测器c所检测的cod超过污水调质单元a出水的cod的系统最大允许值的范围增加，则增加清水调节阀6开度，反之则减小清水调节阀6开度，同时，在线cod检测调节单元b将通过调节泵控制来提高进入药剂加入单元c的污水中各个药剂的加入量。

优选情况下，当上游cod检测器a所检测的cod大于第一下游cod检测器b所检测的cod，在线cod控制单元b还包括控制污水出口调节阀5的开度减小，以更好地控制污水调质单元a出水的cod在系统最大允许值范围内后排出污水调质单元a，同样，根据第二下游cod检测器c所检测的cod，在线cod检测调节单元b将通过调节泵控制来调节进入药剂加入单元c的污水中各个药剂的加入量。

按照本发明，所述在线cod控制单元b是通过将接收的cod转化为信号，并通过信号控制各调节阀和/或调节泵的开启、关闭以及开度，而控制水量以及药剂加入等。

所述污水调质单元c的构成设备可以参考本领域的常规技术，按照本发明的一个具体实施方式，为了更好地实现污水处理的连续自动控制，所述药剂加入单元c包括：分别与污水调质单元a的出口管道相连的净水剂储罐7、絮凝剂储罐9和助凝剂储罐11，以及与污水调质单元a的出口管道和净水剂储罐7相连的净水剂调节泵8，与污水调质单元a的出口管道和絮凝剂储罐9相连的絮凝剂调节泵10，与污水调质单元a的出口管道和助凝剂储罐11相连的助凝剂调节泵12；

在线cod控制单元b还用于接收所述第一下游cod检测器b或者所述第二下游cod检测器c所检测的cod，用于控制净水剂储罐7中的净水剂、絮凝剂储罐9中的絮凝剂和助凝剂储罐11中的助凝剂加入到管道之中，即，根据所检测的cod，通过净水剂调节泵8、絮凝剂调节泵10和助凝剂储罐11实时调节三种药剂的加入量，属于现有的经验性的操作手段，并能够满足加药处理后的污水的cod能够满足后续悬浮淤泥过滤装置的处理能力和处理要求。

按照本发明，cod检测器的在线检测的时间间隔没有特别限定，可以根据原污水的质量以及污水质量的变化情况进行设定和调节，通常情况下，cod检测器的在线检测的时间间隔为1-30分钟。为了能够避免因为cod检测有延迟的问题，提高数据变化率的实时性，需要在较短时间间隔内进行检测的时候，可以采用同时使用多台cod检测器进行在线检测。

按照本发明，优选情况下，所述在线cod控制单元b包括多台在线cod控制器，以同时在多个检测点实时控制和调节污水的cod。

所述悬浮过滤单元d的构成设备可以参考本领域的常规技术，按照本发明的一个具体实施方式，为了更好地实现污水处理的连续自动化处理，无需通过人工判断进行排泥，并提高设备的自动化程度，降低劳动强度，按照本发明的一个具体实施方式，所述悬浮过滤单元d包括：静态混合器13、悬浮淤泥过滤装置14、淤泥抽出泵15、淤泥浓缩器16以及循环调节阀20；

所述悬浮污泥过滤装置14包括：如图2所示，设置在下部的旋转进出料器18，该旋转进出料器18包括：进料口21、出料口22，与进料口21连通的进料导流通道和与出料口22连通的出料导流通道，所述进料导流通道与出料导流通道同轴设置，且进料导流通道的直径小于出料导流通道的直径，且在进料导流通道的内壁上设置有螺旋状的进料导流纹24，在出料导流通道的内壁上设置有螺旋状的出料导流纹23；进料口21和出料口22的上述结构设计可以保证污水能够切线进料和出料，从而增加离心力，促进液相中悬浮物的聚并，聚并之后密度增加，方便进行分离。

所述悬浮污泥过滤装置14还包括设置在上部的、沿着高度方向由上向下依次设置的液相隔油除浊器17和清液分布器19；

所述静态混合器13连接在药剂加入单元c的出水口与悬浮淤泥过滤装置14的进料口21之间的管道上；

所述淤泥浓缩器16包括淤泥入口、清液出口和浓缩淤泥出口；所述出料口22通过淤泥抽出泵15与淤泥浓缩器16的淤泥入口连接，淤泥浓缩器16的清液出口与清液分布器19连接，所述清液出口还通过循环调节阀20与进料口21连接。

优选情况下，为了更好地实现所述自动控制的污水处理装置的整体性，以及处理工艺的连续性，所述悬浮淤泥过滤装置14还包括设置在上部的清水出口，该清水出口通过管道与清水调节阀6连接。

本发明提供的污水处理工艺采用上述处理装置，该处理工艺包括：

将原污水连续送入污水调质单元a中进行cod的控制调节，并将经过调质的待处理污水送入药剂加入单元c中进行净化处理，将经过加药处理的待处理污水送入悬浮过滤单元d进行固液分离，得到浓缩淤泥和清水；

该处理工艺还包括：通过在线cod控制单元b根据在线获取设备在线获取的原污水的cod，以及进入污水调质单元a中待处理污水的cod，控制污水调质单元a出水的cod在系统最大允许值以内；以及根据污水调质单元a出水的cod在线控制药剂加入单元c的药剂加入量。

下面结合图1对本发明的污水处理工艺进行详细说明：

原污水通过污水进口调节阀2进入污水调质单元a的缓冲罐1中，并通过污水调节泵3，从污水出口调节阀5排出污水调质单元a；

在线cod控制单元b通过接收污水调质单元a上游cod检测器a所检测的原污水cod、第一下游cod检测器b所检测的待处理污水的cod，当上游cod检测器a所检测的cod小于或等于第一下游cod检测器b所检测的cod，且第一下游cod检测器b所检测的cod在系统最大允许值以内，在线cod控制单元b则控制污水进口调节阀2的开度不变，并控制清水调节阀6关闭，即在正常操作时，则控制污水进口调节阀2的开度不变，并控制清水调节阀6关闭，并根据第一下游cod检测器b所检测的cod，控制进入药剂加入单元c的污水中各个药剂的加入量；否则，当上游cod检测器a所检测的cod大于第一下游cod检测器b所检测的cod，在线cod控制单元b则控制清水调节阀6开启，引入清水进行中和，并接收第二下游cod检测器c所检测的cod，根据污水调质单元a出水的cod的系统最大允许值，控制清水调节阀6开度的变化。例如，接收的第二下游cod检测器c所检测的cod超过污水调质单元a出水的cod的系统最大允许值的范围增加，则增加清水调节阀6开度，反之则减小清水调节阀6开度，同时，在线cod检测调节单元b将通过调节泵控制来提高进入药剂加入单元c的污水中各个药剂的加入量；

优选情况下，所述处理工艺还包括：当上游cod检测器a所检测的cod大于第一下游cod检测器b所检测的cod，在线cod控制单元b通过控制污水出口调节阀5的开度减小，以更好地控制污水调质单元a出水的cod在系统最大允许值范围内后排出污水调质单元a，同样，根据第二下游cod检测器c所检测的cod，在线cod检测调节单元b将通过调节泵控制来调节进入药剂加入单元c的污水中各个药剂的加入量；

被排出污水调质单元a的污水通过管道被引入药剂加入单元c；

在线cod控制单元b还通过接收所述第一下游cod检测器b或者所述第二下游cod检测器c所检测的cod，控制药剂加入单元c的净水剂储罐7中的净水剂、絮凝剂储罐9中的絮凝剂和助凝剂储罐11中的助凝剂加入到管道中的量；

被排出药剂加入单元c的污水通过管道引入悬浮过滤单元d的静态混合器13中继续与净水剂、絮凝剂和助凝剂进行充分混合，并通过具有同心设置的进料导流通道与出料导流通道的旋转进出料器18的进料口21将污水切向引入悬浮淤泥过滤装置14中进行固液分离，通过进料导流纹24旋转进入，分离出的淤泥经过出料导流纹23从出料口22切向排出，淤泥通过淤泥抽出泵15送入淤泥浓缩器16中进行淤泥浓缩过滤，经淤泥浓缩后分离的部分清液通过清液出口进入悬浮污泥过滤装置14的清液分布器19中进行进一步的固液分离，并经过液相隔油除浊器17进行隔油除浊，将分离的清水排出悬浮过滤单元d；为了更好的将淤泥和水分开，经淤泥浓缩后的另一部分清液通过循环调节阀20引出与经过静态混合器13混合后的污水一起从进料口21返回旋转进出料器18。另一部分被循环回流重新返回旋转进出料器18的清液量的与需处理水量的比值可以为0.1-10，其中，所述需处理水量是指经静态混合器13后的出水量。经浓缩的淤泥被送入下游淤泥处理单元进行处理。其中，所述静态混合器13的压降的范围通常可以为0.02-0.3mpa。

根据上述工艺，所述悬浮淤泥过滤装置14的旋转进出料器18的底部呈锥形，有利于淤泥收集，进出料旋转进行，有利于提高线速度，增加旋转进出料器18的旋转离心力，减少淤泥附着。此外，将淤泥沉积过程移至悬浮淤泥过滤装置外部进行淤泥浓缩，减少了淤泥在内部的累积量，同时省去人工判断泥位和间歇排泥过程，实现排泥全时段自动化运行。

优选情况下，所述处理工艺还包括：将分离的清水通过清水调节阀6引入污水调质单元a，以循环利用，作为用于调节污水调质单元a中cod所引入的清水水源。

本发明对原污水的种类和cod没有具体限定，只要保证系统最大cod设定值能够满足后续悬浮过滤单元d的处理能力和处理量即可。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

下述实施例中，“系统最大允许cod”为2000mg/l；所述需处理水量是指经静态混合器13后的出水量。

实施例1

按照本发明图1所示的自动控制的污水处理装置对污水进行处理。

将工厂m污水引入污水调质单元a中，通过在线获取设备获得该原污水的cod(上游cod检测器a)低于系统允许值，且获取的进入缓冲罐的污水的cod(第一下游cod检测器b)与原污水cod(上游cod检测器a)相比稳定无波动。此时，在线cod控制单元b无需调节污水进口调节阀2的开度，并且无需开启清水调节阀6，清水引入量为0。在线cod控制单元b根据第一下游cod检测器b获取的cod相应调节被送入药剂加入单元c后待与污水混合的净化剂、絮凝剂和助凝剂的量。由于cod较低且稳定无波动，设定相邻两次在线检测cod的间隔时间为30分钟。经过与三种药剂混合后的污水被引入悬浮过滤单元d的静态混合器中进行进一步混合处理，由于药剂加入量也较少，通过静态混合器的混合强度小，其压降为0.03mpa。经过静态混合后的污水被送入悬浮淤泥过滤装置中，底部淤泥通过抽出泵快速抽出，经淤泥浓缩器过滤后，滤出清液一部分通过清液分布器打入悬浮淤泥过滤装置；另一部分回流循环，与静态混合器后需处理的污水混合重新送入悬浮淤泥过滤装置。由于需处理水的cod小、药剂加入量较少，回流循环水量与需处理水量的比值为3，浓缩淤泥送入下游淤泥处理单元处理。

实施例2

按照本发明图1所示的自动控制的污水处理装置对污水进行处理。

将工厂n污水引入污水调质单元a中，通过在线获取设备获得该原污水的cod(上游cod检测器a)高于系统允许值，且获取的进入缓冲罐的污水的cod(第一下游cod检测器b)与原污水cod(上游cod检测器a)相比稳定无波动。此时，在线cod控制单元b无需调节污水进口调节阀2的开度，但是，需要开启清水调节阀6，引入处理后的清水(由悬浮过滤单元d进行污泥浓缩后分离出的清水通过清水调节阀6引入污水调质单元a中)对污水进行中和，清水引入量为整个装置出来的清水的总量(即图1中由单元d分离出的清水流股总量)的90％。在线cod控制单元b根据第二下游cod检测器c获取的cod相应调节被送入药剂加入单元c后待与污水混合的净化剂、絮凝剂和助凝剂的量。由于cod较高，设定相邻两次在线检测cod的间隔时间为10分钟。经过与三种药剂混合后的污水被引入悬浮过滤单元d的静态混合器中进行进一步混合处理，由于药剂加入量也较多，通过静态混合器的混合强度大，其压降为0.2mpa。经过静态混合后的污水被送入悬浮淤泥过滤装置中，底部淤泥通过抽出泵快速抽出，经淤泥浓缩器过滤后，滤出清液一部分通过清液分布器打入悬浮淤泥过滤装置；另一部分回流循环，与静态混合器后需处理的污水混合重新送入悬浮淤泥过滤装置。由于需处理水的cod高、药剂加入量较多，回流循环水量与需处理水量的比值为5，浓缩淤泥送入下游淤泥处理单元处理。

实施例3

按照本发明图1所示的自动控制的污水处理装置对污水进行处理。

将工厂p污水引入污水调质单元a中，通过在线获取设备获得该原污水的cod(上游cod检测器a)低于系统允许值，但经常波动，在某些时刻，通过在线获取设备获取的进入缓冲罐的污水的cod(第一下游cod检测器b)高于原污水cod(上游cod检测器a)。此时，在线cod控制单元b需要调节污水进口调节阀2的开度减小，同时需要开启清水调节阀6，引入处理后的清水(由悬浮过滤单元d进行污泥浓缩后分离出的清水通过清水调节阀6引入污水调质单元a中)对污水进行中和，根据污水调质单元a出水的cod的系统最大允许值，控制清水调节阀6的开度变化，使得清水引入量随来水cod，在整个装置出来的清水的总量(即图1中由单元d分离出的清水流股总量)的0到100％之间调控。在线cod控制单元b根据第二下游cod检测器c获取的cod相应调节被送入药剂加入单元c后待与污水混合的净化剂、絮凝剂和助凝剂的量。由于cod较高且波动较大，设定相邻两次在线检测cod的间隔时间为5分钟。经过与三种药剂混合后的污水被引入悬浮过滤单元d的静态混合器中进行进一步混合处理，由于药剂加入量也较多，通过静态混合器的混合强度大，其压降为0.1mpa-0.2mpa。

经过静态混合后的污水被送入悬浮淤泥过滤装置中，底部淤泥通过抽出泵快速抽出，经淤泥浓缩器过滤后，滤出清液一部分通过清液分布器打入悬浮淤泥过滤装置；另一部分回流循环，与静态混合器后需处理的污水混合重新送入悬浮淤泥过滤装置。由于需处理水的cod高、药剂加入量较多，回流循环水量与需处理水量的比值为5，浓缩淤泥送入下游淤泥处理单元处理。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。