用于MBBR工艺悬浮载体泄漏的自动判别方法与流程

用于mbbr工艺悬浮载体泄漏的自动判别方法
技术领域
1.本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种自动判别悬浮载体泄漏的方法，尤其适用于mbbr工艺悬浮载体泄漏的自动判别。


背景技术：

2.移动床生物膜反应器工艺(moving bed biofilm reactor，mbbr)工艺是通过向生化池内投加悬浮载体的方式，来实现对于功能菌的高效专性富集，进而提升污水处理厂的污染物去除能力，其核心包括流化和拦截。良好的流化和拦截是保证mbbr能够稳定发挥作用的关键因素，mbbr引入国内初期，由于未解决其流化和拦截问题，出现了悬浮载体堆积导致拦截筛网堵塞甚至破裂，易发生悬浮载体泄露现象，后端工艺设备无法正常运行。
3.mbbr工艺经过多年发展，目前已成为污水处理厂新改扩建的主流工艺之一，国内应用规模超过2500万m3/d。并已作为一种应用广泛且运行可靠的污水处理工艺纳入到新发布的《室外排水设计标准》(gb50014-2021)中，但实际运行中仍可能存在由于运行不善存在悬浮载体泄露的潜在风险，一旦发生悬浮载体泄露，首先导致后端工艺设备无法正常运转，致使出水无法达标导致环境污染，同时容易导致设备故障或损坏，造成难以估计的经济损失。常规污水厂运行主要依靠运行人员巡检后，通过人为判断是否有悬浮载体泄露，难以做到及时准确的发现问题，并且人工巡检费时费力。因此，寻求一种可及时、自动化检测mbbr工艺是否发生悬浮载体泄露的设备是污水处理技术领域的重要研究方向。
4.申请号201920765625.5公开了一种mbbr反应池填料监控系统，包括：安装在mbbr反应池上部的液位开关；第一中间继电器，包括第一继电器线圈及第一继电器触点组；第一继电器线圈连接液位开关，接收到上电信号后上电；第二中间继电器包括第二继电器线圈及第二继电器触点组；第一继电器触点组的常闭触点与第二继电器线圈串联；报警器，与第二继电器触点组的常开触点串联，在第二继电器线圈上电时常开触点闭合使报警器得电进行提醒。当液位异常时，可及时报警，起到提醒运营人员到现场处理的作用，有效防止了填料溢流泄漏。
5.上述现有技术通过采用光声报警器来监测液位异常，从而提醒工作人员及时到现场进行处理的方式来监控mbbr反应池，但其还存在以下技术问题：
6.该技术主要针对mbbr池拦截筛网过水不畅导致液位上升悬浮载体发生溢流泄露情况，而导致拦截筛网过水不畅主要有两个原因，一是纤维毛发堵塞筛网，二是悬浮载体在筛网出堆积，其内在原因均是悬浮载体的流化效果差，在良好流化前提下筛网过水良好，不会出现液位上升的情况，此时若发生筛网破损导致悬浮载体泄露时则无法触发报警。此外，好氧mbbr池受曝气影响液位本身也呈不断变化状态，难以实现精准测定，当有显著性液位升高时液位变化信号才较明显，此时已容易发生事故，故通过液位计给出的判断节点也具有延迟性。
7.由此可见，上述现有技术中的填料监控系统还有待于进一步改进。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于提供一种用于mbbr工艺悬浮载体泄漏的自动判别方法，其可更为快速、准确、全面的实现对于mbbr工艺悬浮载体泄漏的及时自动化识别。
9.为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
10.一种用于mbbr工艺悬浮载体泄漏的自动判别方法，依次包括以下步骤：
11.步骤一、在mbbr工艺的出水管道上安装所需系统
12.所需系统包括自控系统、总进水管和总出水管，所述的总进水管连接在mbbr工艺的出水管道的尾端，所述的总进水管的尾端连接有呈并联设计的第一支管和第二支管，在第一支管和第二支管的两端分别设置有用于保持第一支管和第二支管连通的连接管；
13.在所述的第一支管中部设置有拦截筛网系统，所述的拦截筛网系统包括拦截筛网和刮板；当拦截筛网向上抽提时，恰好接触所述的刮板；所述拦截筛网的前方和后方的第一支管上分别设置有第一阀门和第二阀门；
14.在所述的拦截筛网与第一阀门之间的第一支管上设置有第一压力表，在与所述的第一压力表位置相对的第二支管上设置有第二压力表；在所述的总出水管端设置有第三压力表；
15.所述自控系统用于采集并识别第一压力表、第二压力表以及第三压力表的信号并根据获得的信号值进行判断，并发出报警信号；
16.步骤二、系统安装后运行期间，第一压力表与第二压力表在某段时间内的读数的平均值之比为a；系统初始正常运行时，第一压力表与第二压力表在某段时间内的读数的平均值之比a为a0；
17.步骤三、随着系统的运行，当a降至0.5a0时，记录时间周期为t0，此时，第一压力表的读数＜第三压力表的读数＜第二压力表的读数；
18.步骤四、关闭第一阀门和第二阀门，通过抽提拦截筛网来清理拦截筛网处的毛屑堵塞物；
19.步骤五、步骤四清理完成后，开启第一阀门和第二阀门，系统继续运行，当检测到a＜0.85a0时，重复步骤四；当检测到a≥0.85a0时，清理完成，此时，第一压力表的读数≈第二压力表的读数＞第三压力表的读数；
20.步骤六、打开第一阀门和第二阀门，系统继续运行，当a再次降至0.5a0时，记录时间周期t1，此时第一压力表的读数＜第三压力表的读数＜第二压力表的读数；此时先判断拦截筛网的堵塞情况，再进行清洗，其判断步骤依次为：
21.a、当第一压力表的读数＜第三压力表的读数时，判断拦截筛网有堵塞现象，此时判断属于哪种原因导致拦截筛网堵塞：
22.a1、当t1≤0.2t0时，判断悬浮载体泄露导致筛网堵塞；
23.a2、当t1≥0.5t0时，判断毛屑导致筛网堵塞；
24.a3、当0.2t0＜t1＜0.5t0时，判断可能有悬浮载体泄露导致筛网堵塞；
25.当出现上述步骤a1、a2、a3的判断结果，进一步查看观察口处是否有悬浮载体堆积确认是否为悬浮载体泄露悬浮载体，并执行步骤四。
26.上述技术方案直接带来的有益技术效果为：
27.上述系统安装在mbbr工艺出水管道的尾端，即可对mbbr工艺悬浮载体泄漏进行及
时、快速、自动判别。具体的，该系统通过并联设置的第一支管和第二支管，并且在第一支管上设置拦截筛网系统、第一阀门、第二阀门以及第一压力表，在第二支管上设置第二压力表，通过第一压力表和第二压力表的读数在某个时间段内的平均值，可快速判别拦截筛网的堵塞情况，之后根据相关参数t1和t0，又可进一步确定是何种原因导致拦截筛网的堵塞。
28.作为本发明的一个优选方案，所述的拦截筛网前端的第一支管上设置有观察口，所述的观察口通过法兰与第一支管连接。
29.作为本发明的另一个优选方案，所述拦截筛网为抽提式设计；所述刮板设置有两个，分别位于拦截筛网的两侧，并与所述的第一支管相连。
30.优选的，所述的第一压力表、第二压力表以及第三压力表具备压力信号传输功能，可实时传输压力信号至自控系统中。
31.优选的，当t1≤0.2t0时，自控系统判断悬浮载体泄露导致筛网堵塞并发出悬浮载体泄漏报警信号；
32.当t1≥0.5t0时，自控系统判断毛屑导致筛网堵塞并发出清洗报警信号；
33.当0.2t0＜t1＜0.5t0时，自控系统判断可能有悬浮载体泄露导致筛网堵塞并发出悬浮载体泄漏预警信号。
34.优选的，所述的拦截筛网的开孔直径为悬浮载体直径的40％～80％，拦截筛网上的开孔率大于40％。
35.优选的，靠近观察口靠近拦截筛网的一端距离拦截筛网的距离小于10cm。
36.优选的，第一压力表与第一阀门之间的距离大于两倍的第一支管管径，第三压力表与第一支管和第二支管连接管的距离大于两倍的总出水管管径。
37.优选的，拦截系统的迎水面距离第一支管和第二支管连接管的距离大于三倍的第一支管的管径。
38.优选的，第一支管和第二支管的管径应为总进水管的70％～120％。
39.与现有技术相比，本发明带来了以下有益技术效果：
40.(1)本发明提出的用于mbbr工艺悬浮载体泄漏的自动判别方法，可及时快速判断mbbr工艺是否有悬浮载体泄露，核心设备为压力表，较液位计、流量计等设备更加经济。
41.(2)通过管道外压力表压力变化间接反应悬浮载体泄露情况，无需拆除管道即可判断悬浮载体是否泄露，方便快捷。
42.(3)通过压力表压力变化判断是否有悬浮载体泄露，较液位计及人工巡检等方式准确性更高，数据更可靠稳定。
43.(4)通过设置并联的第一支管和第二支管，避免了因拦截筛网堵塞造成的前端冒溢风险。
44.(5)本发明拦截筛网为可抽提式设计，且两侧配备刮板，可实现对于毛屑堵塞的简易清洗。
45.(6)本系统可与自控系统结合实现自动化判断，无需人工巡检，节省人力投入；综上所述，本发明用于mbbr工艺悬浮载体泄漏的自动判别方法，可实现对于mbbr工艺悬浮载体泄漏的及时、自动化识别，并且安装方便，操作简单。
附图说明
46.下面结合附图对本发明做进一步说明：
47.图1为本发明用于mbbr工艺悬浮载体泄漏的自动判别方法流程图；
48.图2为本发明拦截筛网结构图；
49.图3为本发明观察口结构示意图；
50.图中：1、第一阀门，2、第二阀门，3、拦截筛网系统，4、观察口，5、第一支管，6、第二支管，p1、第一压力表，p2、第二压力表，p3、第三压力表。
具体实施方式
51.本发明提出了一种用于mbbr工艺悬浮载体泄漏的自动判别方法，为了使本发明的优点、技术方案更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
52.如图1所示，本发明所需系统包括总进水管、总出水管、第一阀门1、第二阀门2、拦截筛网系统3、第一支管5以及第二支管6，第二支管6与第一支管5平行，在第一支管和第二支管之间分别设置有连接管，通过连接管将第一支管和第二支管保持连通，第一支管、连接管和第二支管整体呈“回”形。
53.总进水管连接在mbbr工艺的出水管道的尾端，所述的总进水管的尾端连接第一支管和第二支管，总进水管、总出水管的管道直径与第一支管、第二支管的管道直径相同。
54.如图2所示，在第一支管中部设置拦截筛网系统3，拦截筛网系统3包括拦截筛网和刮板；当拦截筛网向上抽提时，恰好接触刮板；优选拦截筛网选用抽提式设计，方便对其进行清理，另外，为了方便对拦截筛网上的堵塞物进行清洗，因此优选在拦截筛网的两侧设置刮板，当拦截筛网向上抽提式，其与刮板通过接触摩擦，即可实现对堵塞物的快速清洗。
55.刮板具体位置，安装在拦截筛网顶端的两侧，两侧紧贴拦截筛网，以方便对拦截筛网进行清洗。拦截筛网包括拦截筛网本体和位于拦截筛网本体的若干呈规则排列的孔，为了更好的防止悬浮载体泄漏，因此开孔直径为悬浮载体直径的40％～80％，拦截筛网上的开孔率大于40％。拦截筛网前端的第一支管上设置有观察口，观察口通过法兰与第一支管连接。
56.在拦截筛网的前方和后方的第一支管上分别设置第一阀门和第二阀门；
57.在拦截筛网与第一阀门之间的第一支管上设置有第一压力表，在与所述的第一压力表位置相对的第二支管上设置有第二压力表；在所述的总出水管端设置有第三压力表，第一压力表与第一阀门之间的距离应大于两倍第一支管管径，第三压力表与第一支管和第二支管连接管的距离应大于两倍总出水管管径，防止涡流影响测压准确性。
58.第一支管和第二支管的管径应为总进水管的70％～120％，防止因流速过快或过慢造成的压力测定不准确。
59.第一阀门和第二阀门可以选择自动启闭阀门，更方便控制系统。
60.观察口靠近拦截筛网的一端距离拦截筛网的距离小于10cm，方便对悬浮载体进行观察。
61.拦截系统的迎水面距离第一支管和第二支管连接管的距离应大于三倍第一支管的管径，防止因为涡流作用导致泄露的悬浮载体直接从第二支管流走。此外，为了便于系统整体的控制，因此还可设计与本技术系统配合使用的自控系统，自控系统可接收压力表实
时传输的压力信号值并进行计算判断，给出不同的报警信号。
62.利用上述系统来快速判别mbbr工艺悬浮载体的泄漏，具体将该系统安装在mbbr工艺出口管的尾端，泄漏识别方法为：
63.一、假设系统安装后运行期间，第一压力表与第二压力表在某段时间内的读数的平均值之比为a；假设系统初始正常运行时，第一压力表与第二压力表在某段时间内的读数的平均值之比为a0；
64.二、随着系统的运行，当a降至0.5a0时，可认为拦截筛网已堵塞50％，此时拦截筛网较正常运行时更易被堵，因此记录时间周期为t0，作为正常运行的清洗周期判断条件，此时，第一压力表p1的读数＜第三压力表p3的读数＜第二压力表p2的读数；
65.三、关闭第一阀门和第二阀门，通过抽提拦截筛网来清理拦截筛网处的堵塞物；
66.四、步骤四清理完成后，开启第一阀门和第二阀门，系统继续运行，当检测到a＜0.85a0时，重复步骤四；当检测到a≥0.85a0时，清理完成，此时，第一压力表的读数≈第二压力表的读数＞第三压力表的读数；
67.五、打开第一阀门和第二阀门，系统继续运行，当a再次降至0.5a0时，记录时间周期t1，此时第一压力表的读数＜第三压力表的读数＜第二压力表的读数；此时先判断拦截筛网的堵塞情况，再进行清洗，其判断步骤依次为：
68.a、当第一压力表的读数＜第三压力表的读数时，判断拦截筛网有堵塞现象，此时判断属于哪种原因导致拦截筛网堵塞：
69.a1、当t1≤0.2t0时，自控系统判断悬浮载体泄露导致筛网堵塞并发出泄漏报警信号；
70.a2、当t1≥0.5t0时，自控系统判断毛屑导致筛网堵塞并发出清洗报警信号；
71.a3、当0.2t0＜t1＜0.5t0时，自控系统判断有悬浮载体泄露导致筛网堵塞并发出悬浮载体泄漏预警信号。
72.当出现上述步骤a3的判断结果，进一步查看观察口是否有悬浮载体泄漏，并执行步骤四。
73.下面结合具体实施例对本发明做详细说明。
74.实施例1：
75.某污水厂生化工艺采用mbbr技术，出水管道上安装上述系统，安装后初始正常运行期间，第一压力表p1与第二压力表p2示数比值a为0.91～0.95，均值为0.93，记录a0＝0.93。正常运行19天后，记录t0＝19，第一压力表p1与第二压力表p2示数比值a降低至0.45＜0.5a0，自控系统发出拦截筛网清洗警报，此时通过抽拉拦截筛网进行清理，清理后a恢复至0.91～0.93，均值为0.92＞0.85a0，警报解除，恢复运行。正常运行期间，某次清理筛网8天后，a降低至0.4，记录t1＝8，此时0.2t0＜t1＜0.5t0，自控系统发出泄露预警警报，进一步查看观察口，发现有少量悬浮载体堆积，随即进行排查，发现拦截筛网漏点，及时进行了维修，未造成进一步泄露。
76.实施例2：
77.某污水厂采用mbbr工艺，mbbr出水管道上安装上述系统，初始安装后正常运行期间第一压力表p1与第二压力表p2示数之比a为0.93～0.97，均值为0.95，记录a0＝0.95。正常运行33天后，a降低至0.47＜0.5a0，自控系统发出拦截筛网清洗警报此时通过抽提拦截
筛网进行清理，清理后a恢复至0.71～0.76，均值为0.73＜0.85a0，再次清洗后a恢复至0.89～0.93，均值为0.92＞0.85a0，警报解除，恢复运行。某次，1h内(t1)，a迅速降低至0.45＜0.5a0，t1＜0.2t0，系统发出悬浮载体泄露报警信号，现场人员迅速查看观察口，发现悬浮载体堆积现象，及时对前端筛网进行了维修，阻止了大规模泄露。
78.本发明中未述及的部分借鉴现有技术即可实现。
79.需要说明的是，本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明的精神所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。