一种城市污水处理的自动控制系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及污水处理领域，特别是一种城市污水处理的自动控制系统及方法。
【背景技术】
[0002]近些年来，我国城市的经济发展速度相对较快，城市中生产和生活而产生的污水数量也在逐渐的增多，与国外发达国家相比，我国城市污水处理率还不高，工艺还有待完善，管理还比较落后，平均每150万人左右才拥有一座污水处理厂，并且还存在污水处理厂建设有效投资利用率及处理出水率达标低等诸多问题。我国污水处理设施相对于发达国家还十分落后。
[0003]现有技术中污水处理的工艺较为单一，主要采用两段活性污泥法，即将污水管道、污水处理厂视为一个污水处理系统，包括:自吸式射流曝气机、侧向流坡形斜板沉淀池、无支架的污泥悬浮型生物填料。其具体实现方法为:A段高负荷，B段低负荷，A、B两段分别回流，充分利用其内的微生物，使其充分发挥作用，创造良好的环境条件便于不同时期生长的优势微生物种群的生长。然而这种处理方法对染效果稳定，但是成本较高，且去除率较低，B0D5去除率仅为90%、C0D去除率仅为80%。
[0004]而且，现有的城市污水处理依赖于手动控制，成本较低，但容易出现控制失误而导致处理不善的情况，现有的城市污水处理系统的检测，大部分依赖于工作人员的判断，精确度低，效率低。
【发明内容】
[0005]本发明的发明目的在于:针对上述存在的问题，提供一种具有高去除率，满足各地城市需要，能够高效地、高智能自动化的处理各类污水的一种城市污水处理自动控制系统及方法。
[0006]本发明采用的技术方案如下:
一种城市污水处理的自动控制系统，其特征在于，它包括第一检测模块、第二检测模块、第三检测模块、第四检测模块、加热模块、调压模块、滤材添加模块、电磁阀和PLC，所述电磁阀设于每个通道入口处，所述第一检测模块包括设于沉淀池一、无机沉淀池和膜滤池的温度检测仪，用于检测污水的温度值，并分别转化为数字信号101传递至PLC ;所述第二检测模块包括设于沉淀池二的PH检测仪，用于检测污水的PH值，并转化为数字信号201传递至PLC;所述第三检测模块包括设于沉淀池二和无机过滤池二的颗粒检测仪，好氧池的含氮量检测仪和含磷量检测仪，及检测池的颗粒检测仪、重金属检测仪、含碳量检测仪、含氮量检测仪和含磷量检测仪，用于检测污水中的颗粒含量CK、重金属含量Cz、含碳量Ce、含氮量CN和含磷量C p，并转化为数字信号301、302、303、304和305传递至PLC ；所述第四检测模块包括设于膜滤池的压强检测模块，用于检测池内的压强，并转化为数字信号401传递至 PLC;
所述PLC分别与第一检测模块、第二检测模块、第三检测模块、第四检测模块、加热模块、调压模块、滤材添加模块和电磁阀相连；用于接收数字信号101，当沉淀池一或无机沉淀池的温度值小于25°c，或膜滤池的温度值小于51°C时，向加热模块传递执行信号111 ;当沉淀池一或无机沉淀池的温度值大于28°C，或膜滤池的温度值小于55°C时，向加热模块传递执行信号112 ;接收数字信号201，当其PH值小于8或大于9时，向滤材添加模块传递执行信号211或212 ;接收数字信号301、302、303、304和305，经判断和计算后，向相应的电磁阀传递执行信号311、312……322 ;接收数字信号401，向调压模块传递执行信号401或402 ;
所述加热模块，接收执行信号111，将沉淀池一或无机沉淀池中的水加热至25°C，或将膜滤池中的水加热至51°C ;接收执行信号112，停止加热；所述滤材添加模块，接收执行信号211，则加入预定剂量的碱性滤材；接收执行信号212，则加入预定剂量的酸性滤材；所述相应电磁阀接收到相应的执行信号，则开启其阀门；所述调压模块包括设于膜滤池进口处和出口处的调压栗，用于接收执行信号401，将进口处压强调整为0.32MPa，使液体经过50nm多通道无机陶瓷膜，接收执行信号402，将出口处压强调整为0.lOMPa。
[0007]进一步地，PLC向相应的电磁阀传递执行信号311、312……322具体过程如下: 沉淀池二中:PLC接收数字信号301，若CK> 0.2ppm，则向沉淀池二至过滤池一通道上的电磁阀传递执行信号311，SCK〈0.2ppm，则向深沉池二至厌氧池通道上的电磁阀传递执行信号312 ；
无机过滤池二中:若CK> 3ppm时，向过滤池至氧化池通道的电磁阀传递执行信号313 ；若CK〈3ppm时，向过滤池至膜滤池通道的电磁阀传递执行信号314 ;
好氧池中:若CN> 8ppm，Cp彡0.3ppm，则向好氧池至厌氧池通道的电磁阀传递执行信号314 ;若CN〈8ppm，CP<0.3ppm时，则向好氧池至湿地通道的电磁阀传递执行信号315 ；
检测池中:若CK>0.2ppm，向检测池至沉淀池二通道传递执行信号316 ;若Cz>3ppm，向检测池至酸碱池通道的电磁阀传递执行信号317 ;若3ppm>Cz>0.05ppm,向检测池至膜滤池通道的电磁阀传递执行信号318 ;若Ce>0.02ppm时，向检测池至萃取池通道的电磁阀传递执行信号319 ;若0.02ppm>Cc>0.003ppm时，向检测池至膜滤池通道的电磁阀传递执行信号320 ；
若CN>8ppm或Cp >0.3ppm,向检测池至厌氧池通道的电磁阀传递执行信号320 ;若8ppm>CN>0.lppm或0.3ppm>CP>0.lppm,向检测池至湿地通道的电磁阀传递执行信号321 ;若CK<0.2ppm，Cz<0.05ppm，Cc >0.02ppm 时，CN<0.lppm, CP<0.lppm 时，向检测池至湿地紫外灭菌池的电磁阀传递执行信号322。
[0008]进一步地，还包括:时间计量模块，它包括设于生活污水路线中的沉淀池一和沉淀池二，设于食品工业污水路线的无机沉淀池、沉淀池二、氧化池、厌氧池、好氧池和湿地的的时间计量仪，用于设定污水静置时间；当到达预定静置时间，发出提醒声，提醒工作人员进步下一步操作。
[0009]进一步地，还包括:紫外灭菌模块，它包括设于紫外灭菌池的紫外灭菌灯，其发射出的紫外线波长为200~275nm，发射剂量为13000~15000 μ W.s/cm2，每次照射40~60s。
[0010]一种城市污水处理的自动控制系统的自动控制方法，它包括以下步骤:
步骤1:将生活污水、食品工业污水、工业无机污水和工业有机污水分开收集；
步骤2:生活污水流经和食品工业污水过滤池一的栅网，过滤大于5~8cm的颗粒，液体流至沉淀池一，所述第一检测模块检测污水的温度值，并分别转化为数字信号101传递至PLC ;所述PLC接收数字信号101，当沉淀池一的温度值小于25°C时，向加热模块传递执行信号111 ;当沉淀池一的温度值大于28°C时，向加热模块传递执行信号112 ;所述加热模块，接收执行信号111，将沉淀池一中的水加热至25°C;接收执行信号112，停止加热；接着加入浓度为25ppm的聚凝剂，在该处的时间计量模块处设置静置时间为2~3d，污水流至过滤池二的栅网，过滤大于0.3-0.8cm的颗粒，液体流至沉淀池二 ；
步骤3:所述第二检测模块检测沉淀池二内污水的PH值，并转化为数字信号201传递至PLC;所述PLC接收数字信号201，当其PH值小于8或大于9时，向滤材添加模块传递执行信号211或212 ;所述滤材添加模块，若接收执行信号211，则加入预定剂量的碱性滤材；若接收执行信号212，则加入预定剂量的酸性滤材；在该处的时间计量模块处设置静置时间为2~3d，将固体和液体分呙开，固体送至制肥系统；
步骤4:所述第三检测模块检测沉淀池二分离的液体中颗粒含量CK，并转化为数字信号301传递至PLC，所述PLC接收数字信号301，若CK> 0.2ppm，则向沉淀池二至过滤池一通道上的电磁阀传递执行信号311，若CK〈0.2ppm，则向深沉池二至厌氧池通道上的电磁阀传递执行信号312 ;相应的电磁阀接收执行信号并开启其阀门；
步骤5:工业有机污水流经过有机滤池一的栅网，过滤大于5~8cm的颗粒，液体流至萃取池，萃取池内采用萃取剂分别为:石油醚，乙酸乙酯:石油醚=1:5，乙酸乙酯:石油醚=1:1，乙酸乙酯:石油醚=5:1，乙酸乙酯进行萃取，萃取池内的分离系统将有机层与水层分离开，对有机层的有机溶剂回收后，所得固体送至制肥系统；水层流至膜滤池；
步骤6:工业无机污水流经过无机滤池一的栅网，过滤大于5~8cm的颗粒，液体流至酸碱池，在酸碱池用Ca (OH) 2将液体制为饱和溶液，流至氧化池，在氧化池内经过铁氧体法，在n (Fe2+) /η (Μ2+) =15的条件下除掉重金属离子后，液体流至无机沉淀池，加入浓度为25ppm的聚凝剂，在该处的时间计量模块处设置静置时间为2~3d，静置2~3d后污水流至无机过滤池二的栅网，过滤大于0.05-0.08的颗粒；
步骤7:所述第三检测模块检测无机过滤池二过滤后的液体中颗粒含量CK，若