一种实现原位提高处理规模的污水处理控制方法及系统与流程

本发明涉及污水处理技术领域，尤其是涉及一种实现原位提高处理规模的污水处理控制方法及系统。

背景技术：

污水处理被广泛应用于建筑、农业,交通、能源、石化、环保、城市景观、医疗、餐饮等各个领域。污水处理应根据处理规模、水质特性、受纳水体的环境功能及当地的实际情况和要求，经全面技术经济比较后优选确定。

目前我国污水处理厂的运行具有季节性问题，冬季活性污泥易发生污泥膨胀，造成活性污泥性能降低、沉降性能变差，二次沉淀池底部泥位增高，且二次沉淀池内增多的泥位未得到及时处理，易发生二沉池跑泥问题，一旦跑泥污水处理厂为了实现达标排放必将降低处理规模；而在夏季，由于我国雨污合流，使得大量雨水瞬时进入污水处理厂，造成污水处理厂水量超过设计值，污水得不到及时处理而外排，从而易发生污水处理厂溢流污染问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的之一是提供一种实现原位提高处理规模的污水处理控制方法，既可以提高污水处理规模，又可以解决季节性污水溢流污染问题。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种实现原位提高处理规模的污水处理控制方法，应用于污水处理系统，所述污水处理系统包括沿水流方向依次连通的预处理单元、活性污泥处理单元、混合单元、二次沉淀单元和深度处理单元，还包括加药控制单元、污泥回流单元和剩余污泥处理单元，所述加药控制单元与所述混合单元连接，所述污泥回流单元连接于所述二次沉淀单元与所述活性污泥单元之间，所述剩余污泥处理单元与所述二次沉淀单元连接；所述方法包括：

在线流量计检测所述预处理单元内污水的进水在线流量数据，并将所述进水在线流量数据发送至所述加药控制单元；

在线污泥浓度计检测所述活性污泥单元的活性污泥在线浓度数据mlss，并将所述活性污泥在线浓度数据mlss发送至加药控制单元；

所述加药控制单元根据所述进水在线流量数据及所述活性污泥在线浓度数据mlss确定药剂投加量，并根据确定的药剂投加量将药剂投加到所述混合单元。

通过采用上述技术方案，在污水处理厂原位基础上，加药控制单元可以根据污水的进水在线流量数据及活性污泥在线浓度数据mlss确定药剂投加量，当污水进水量增大时，自动调节药剂投加量并投加至混合单元，实现活性污泥在二次沉淀单元的快速固液分离，大大提高了二次沉淀单元的效率，并使得污泥回流浓度升高，进而活性污泥单元污泥浓度得到提高，生物处理负荷随之提高，进而保障污水高效处理达标排放，既可以提高污水处理规模，又可以解决季节性污水溢流污染问题。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述加药控制单元根据所述进水在线流量数据及所述活性污泥在线浓度数据mlss确定药剂投加量，包括：

mlss≤4000mg/l时，单位每升进水投加3～20μl药剂原液；

4000＜mlss≤6000mg/l时，单位每升进水投加10～30μl药剂原液；

6000＜mlss≤8000mg/l时，单位每升进水投加30～50μl药剂原液；

mlss＞8000mg/l时，单位每升进水投加50～200μl药剂原液。

通过采用上述技术方案，可以提高污水处理效率，并且节约了投药成本。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：还包括：

在线泥位计检测所述二次沉淀单元底部的在线泥位数据，并将所述在线泥位数据发送至所述加药控制单元；

所述加药控制单元判断所述在线泥位数据是否达到预设的最高泥位hi，若是，则生成第一控制信号，并将所述第一控制信号发送至所述污泥回流单元；

所述污泥回流单元根据所述第一控制信号提高污泥回流量。

通过采用上述技术方案，当二次沉淀单元内的泥位达到最高泥位时，为确保二次沉淀单元不致跑泥，可控制污泥回流单元提高污泥回流量，以降低二次沉淀单元的泥位，提高活性污泥处理单元的污泥浓度，从而单位污泥处理污染物的负荷得到提高，生物处理负荷随之提高，保障污水高效处理达标排放，可以解决污水处理厂冬季污泥膨胀而造成污泥沉降性能差、处理规模无法达产的问题。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述污泥回流单元根据所述第一控制信号控制污泥回流量，包括：

所述污泥回流单元将污泥回流量提高至原来污泥回流量的1.05～1.5倍。

通过采用上述技术方案，可以有效控制二次沉淀单元的泥位，从而减少二次沉淀单元跑泥现象的发生。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：在所述污泥回流单元根据所述第一控制信号控制污泥回流量后，还包括：

所述加药控制单元判断污泥回流量是否达到预设的最大值，若是，则判断所述在线泥位数据是否高于所述预设的最高泥位hi，若是，则生成第二控制信号，并将所述第二控制信号发送至所述剩余污泥处理单元；

所述剩余污泥处理单元根据所述第二控制信号提高剩余污泥排放量。

通过采用上述技术方案，当污泥回流量达到预设的最大值时且此时二次沉淀单元的在线泥位数据仍高于最高泥位hi时，控制剩余污泥处理单元提高剩余污泥排放量，进而降低二次沉淀单元的泥位，即通过控制回流及剩余污泥排放控制二次沉淀单元泥位的平衡，以防止二次沉淀单元跑泥情况的发生。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述剩余污泥处理单元根据所述第二控制信号控制剩余污泥排放量，包括：

所述剩余污泥处理单元将污泥排放量提高至原来污泥排放量的1.05～1.2倍。

通过采用上述技术方案，可以更有效地控制二次沉淀单元的泥位，从而减小二次沉淀单元跑泥现象的发生。

本发明的另一目的是提供一种实现原位提高处理规模的污水处理控制系统，可自动控制加药控制单元。

本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种实现原位提高处理规模的污水处理控制系统，应用于污水处理系统，所述污水处理系统包括沿水流方向依次连通的预处理单元、活性污泥处理单元、混合单元、二次沉淀单元和深度处理单元，还包括加药控制单元、污泥回流单元和剩余污泥处理单元，所述加药控制单元与所述混合单元连接，所述污泥回流单元连接于所述二次沉淀单元与所述活性污泥单元之间，所述剩余污泥处理单元与所述二次沉淀单元连接；

所述预处理单元内设有在线流量计，用于检测所述预处理单元内污水的进水在线流量数据，并将所述进水在线流量数据发送至所述加药控制单元；

所述活性污泥单元内设有在线污泥浓度计，用于检测所述活性污泥单元的活性污泥在线浓度数据mlss，并将所述活性污泥在线浓度数据mlss发送至加药控制单元；

所述加药控制单元，用于根据所述进水在线流量数据及所述活性污泥在线浓度数据mlss确定药剂投加量，并根据确定的药剂投加量将药剂投加到所述混合单元。

通过采用上述技术方案，在污水处理厂原位基础上，加药控制单元可以根据污水的进水在线流量数据及活性污泥在线浓度数据mlss确定药剂投加量，当污水进水量增大时，自动调节药剂投加量并投加至混合单元，实现活性污泥在二次沉淀单元的快速固液分离，大大提高了二次沉淀单元的效率，并使得污泥回流浓度升高，进而活性污泥单元污泥浓度得到提高，生物处理负荷随之提高，进而保障污水高效处理达标排放，既可以提高污水处理规模，又可以解决季节性污水溢流污染问题。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述加药控制单元，具体用于当mlss≤4000mg/l时，单位每升进水投加3～20μl药剂原液；当4000＜mlss≤6000mg/l时，单位每升进水投加10～30μl药剂原液；当6000＜mlss≤8000mg/l时，单位每升进水投加30～50μl药剂原液；当mlss＞8000mg/l时，单位每升进水投加50～200μl药剂原液。

通过采用上述技术方案，可以提高污水处理效率，并且节约了投药成本。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述二次沉淀单元包括在线泥位计，用于检测所述二次沉淀单元底部的在线泥位数据，并将所述在线泥位数据发送至所述加药控制单元；

所述加药控制单元，还用于判断所述在线泥位数据是否达到预设的最高泥位，若是，则生成第一控制信号，并将所述第一控制信号发送至所述污泥回流单元；

所述污泥回流单元，用于根据所述第一控制信号提高污泥回流量。

通过采用上述技术方案，当二次沉淀单元内的泥位达到最高泥位时，为确保二次沉淀单元不致跑泥，可控制污泥回流单元提高污泥回流量，以降低二次沉淀单元的泥位，提高活性污泥处理单元的污泥浓度，从而单位污泥处理污染物的负荷得到提高，生物处理负荷随之提高，保障污水高效处理达标排放，可以解决污水处理厂冬季污泥膨胀而造成污泥沉降性能差、处理规模无法达产的问题。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述加药控制单元，还用于在所述污泥回流单元根据所述第一控制信号控制污泥回流量后，判断污泥回流量是否达到预设的最大值，若是，则判断所述在线泥位数据是否高于所述预设的最高泥位hi，若是，则生成第二控制信号，并将所述第二控制信号发送至所述剩余污泥处理单元；；

所述剩余污泥处理单元，用于根据所述第二控制信号提高剩余污泥排放量。

通过采用上述技术方案，当污泥回流量达到预设的最大值时且此时二次沉淀单元的在线泥位数据仍高于最高泥位hi时，控制剩余污泥处理单元提高剩余污泥排放量，进而降低二次沉淀单元的泥位，即通过控制回流及剩余污泥排放控制二次沉淀单元泥位的平衡，以防止二次沉淀单元跑泥情况的发生。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.在污水处理厂原位基础上，加药控制单元可以根据污水的进水在线流量数据及活性污泥在线浓度数据mlss确定药剂投加量，当污水进水量增大时，自动调节药剂投加量并投加至混合单元，实现活性污泥在二次沉淀单元的快速固液分离，大大提高了二次沉淀单元的效率，并使得污泥回流浓度升高，进而活性污泥单元污泥浓度得到提高，生物处理负荷随之提高，进而保障污水高效处理达标排放，既可以提高污水处理规模，又可以解决季节性污水溢流污染问题；

2.当二次沉淀单元内的泥位达到最高泥位时，为确保二次沉淀单元不致跑泥，可控制污泥回流单元提高污泥回流量，以降低二次沉淀单元的泥位，提高活性污泥处理单元的污泥浓度，从而单位污泥处理污染物的负荷得到提高，生物处理负荷随之提高，保障污水高效处理达标排放，可以解决污水处理厂冬季污泥膨胀而造成污泥沉降性能差、处理规模无法达产的问题；

3.当污泥回流量达到预设的最大值时且此时二次沉淀单元的在线泥位数据仍高于最高泥位hi时，控制剩余污泥处理单元提高剩余污泥排放量，进而降低二次沉淀单元的泥位，即通过控制回流及剩余污泥排放控制二次沉淀单元泥位的平衡，以防止二次沉淀单元跑泥情况的发生。

附图说明

图1是实现原位提高处理规模的污水处理系统的结构示意图；

图2是如图1所示的污水处理系统的具体结构示意图；

图3、图4是应用于如图1所示的污水处理系统的污水处理控制系统的结构示意图；

图5是应用于如图1所示的污水处理系统的加药控制方法的方法流程图；

图6是应用于如图1所示的污水处理系统的污泥回流及污泥外排控制方法的方法流程图。

图中，1、预处理单元；11、机械格栅池；12、调节池；121、在线流量计；13、一体化预处理池；2、活性污泥处理单元；21、厌氧池；22、缺氧池；23、好氧池；231、在线污泥浓度计；3、混合单元；31、混合池；4、二次沉淀单元；41、二沉池；412、在线泥位计；5、深度处理单元；6、加药控制单元；61、加药装置；62、加药控制器；7、剩余污泥处理单元；71、剩余污泥控制泵；8、污泥回流单元；81、回流泵；9、稀释单元。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

图1示出了一种实现原位提高处理规模的污水处理系统，包括沿水流方向依次连通的预处理单元1、活性污泥处理单元2、混合单元3、二次沉淀单元4和深度处理单元5；污水处理控制系统还包括稀释单元9、加药控制单元6、污泥回流单元8和剩余污泥处理单元7；加药控制单元6与混合单元3连接，稀释单元9与加药控制单元6连接，污泥回流单元8连接于二次沉淀单元4与活性污泥处理单元2之间，剩余污泥处理单元7与二次沉淀单元4连接。

参照图2，预处理单元1为污水处理过程中的第一次沉淀过程，其包括依次通过通水管道连接的机械格栅池11、调节池12、一体化预处理池13，用于去除污水中的悬浮物并对污水调质调量。

参照图2，活性污泥处理单元2包括依次通过通水管道连接的厌氧池21、缺氧池22、好氧池23，厌氧池21的进料端与一体化预处理池13的出料端连通。从一体化预处理池13内流出的预处理后的污水，依次流经厌氧池21、缺氧池22和好氧池23，经过a/a/o等工艺实现脱氮除磷。

参照图2，加药控制单元6包括加药控制器62及加药装置61，加药控制器62控制加药装置61向混合单元3投加药剂的量。

加药控制单元6中的药剂原液为纳米絮凝剂，纳米絮凝剂的ph值为0.5～2，纳米絮凝剂的成分及成分配比如下：电荷供体25%～35%、有机絮凝剂7%～10%、电荷载体0.2%～2%、稳定剂0.5%～1.5%、凝固点调理剂3%～5%、余量为水。其中，电荷供体为fecl2或feso4；电荷载体选自纳米零价铁、纳米级金属氧化物feo、fe2o3和fecl2中的一种或多种；有机絮凝剂选自聚丙烯酰胺、聚二甲基二烯丙基氯化铵、二甲基二烯丙基氯化铵和聚季胺盐中的一种或多种；凝固点调理剂选自丙三醇和乙二醇中的至少一种；稳定剂选自3-巯丙基三乙氧基硅烷、腐殖酸、柠檬酸和二巯基丁二酸中的一种或多种。

参照图2，混合单元3包括混合池31，混合池31的进料端与好氧池23的出料端连通，混合池31的进料端还连通有加药装置61的出料端。混合池31用于混合好氧池23中排出的污水及加药装置61中投加的药剂，并在混合池31内安装有用于将好氧池23内出来的污水和加药装置61内进来的药剂搅拌均匀的搅拌桨。

生物脱氮除磷后的泥水混合液进入混合池31，同时加药控制器62根据药剂投加量向混合池31内投加相应数量的纳米絮凝剂，使得泥水混合液与纳米絮凝剂混合并搅拌均匀。

参照图2，二次沉淀单元4包括二沉池41，处理后的水自二沉池41的出水端排出。且二沉池41与混合池31通过管道连通。污泥回流单元8包括回流泵81，通过回流泵81可将二沉池41底部的部分污泥回流至好氧池23内。二沉池41底部设有排泥口，排泥口与剩余污泥处理单元7连通，剩余污泥处理单元7包括剩余污泥控制泵71，通过剩余污泥控制泵71可将二沉池41底部的部分剩余污泥排出。

参照图1、图2，泥水混合液与纳米絮凝剂混合均匀后共同进入二沉池41，在纳米絮凝剂的作用下形成大的絮凝体，快速沉降至池底，在线泥位数据减小，实现泥水快速分离。清水由池堰收集后排入后续深度处理单元5，可以有效去除污水中各种不同性质的杂质，从而满足用户对水质的使用要求，例如活性炭吸附法与离子交换、膜分离法等。二沉池41底部污泥一部分由回流泵81泵送至活性污泥处理单元2，一部分由剩余污泥处理单元7经浓缩脱水后外运处理处置。

活性污泥中加入絮凝剂后可通过电中和、吸附架桥等原理使得悬浮污泥形成大的絮凝体，实现固液快速分离，同时有效去除水中的悬浮胶体颗粒ss，改善出水效果，污泥快速沉降使得二沉池的停留时间由原来的1-2小时缩短至30分钟以内，从而大大提高了二沉池的效率，同时由于絮凝体的形成，二沉池底部污泥浓度得到提高，进而回流污泥浓度相应提高，高浓度的回流污泥泵送至活性污泥单元，使得活性污泥单元的污泥浓度相应提高，因此单位污泥浓度处理污染物的负荷得到提高，从而进一步提高了污水处理厂的处理规模和能力。

图3示出了本发明实施例公开的一种应用于如图1所示的污水处理系统的污水处理控制系统。参照图2和图3，在机械格栅池11与调节池12之间的通水管路上安装有在线流量计121，在好氧池23内安装有在线污泥浓度计231；在线流量计121、在线污泥浓度计231均与加药控制器62进行通讯连接。

参照图1和图3，在线流量计121实时检测预处理单元1内污水的进水在线流量数据，并将进水在线流量数据发送至加药控制单元6的加药控制器62，同时在线污泥浓度计231实时检测活性污泥单元2的活性污泥在线浓度数据mlss，并将活性污泥在线浓度数据mlss发送至加药控制单元6的加药控制器62；加药控制器62根据进水在线流量数据及活性污泥在线浓度数据mlss确定药剂投加量，加药装置61根据药剂投加数据投加药剂。

其中，投加药剂时活性污泥在线浓度mlss和药剂投加量可以满足以下关系：

mlss≤4000mg/l时，单位每升进水投加3～20μl药剂原液；

4000＜mlss≤6000mg/l时，单位每升进水投加10～30μl药剂原液；

6000＜mlss≤8000mg/l时，单位每升进水投加30～50μl药剂原液；

mlss＞8000mg/l时，单位每升进水投加50～200μl药剂原液。

图4示出了本发明实施例公开的另一种应用于如图所示的污水处理系统的污水处理控制系统。参照图2和图4，在二沉池41内安装有用于检测二沉池41内泥位的在线泥位计412，通过在线泥位计412检测二沉池41底部的在线泥位数据，并将在线泥位数据发送至加药控制器62。

参照图1和图4，根据污水处理厂的规模确定二次沉淀单元4中跑泥的临界泥位h0，可以将h0以下0.3m设为最高泥位hi；加药控制器62还可判断在线泥位数据是否达到预设的最高泥位hi，当在线泥位数据超过最高泥位时，加药控制器62生成第一控制信号，并将第一控制信号发送至回流泵81，回流泵81根据第一控制信号控制污泥回流量，可选的，可以将污泥回流量提高至原来的1.05～1.5倍，以降低二次沉淀单元4的泥位。

参照图4，当污泥回流量达到预设最大值时，若在线泥位数据还是不能低于预设的最高泥位hi，则加药控制器62中生成第二控制信号，并将第二控制信号发送至剩余污泥控制泵71，剩余污泥控制泵71根据第二控制信号控制剩余污泥排出量，可选的，可以将剩余污泥排出量提高至原来的1.05～1.2倍，直至在线泥位数据低于最高泥位hi为止。

参照图5，本发明还提供了一种应用于如图1所示的污水处理系统的污水处理控制方法，其方法如下：

步骤s101，在线流量计121检测预处理单元1内污水的进水在线流量数据，并将进水在线流量数据发送至加药控制单元6；

步骤s102，在线污泥浓度计231检测活性污泥单元的活性污泥在线浓度数据mlss，并将活性污泥在线浓度数据mlss发送至加药控制单元6；

步骤s103，加药控制单元6根据进水在线流量数据及活性污泥在线浓度数据mlss确定药剂投加量，并根据确定的药剂投加量将药剂投加到混合单元3。

在线流量计121实时检测预处理单元1内污水的进水在线流量数据，并将进水在线流量数据发送至加药控制单元6的加药控制器62，同时在线污泥浓度计231实时检测活性污泥单元的活性污泥在线浓度数据mlss，并将活性污泥在线浓度数据mlss发送至加药控制单元6的加药控制器62；加药控制器62根据进水在线流量数据及活性污泥在线浓度数据mlss确定药剂投加量，加药装置61根据药剂投加数据投加药剂。

步骤s103中，投加药剂时活性污泥在线浓度mlss和药剂投加量可以满足以下关系：

mlss≤4000mg/l时，单位每升进水投加3～20μl药剂原液；

4000＜mlss≤6000mg/l时，单位每升进水投加10～30μl药剂原液；

6000＜mlss≤8000mg/l时，单位每升进水投加30～50μl药剂原液；

mlss＞8000mg/l时，单位每升进水投加50～200μl药剂原液。

可选的，参照图6，该污水处理控制方法还可以包括以下步骤：

步骤s104，在线泥位计412检测二次沉淀单元4底部的在线泥位数据，并将在线泥位数据发送至加药控制单元6；

步骤s105，加药控制单元6判断在线泥位数据是否达到预设的最高泥位hi，若是，则执行步骤s106；

步骤s106，加药控制单元6生成第一控制信号，并将第一控制信号发送至污泥回流单元8；

步骤s107，污泥回流单元8根据第一控制信号提高污泥回流量。

设定泥水分离时跑泥的泥位为临界泥位h0，h0以下0.3m为最高泥位hi。在线泥位计412检测出二沉池41的在线泥位数据；当二沉池41的在线泥位数据高于最高泥位hi时，加药控制器62将第一控制信号发送至回流泵81；回流泵81根据第一控制信号控制污泥回流量，以降低二沉池41内的泥位，可选的，污泥回流量可提高至原来的1.05～1.5倍。

如果污泥回流量已提高至预设的最大值时（例如原来的1.5倍），二沉池41内的泥位还是无法下降到最高泥位hi以下，则可以对剩余污泥排放量进行调节。参照图6，在步骤s107之后，该污水处理控制方法还可以包括以下步骤：

步骤s108，加药控制单元6判断污泥回流量是否达到预设的最大值，若是，则执行步骤s109；

步骤s109，加药控制单元6判断在线泥位数据是否高于预设的最高泥位hi，若是，则执行步骤s110；

步骤s110，加药控制单元6生成第二控制信号，并将第二控制信号发送至剩余污泥处理单元7；

步骤s111，剩余污泥处理单元7根据第二控制信号提高剩余污泥排放量。

例如，当污泥回流量提高至原来的1.5倍时，加药控制器62判断在线泥位数据依然高于预设的最高泥位hi，则加药控制器62将第二控制信号发送至剩余污泥控制泵71，剩余污泥控制泵71根据第二控制信号控制剩余污泥排出量，剩余污泥排出量可提高至原来的1.05～1.2倍，直至在线泥位数据低于最高泥位hi为止。

在污水处理厂原位基础上，通过加药控制单元6将进水流量与加药量、二沉池泥位、回流比、以及剩余污泥排放量进行系统控制，实现活性污泥在二沉池41的快速固液分离，通过控制回流及剩余污泥排放控制二沉池41泥位的平衡，同时药剂的投加使得回流污泥浓度升高，进而活性污泥单元污泥浓度得到提高，生物处理负荷随之提高，既可以解决污水处理厂冬季污泥膨胀造成污泥沉降性能差、处理规模无法达产的问题，又可以解决污水处理厂超负荷造成溢流污染问题，污水处理规模可以提高25%，且保障污水高效处理达标排放。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。