專利名稱：城市污水處理Orbal氧化溝抗工業(yè)毒性污染物沖擊的調(diào)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于污水處理、環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種Orbal氧化溝城市污水處理廠抗エ業(yè)毒性污染物沖擊的調(diào)控系統(tǒng)。適用于接納高比例エ業(yè)廢水的Orbal氧化溝污水處理廠(或處理站)的日常運(yùn)行。
背景技術(shù)：
城市排水管網(wǎng)中污水常含有對(duì)污水處理廠生物處理系統(tǒng)存在危害的毒性污染物，這些毒性污染物絕大多數(shù)來(lái)源于エ業(yè)企業(yè)。2010年，エ業(yè)廢水排放量為237. 5億噸，占我國(guó)城市污水排放總量的38%。并且，由于エ業(yè)企業(yè)涉及范圍廣泛，所排放廢水性質(zhì)千差萬(wàn)別，物質(zhì)成分也較復(fù)雜，其生產(chǎn)廢水中常含有重金屬、有毒有機(jī)物等對(duì)生物處理系統(tǒng)造成威脅的污染物質(zhì)。目前，我國(guó)針對(duì)エ業(yè)廢水排放的監(jiān)測(cè)設(shè)施和監(jiān)管制度尚不夠完善，企業(yè)偷排、不達(dá)標(biāo)排放現(xiàn)象時(shí)常出現(xiàn)，導(dǎo)致大量有毒物質(zhì)經(jīng)城市排水管網(wǎng)進(jìn)入城市污水廠，常對(duì)城市污水處理廠污水生物處理系統(tǒng)正常功能的造成嚴(yán)重影響，導(dǎo)致活性污泥微生物活性降低、污水處理效果下降，出水無(wú)法達(dá)標(biāo)、甚至生物處理系統(tǒng)崩潰，造成環(huán)境污染和生物處理系統(tǒng)重新啟動(dòng)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失。Orbal氧化溝是我國(guó)當(dāng)前城市污水處理廠常用的污水生物處理エ藝，具有處理效果好、投資省、能耗少、運(yùn)行管理簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。然而，接納高比例エ業(yè)廢水的Orbal氧化溝，往往面臨エ業(yè)毒性污染物的威脅，氧化溝處理效率下降，嚴(yán)重時(shí)甚至出現(xiàn)整個(gè)氧化溝活性污泥系統(tǒng)崩潰，大量城市污水不能處理而排放的嚴(yán)重運(yùn)行事故。因此，開(kāi)發(fā)針對(duì)接納高比例エ業(yè)廢水污水廠Orbal氧化溝抗エ業(yè)毒性污染物沖擊的調(diào)控系統(tǒng)和方法，對(duì)保證Orbal氧化溝的正常運(yùn)行、避免環(huán)境污染事故具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。目前已有關(guān)于城市污水毒性檢測(cè)的相關(guān)報(bào)道，例如利用發(fā)光菌、pH或BOD等指標(biāo)表征城市污水的毒性，但未有同時(shí)利用PH和電導(dǎo)率的在線監(jiān)測(cè)來(lái)綜合反映污水エ業(yè)毒性的報(bào)道，而且國(guó)內(nèi)外均未見(jiàn)關(guān)于城市排水管網(wǎng)中エ業(yè)毒性污染物在線監(jiān)控與污水廠抗エ業(yè)毒性污染物沖擊聯(lián)動(dòng)調(diào)控技術(shù)的相關(guān)報(bào)道，更無(wú)具體的應(yīng)用實(shí)例。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及的城市污水處理Orbal氧化溝抗エ業(yè)毒性污染物沖擊的聯(lián)動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)，是針對(duì)Orbal氧化溝污水處理廠受エ業(yè)毒性污染物沖擊危害出現(xiàn)運(yùn)行問(wèn)題而提出的，是污水廠自動(dòng)規(guī)避エ業(yè)毒性污染物沖擊，保證污水廠正常運(yùn)行、避免污染事故的成套系統(tǒng)。該系統(tǒng)的實(shí)施可實(shí)現(xiàn)Orbal氧化溝污水處理廠對(duì)エ業(yè)毒性污染物的自動(dòng)預(yù)警、決策和聯(lián)動(dòng)調(diào)控等問(wèn)題，g在避免エ業(yè)廢水毒性污染物對(duì)生物處理系統(tǒng)活性影響，保證Orbal氧化溝在受エ業(yè)廢水毒性污染物沖擊時(shí)的處理效果。本發(fā)明的技術(shù)方案如下 本系統(tǒng)組成包括管網(wǎng)毒性監(jiān)控系統(tǒng)、聯(lián)動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)、廠內(nèi)控制系統(tǒng)三部分；所述管網(wǎng)毒性監(jiān)控系統(tǒng)包括污水廠服務(wù)區(qū)排水管網(wǎng)內(nèi)分布的エ業(yè)毒性污染監(jiān)測(cè)點(diǎn)、每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)安裝的PH計(jì)和電導(dǎo)儀、以及無(wú)線數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳設(shè)備；所述pH計(jì)和電導(dǎo)儀在線監(jiān)測(cè)并表征管網(wǎng)內(nèi)的酸堿、重金屬以及有毒有機(jī)物等工業(yè)毒性污染物的排放和濃度情況，監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)使用GPRS無(wú)線數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳設(shè)備上傳至聯(lián)動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)服務(wù)器。所述聯(lián)動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)用于完成管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)的接收、分析以及實(shí)施對(duì)廠內(nèi)操控設(shè)備的自動(dòng)控制。所述聯(lián)動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)包 括接收數(shù)據(jù)信號(hào)的遠(yuǎn)程無(wú)線收發(fā)控制器、聯(lián)動(dòng)調(diào)控決策軟件及作為其運(yùn)行平臺(tái)的工控機(jī)以及實(shí)現(xiàn)廠內(nèi)操控設(shè)備自動(dòng)控制的可編程邏輯控制器 PLC。所述廠內(nèi)控制系統(tǒng)指具體執(zhí)行聯(lián)動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)指令的Orbal氧化溝工況調(diào)節(jié)操控設(shè)備，包括安裝在管網(wǎng)中的氧化溝進(jìn)水流量調(diào)節(jié)電動(dòng)閘閥、應(yīng)急池、曝氣機(jī)轉(zhuǎn)刷及其轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)變頻器、污泥回流泵及污泥回流泵流量調(diào)節(jié)變頻器，它們均由聯(lián)動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)可編程邏輯控制器PLC控制。所述三部分系統(tǒng)以基于聯(lián)動(dòng)調(diào)控規(guī)程的聯(lián)動(dòng)調(diào)控決策軟件為核心，采用實(shí)現(xiàn)廠內(nèi)操控設(shè)備自動(dòng)控制的可編程邏輯控制器PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)Orbal氧化溝抗工業(yè)毒性污染物沖擊的自動(dòng)優(yōu)化運(yùn)行調(diào)控功能。本發(fā)明是將pH和電導(dǎo)率作為工業(yè)毒性的綜合反映指標(biāo)，在毒性閾值報(bào)警的基礎(chǔ)上通過(guò)基于聯(lián)動(dòng)調(diào)控規(guī)程模塊的聯(lián)動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)水流量、污泥回流比和曝氣強(qiáng)度，在工業(yè)毒性污染物沖擊時(shí)維持Orbal氧化溝生物活性和處理效能。調(diào)控步驟如下首先，位于排水管網(wǎng)中的水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)將監(jiān)測(cè)到的pH和電導(dǎo)率指標(biāo)數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS無(wú)線傳輸設(shè)備實(shí)時(shí)傳輸至污水廠控制中心的聯(lián)動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)；控制中心接收數(shù)據(jù)信號(hào)，以聯(lián)動(dòng)調(diào)控規(guī)程模塊為核心的聯(lián)動(dòng)調(diào)控決策軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并對(duì)得到的結(jié)果進(jìn)行判斷如果監(jiān)測(cè)指標(biāo)達(dá)到報(bào)警閾值，則發(fā)出調(diào)控指令；可編程邏輯控制器(PLC)接收指令，并實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)閘閥、曝氣機(jī)變頻器、回流泵變頻器等設(shè)備的自動(dòng)控制，使其達(dá)到調(diào)控規(guī)程中設(shè)定的工作狀態(tài)，以應(yīng)對(duì)工業(yè)毒性污染物對(duì)氧化溝的沖擊；如果接收到監(jiān)測(cè)點(diǎn)處傳回的數(shù)據(jù)顯示監(jiān)測(cè)點(diǎn)處pH和電導(dǎo)率指標(biāo)逐漸恢復(fù)正常，并達(dá)到了調(diào)控規(guī)程中規(guī)定恢復(fù)正常操作的閾值范圍，則發(fā)出恢復(fù)指令；可編程邏輯控制器(PLC)接收恢復(fù)指令，并對(duì)電動(dòng)閘閥、曝氣機(jī)變頻器、回流泵變頻器等設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)控制，使其恢復(fù)正常工作狀態(tài)，結(jié)束調(diào)控。所述聯(lián)動(dòng)調(diào)控規(guī)程是Orbal氧化溝應(yīng)對(duì)工業(yè)毒性污染物沖擊時(shí)的工況調(diào)節(jié)方法，作為程序?qū)懭肼?lián)動(dòng)調(diào)控決策軟件，在聯(lián)動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)中作為聯(lián)動(dòng)調(diào)控決策軟件系統(tǒng)的核心模塊。聯(lián)動(dòng)調(diào)控規(guī)程包含預(yù)設(shè)的4個(gè)部分，分別為a、調(diào)控啟動(dòng)條件,是聯(lián)動(dòng)調(diào)控啟動(dòng)的數(shù)據(jù)依據(jù),啟動(dòng)條件由3部分組合而成,分別為控制指標(biāo)PH和電導(dǎo)率的閾值、污水廠進(jìn)水流量Q和響應(yīng)時(shí)間t ；b、聯(lián)動(dòng)操控動(dòng)作,其與調(diào)控啟動(dòng)條件逐一對(duì)應(yīng),是通過(guò)工況調(diào)節(jié)使Orbal氧化溝的工藝參數(shù)達(dá)到設(shè)定數(shù)值，包括污水廠進(jìn)水流量、氧化溝內(nèi)DO濃度、污泥回流比；C、聯(lián)動(dòng)操控動(dòng)作對(duì)應(yīng)的控制參數(shù)，指為實(shí)現(xiàn)上述聯(lián)動(dòng)調(diào)控動(dòng)作，污水處理設(shè)備所要達(dá)到的具體運(yùn)行參數(shù)，包括污水廠進(jìn)水閘閥開(kāi)啟程度、氧化溝曝氣機(jī)變頻器的頻率、回流泵變頻器的 頻率；d、恢復(fù)正常操作的條件，其與調(diào)控啟動(dòng)條件相對(duì)應(yīng)，是結(jié)束調(diào)控的條件，包括控制指標(biāo)pH、電導(dǎo)率的恢復(fù)閾值及達(dá)到恢復(fù)閾值的持續(xù)時(shí)間。根據(jù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置、受納污水量特征，不同的監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)有不同的調(diào)控規(guī)程與之
--對(duì)應(yīng)。所述聯(lián)動(dòng)調(diào)控規(guī)程的運(yùn)作流程參見(jiàn)圖I :首先對(duì)控制指標(biāo)pH和電導(dǎo)率數(shù)值及當(dāng)時(shí)的污水廠進(jìn)水流量(Q)進(jìn)行判斷，看其是否達(dá)到某ー啟動(dòng)條件(即啟動(dòng)條件中的3個(gè)組成部分同時(shí)得到滿足)；若達(dá)到，則進(jìn)行t = Omin時(shí)對(duì)應(yīng)的聯(lián)動(dòng)操控動(dòng)作，并控制污水處理設(shè)備按照設(shè)定參數(shù)(即與啟動(dòng)條件對(duì)應(yīng)的聯(lián)動(dòng)操控動(dòng)作對(duì)應(yīng)的控制參數(shù))運(yùn)行，完成聯(lián)動(dòng)操控動(dòng)作；此后，如調(diào)控啟動(dòng)條件組成部分中任一部分達(dá)到了新的范圍，達(dá)到了新的啟動(dòng)條件，則控制調(diào)控污水處理設(shè)備按照新的設(shè)定參數(shù)(即與啟動(dòng)條件對(duì)應(yīng)的聯(lián)動(dòng)操控動(dòng)作對(duì)應(yīng)的控制參數(shù))運(yùn)行，完成新的聯(lián)動(dòng)操控動(dòng)作；在某ー調(diào)控啟動(dòng)條件已達(dá)到，并且與之對(duì)應(yīng)的聯(lián)動(dòng)操控動(dòng)作正在實(shí)施的過(guò)程中，若監(jiān)測(cè)到控制指標(biāo)(pH、電導(dǎo)率)數(shù)值恢復(fù)正常，并且控制指標(biāo)的數(shù)據(jù)及其持續(xù)時(shí)間達(dá)到了此聯(lián)動(dòng)操控動(dòng)作對(duì)應(yīng)的恢復(fù)正常操作的條件，則停止聯(lián)動(dòng)調(diào)控操作，并使污水處理設(shè)備恢復(fù)正常運(yùn)行。本發(fā)明技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)①本發(fā)明采用pH和電導(dǎo)率作為管網(wǎng)エ業(yè)毒性的綜合反映和預(yù)警指標(biāo)，所選取的管網(wǎng)エ業(yè)毒性污染物綜合反映指標(biāo)具有易于實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)、準(zhǔn)確性高、受エ業(yè)廢水條件(例如色度、濁度)影響小以及日常運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。②本發(fā)明的聯(lián)動(dòng)調(diào)控規(guī)程通過(guò)多種運(yùn)行調(diào)控技術(shù)(進(jìn)水量、回流比和曝氣量的調(diào)節(jié))的綜合運(yùn)用，能有效提高氧化溝內(nèi)活性污泥的微生物量和微生物活性，從而應(yīng)對(duì)エ業(yè)廢水中有毒物質(zhì)的沖擊影響。這ー技術(shù)區(qū)別于對(duì)某種單ー毒性的單ー應(yīng)對(duì)方法，因此可應(yīng)對(duì)的エ業(yè)廢水的性質(zhì)類別更為廣泛。③本發(fā)明的聯(lián)動(dòng)調(diào)控規(guī)程在不同預(yù)警閾值、流量和持續(xù)時(shí)間下規(guī)定了不同操控動(dòng)作以及解除警報(bào)、恢復(fù)Orbal氧化溝正常運(yùn)行的條件。使對(duì)氧化溝エ況調(diào)節(jié)更為細(xì)致，較普通的事故應(yīng)對(duì)エ況調(diào)節(jié)更為準(zhǔn)確和節(jié)能。④本發(fā)明的聯(lián)動(dòng)調(diào)控規(guī)程的具體參數(shù)可以根據(jù)Orbal氧化溝處理規(guī)模、管網(wǎng)服務(wù)エ業(yè)區(qū)的エ業(yè)特點(diǎn)等進(jìn)行調(diào)整，使本發(fā)明技術(shù)應(yīng)用具有很強(qiáng)的靈活性。④本發(fā)明的3個(gè)系統(tǒng)有機(jī)聯(lián)系，具有快速?zèng)Q策、快速報(bào)警和快速自動(dòng)反應(yīng)的特點(diǎn)，尤其適用于應(yīng)對(duì)エ業(yè)企業(yè)偷排、漏排導(dǎo)致エ業(yè)毒性污染物對(duì)污水廠沖擊的等突發(fā)環(huán)境事件。本發(fā)明是保障城市污水處理設(shè)施安全運(yùn)行領(lǐng)域的一項(xiàng)技術(shù)突破。


圖I是聯(lián)動(dòng)調(diào)控規(guī)程運(yùn)行流程圖；圖2是本發(fā)明城市污水處理Orbal氧化溝抗エ業(yè)毒性污染物沖擊的調(diào)控系統(tǒng)的基本組成框圖3是本抗工業(yè)毒性污染物沖擊調(diào)控系統(tǒng)的調(diào)控流程框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明參見(jiàn)圖2，具體的抗工業(yè)毒性污染物沖擊的聯(lián)動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)由管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)、聯(lián)動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)和廠內(nèi)控制系統(tǒng)3部分組成，它們的具體實(shí)現(xiàn)如下①管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)包括污水廠服務(wù)區(qū)排水管網(wǎng)內(nèi)分布的工業(yè)毒性污染監(jiān)測(cè)點(diǎn)、在線監(jiān)測(cè)儀(PH計(jì)和電導(dǎo)儀)和無(wú)線數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳設(shè)備。技術(shù)核心是為以PH和電導(dǎo)作為工業(yè)毒性污染物的綜合反映指標(biāo)，表征管網(wǎng)內(nèi)的酸堿、重金屬以及有毒有機(jī)物等工業(yè)毒性污染物的排放和濃度情況。目前最常用的工業(yè)毒性表征方法采用生物檢測(cè)，主要利用各類發(fā)光菌的發(fā)光強(qiáng)度，該方法的局限在于需要菌種的復(fù)蘇及更換，難以實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)，受工業(yè)廢水條件(例如色度、濁度)影響大以及日常運(yùn)行維護(hù)難度大等。本發(fā)明所采用的PH和電導(dǎo)同時(shí)表征工業(yè)毒性建立在管網(wǎng)污水毒性與PH/電導(dǎo)相關(guān)性基礎(chǔ)上，具有易于實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)勢(shì)。其中PH主要表征廢水的酸堿污染、pH+電導(dǎo)率表征重金屬或有毒有機(jī)物污染。監(jiān)測(cè)點(diǎn)的選取根據(jù)管網(wǎng)布置和匯水區(qū)工業(yè)分布特征確定。管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)使用GPRS無(wú)線傳輸模式，即可采用KL-N7000系列模塊，將監(jiān)測(cè)點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)通過(guò)GPRS無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上傳至服務(wù)器，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)線監(jiān)控的目的。該數(shù)據(jù)傳輸方式的特點(diǎn)是監(jiān)控范圍廣，不受現(xiàn)場(chǎng)布線的限制，只要有GPRS信號(hào)的地方即可傳輸采樣信號(hào)。KL-7000系列模塊還具有短信報(bào)警功能，可將在線監(jiān)測(cè)儀器采樣數(shù)據(jù)通過(guò)短信的形式通知到相關(guān)管理人員。當(dāng)KL-7000數(shù)據(jù)采集模塊采集到的信號(hào)超過(guò)所設(shè)置的報(bào)警限值時(shí)就會(huì)將預(yù)設(shè)好的短信內(nèi)容發(fā)送到指定的手機(jī)上。當(dāng)設(shè)置短信報(bào)警功能時(shí)候，GPRS數(shù)據(jù)傳輸功能會(huì)在發(fā)短信階段中斷，在短信發(fā)送成功后GPRS通訊自動(dòng)恢復(fù)。②聯(lián)動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)指完成管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)收發(fā)、分析和污水廠運(yùn)行調(diào)控控制動(dòng)作的相應(yīng)軟件及硬件系統(tǒng)。本發(fā)明開(kāi)發(fā)了基于管網(wǎng)有毒有害工業(yè)污染物在線監(jiān)測(cè)的廠區(qū)聯(lián)動(dòng)調(diào)控決策軟件，軟件在聯(lián)動(dòng)調(diào)控規(guī)程規(guī)定的指令下，可實(shí)現(xiàn)a.遠(yuǎn)程采樣信號(hào)無(wú)線接收、分析和報(bào)警；b.廠內(nèi)曝氣機(jī)節(jié)能自動(dòng)控制；c.廠內(nèi)污泥回流優(yōu)化自動(dòng)控制；d.廠內(nèi)及廠外溢流閘閥自動(dòng)開(kāi)閉。聯(lián)動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)的核心技術(shù)為聯(lián)動(dòng)調(diào)控規(guī)程。聯(lián)動(dòng)調(diào)控規(guī)程是Orbal氧化溝應(yīng)對(duì)工業(yè)毒性污染物沖擊時(shí)的工況調(diào)節(jié)方法，作為程序?qū)懭肼?lián)動(dòng)調(diào)控決策軟件，在聯(lián)動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)中作為聯(lián)動(dòng)調(diào)控決策軟件系統(tǒng)的核心模塊。聯(lián)動(dòng)調(diào)控規(guī)程包括在不同預(yù)警閾值、流量和持續(xù)時(shí)間下氧化溝抗工業(yè)毒性污染物沖擊的操控動(dòng)作(流量、回流比和曝氣量的調(diào)節(jié))以及解除警報(bào)、恢復(fù)Orbal氧化溝正常運(yùn)行的條件。聯(lián)動(dòng)調(diào)控規(guī)程的確定是建立在Orbal中試氧化溝模型實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，表I、表2、表3為一套具體的調(diào)控規(guī)程，3個(gè)調(diào)控規(guī)程表格分別對(duì)應(yīng)3個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)檢測(cè)到的pH和電導(dǎo)率、響應(yīng)時(shí)間及污水廠進(jìn)水流量做為啟動(dòng)調(diào)控的初始條件,初始條件根據(jù)污水廠服務(wù)區(qū)水質(zhì)特點(diǎn)及Orbal中試氧化溝模型實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)確定。聯(lián)動(dòng)調(diào)控動(dòng)作的確定建立在Orbal氧化溝受工業(yè)毒性沖擊試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)研究基礎(chǔ)上，能使Orbal氧化溝在毒性污染物沖擊時(shí)增強(qiáng)溝內(nèi)活性污泥的生物活性及生物總量，保障出水效果。聯(lián)動(dòng)調(diào)控動(dòng)作對(duì)應(yīng)的控制參數(shù)與聯(lián)動(dòng)操控動(dòng)作一一對(duì)應(yīng)，是通過(guò)對(duì)控制設(shè)備(進(jìn)水電動(dòng)閘閥、氧化溝曝氣機(jī)變頻器、回流泵變頻器)的多次運(yùn)行調(diào)試來(lái)確定?；謴?fù)正常操作條件與調(diào)控啟動(dòng)條件一一對(duì)應(yīng)，同樣根據(jù)Orbal氧化溝中試模型實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定。調(diào)控規(guī)程中具體參數(shù)可以根據(jù)Orbal氧化溝處理規(guī)模、管網(wǎng)服務(wù)エ業(yè)區(qū)的エ業(yè)特點(diǎn)等進(jìn)行調(diào)整。③廠內(nèi)控制系統(tǒng) 廠內(nèi)控制系統(tǒng)指Orbal氧化溝在受エ業(yè)毒性污染物沖擊時(shí)完成其維持生物活性エ況調(diào)節(jié)動(dòng)作所涉及的廠內(nèi)操控設(shè)備。具體包括氧化溝進(jìn)水流量調(diào)節(jié)電動(dòng)閘閥、應(yīng)急池、曝氣機(jī)轉(zhuǎn)刷及其轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)變頻器、污泥回流泵及污泥回流泵流量調(diào)節(jié)變頻器。以上系統(tǒng)完成的Orbal氧化溝在受エ業(yè)毒性污染物沖擊聯(lián)動(dòng)調(diào)控動(dòng)作的運(yùn)行流程參見(jiàn)圖3 首先，位于排水管網(wǎng)中的水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)將監(jiān)測(cè)到的pH和電導(dǎo)率指標(biāo)數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS無(wú)線傳輸設(shè)備實(shí)時(shí)傳輸至污水廠控制中心的聯(lián)動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)；控制中心接收數(shù)據(jù)信號(hào)，以聯(lián)動(dòng)調(diào)控規(guī)程模塊為核心的聯(lián)動(dòng)調(diào)控決策軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并對(duì)得到的結(jié)果進(jìn)行判斷如果監(jiān)測(cè)指標(biāo)達(dá)到報(bào)警閾值，則發(fā)出調(diào)控指令；可編程邏輯控制器(PLC)接收指令，并實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)閘閥、曝氣機(jī)變頻器、回流泵變頻器等設(shè)備的自動(dòng)控制，使其達(dá)到調(diào)控規(guī)程中設(shè)定的工作狀態(tài)，以應(yīng)對(duì)エ業(yè)毒性污染物對(duì)氧化溝的沖擊；如果接收到監(jiān)測(cè)點(diǎn)處傳回的數(shù)據(jù)顯示監(jiān)測(cè)點(diǎn)處pH和電導(dǎo)率指標(biāo)逐漸恢復(fù)正常，并達(dá)到了調(diào)控規(guī)程中規(guī)定恢復(fù)正常操作的閾值范圍，則發(fā)出恢復(fù)指令；可編程邏輯控制器(PLC)接收恢復(fù)指令，并對(duì)電動(dòng)閘閥、曝氣機(jī)變頻器、回流泵變頻器等設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)控制，使其恢復(fù)正常工作狀態(tài)，結(jié)束調(diào)控。本發(fā)明“城市污水處理Orbal氧化溝抗エ業(yè)毒性污染物沖擊的調(diào)控系統(tǒng)”在重慶市城北O(jiān)rbal氧化溝污水處理廠試用情況如下重慶市城北污水廠處理規(guī)模為4萬(wàn)m3/d，服務(wù)面積約10平方公里，服務(wù)人ロ約6萬(wàn)，處理渝北兩路北部城區(qū)的生活污水和渝北空港エ業(yè)園區(qū)100多家エ業(yè)企業(yè)的エ業(yè)排水。污水管網(wǎng)主干管總長(zhǎng)約47km。污水廠總進(jìn)水量中由空港エ業(yè)園區(qū)排入的エ業(yè)廢水約占污水廠總進(jìn)水量的30% 50%，該Orbal氧化溝污水廠經(jīng)常遭受到來(lái)自空港エ業(yè)園區(qū)偷排的エ業(yè)廢水的沖擊，嚴(yán)重影響生物處理系統(tǒng)的處理效果，有時(shí)甚至出現(xiàn)氧化溝活性污泥系統(tǒng)的崩潰。重慶市城北污水廠聯(lián)動(dòng)優(yōu)化調(diào)控系統(tǒng)整體布置包括重慶市空港エ業(yè)園區(qū)內(nèi)排水管網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、聯(lián)動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)、污水廠內(nèi)控制系統(tǒng)。管網(wǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的監(jiān)測(cè)點(diǎn)1、2、3分別設(shè)在污水廠進(jìn)水總管及エ業(yè)園區(qū)內(nèi)兩片區(qū)企業(yè)排水管網(wǎng)的匯聚點(diǎn)上。監(jiān)測(cè)點(diǎn)檢測(cè)到pH、電導(dǎo)率等數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS遠(yuǎn)程傳輸實(shí)時(shí)傳送至聯(lián)動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)，做為聯(lián)動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)報(bào)警及廠內(nèi)控制系統(tǒng)動(dòng)作的數(shù)據(jù)依據(jù)。本發(fā)明的系統(tǒng)和方法2011年I月在重慶市城北污水廠建成試用，從2011年I月運(yùn)行至今，通過(guò)排水管網(wǎng)在線監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)非正常エ業(yè)廢水排放的實(shí)時(shí)捕捉，污水廠調(diào)控系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)調(diào)控，成功消解了嚴(yán)重工業(yè)廢水沖擊負(fù)荷2次，普通沖擊負(fù)荷6次，避免了污水廠因工業(yè)廢水沖擊而非正常排放。在發(fā)明的系統(tǒng)和方法實(shí)施以前，城北污水處理廠經(jīng)常受到工業(yè)廢水沖擊，且常常導(dǎo)致活性污泥系統(tǒng)崩潰，致使污水廠出水水質(zhì)惡化，成為該廠出水不能超標(biāo)排放的主要原因。本項(xiàng)目之前，大小工業(yè)廢水沖擊影響平均每I月發(fā)生I次，發(fā)生后導(dǎo)致1-10天左右的出水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)。本發(fā)明應(yīng)用后有效避免了污水廠的不達(dá)標(biāo)排放，保證處理出水水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002) —級(jí)B標(biāo)的要求。通過(guò)計(jì)算，每年可以有效削減污染物排放以COD計(jì)191噸，以NH3-N計(jì)25噸。實(shí)現(xiàn)了示范區(qū)現(xiàn)有污染物排放量的基礎(chǔ)上進(jìn)一步削減20%以上。 表I.聯(lián)動(dòng)調(diào)控規(guī)程(I)-監(jiān)測(cè)點(diǎn)I在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的響應(yīng)規(guī)程
P*丨丨士匕士- -AJ=Lrrtfrtrtr'-l~ -士十-緣聯(lián)動(dòng)操控動(dòng)作對(duì)應(yīng)的控恢復(fù)正常操作~ 控制指標(biāo)流量響應(yīng)時(shí)間聯(lián)動(dòng)彳呆控動(dòng)作^}§；W
1#和2#回流泵啟動(dòng)，3# 監(jiān)測(cè)點(diǎn)I恢復(fù)6t=0mi 回&泵0流泵變頻器頻率為 <PH<9,并持
__^__35Hz,__續(xù) IOndn
Itt和2#回流泵啟動(dòng)，3#
調(diào)節(jié)污泥回流泵回流泵變頻器頻率為監(jiān)測(cè)點(diǎn)I恢復(fù)6t=10min 120%R；調(diào)節(jié)進(jìn)水 45Hz;調(diào)節(jié)廠外溢流井 <pH<9，并持閘閥為Qd;閘閥控制進(jìn)水流量為續(xù)40min
___1250m3/ho__
/1#和2#回流泵啟動(dòng)，3#
111調(diào)節(jié)污泥回流泵回流泵變頻器頻率為監(jiān)測(cè)點(diǎn)I恢復(fù)6
t=40min 120%R；調(diào)節(jié)進(jìn)水 45Hz;調(diào)節(jié)廠外溢流井 <pH<9，并持 閘閥為O. 8Qd; 閘閥控制進(jìn)水流量為續(xù)70min
___1000m3/ho__
調(diào)節(jié)污泥回流泵 1#和2#回流泵啟動(dòng)，3#
120%R;調(diào)節(jié)進(jìn)水回流泵變頻器頻率為監(jiān)測(cè)點(diǎn)I恢復(fù)6t=130min 閘閥為O. 5Qd;配 45Hz;調(diào)節(jié)廠外溢流井 <pH<9，并持P水井內(nèi)投加堿性閘閥控制進(jìn)水流量為續(xù)IOOmin
Η< 4___緩沖劑__625m3/h。__
p\、田#ΡΡΓΗ1、右石· I財(cái)卩狀回流泵啟動(dòng)，3#監(jiān)測(cè)點(diǎn)I恢復(fù)6
t=0mi f隨泵變頻器鮮為 <pH<9,并持
__^__35Hz,__續(xù) IOndn
Itt和2#回流泵啟動(dòng)，3#
調(diào)節(jié)污泥回流泵回流泵變頻器頻率為監(jiān)測(cè)點(diǎn)I恢復(fù)6t=30min 120%R；調(diào)節(jié)進(jìn)水 45Hz;調(diào)節(jié)廠外溢流井 <pH<9，并持閘閥為Qd;閘閥控制進(jìn)水流量為續(xù)20min
___1250m3/ho__
/1#和2#回流泵啟動(dòng)，3#
111調(diào)節(jié)污泥回流泵回流泵變頻器頻率為監(jiān)測(cè)點(diǎn)I恢復(fù)6
t=60min 120%R；調(diào)節(jié)進(jìn)水 45Hz;調(diào)節(jié)廠外溢流井 <pH<9，并持 閘閥為O. 8Qd; 閘閥控制進(jìn)水流量為續(xù)40min
___1000m3/ho__
調(diào)節(jié)污泥回流泵 1#和2#回流泵啟動(dòng)，3#
120%R;調(diào)節(jié)進(jìn)水回流泵變頻器頻率為監(jiān)測(cè)點(diǎn)I恢復(fù)6t=150min 閘閥為O. 5Qd;配 45Hz;調(diào)節(jié)廠外溢流井 <pH<9，并持水井內(nèi)投加堿性閘閥控制進(jìn)水流量為續(xù)70min_^^_ 緩沖齊 Ij_ 625m3/h0_^_
權(quán)利要求
1.城市污水處理Orbal氧化溝抗工業(yè)毒性污染物沖擊的調(diào)控系統(tǒng)，其包含管網(wǎng)毒性監(jiān)控系統(tǒng)、聯(lián)動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)、廠內(nèi)控制系統(tǒng)三部分；其特征在于 所述管網(wǎng)毒性監(jiān)控系統(tǒng)包括污水廠服務(wù)區(qū)排水管網(wǎng)內(nèi)分布的工業(yè)毒性污染監(jiān)測(cè)點(diǎn)、每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)安裝的PH計(jì)和電導(dǎo)儀、及無(wú)線數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳設(shè)備；所述pH計(jì)和電導(dǎo)儀在線監(jiān)測(cè)并表征管網(wǎng)內(nèi)的酸堿、重金屬以及有毒有機(jī)物等工業(yè)毒性污染物的排放和濃度情況，監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)使用GPRS無(wú)線數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳設(shè)備傳至聯(lián)動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)服務(wù)器； 所述聯(lián)動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)用于完成管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)的接收、分析以及實(shí)施對(duì)廠內(nèi)操控設(shè)備的自動(dòng)控制；所述聯(lián)動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)包括接收數(shù)據(jù)信號(hào)的遠(yuǎn)程無(wú)線收發(fā)控制器、聯(lián)動(dòng)調(diào)控決策軟件及作為其運(yùn)行平臺(tái)的工控機(jī)以及實(shí)現(xiàn)廠內(nèi)操控設(shè)備自動(dòng)控制的可編程邏輯控制器PLC ； 所述廠內(nèi)控制系統(tǒng)指具體執(zhí)行聯(lián)動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)指令的Orbal氧化溝工況調(diào)節(jié)操控設(shè)備，包括安裝在管網(wǎng)中的氧化溝進(jìn)水流量調(diào)節(jié)電動(dòng)閘閥、應(yīng)急池、曝氣機(jī)轉(zhuǎn)刷及其轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)變頻器、污泥回流泵及污泥回流泵流量調(diào)節(jié)變頻器，它們均由聯(lián)動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)可編程邏輯控制 器PLC控制； 所述三部分系統(tǒng)以基于聯(lián)動(dòng)調(diào)控規(guī)程的聯(lián)動(dòng)調(diào)控決策軟件為核心，采用實(shí)現(xiàn)廠內(nèi)操控設(shè)備自動(dòng)控制的可編程邏輯控制器PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)Orbal氧化溝抗工業(yè)毒性污染物沖擊的自動(dòng)優(yōu)化運(yùn)行調(diào)控功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的城市污水處理Orbal氧化溝抗工業(yè)毒性污染物沖擊的調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于將PH和電導(dǎo)率作為工業(yè)毒性的綜合反映指標(biāo)，通過(guò)pH和電導(dǎo)率的毒性報(bào)警閾值對(duì)氧化溝進(jìn)行調(diào)控， 所述調(diào)控的步驟如下 首先，排水管網(wǎng)中的水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)將監(jiān)測(cè)到的PH和電導(dǎo)率指標(biāo)數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS無(wú)線傳輸設(shè)備實(shí)時(shí)傳輸至污水廠控制中心； 控制中心聯(lián)動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)工控機(jī)接收數(shù)據(jù)信號(hào)，聯(lián)動(dòng)調(diào)控決策軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并通過(guò)軟件中聯(lián)動(dòng)調(diào)控規(guī)程模塊對(duì)數(shù)據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行判斷； 如果pH和電導(dǎo)率數(shù)據(jù)結(jié)果達(dá)到報(bào)警閾值，聯(lián)動(dòng)調(diào)控決策軟件發(fā)出調(diào)控指令； 可編程邏輯控制器(PLC)接收指令，并實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)閘閥、曝氣機(jī)變頻器、回流泵變頻器的自動(dòng)控制，使其達(dá)到調(diào)控規(guī)程中設(shè)定的工作狀態(tài)，以應(yīng)對(duì)工業(yè)毒性污染物對(duì)氧化溝的沖擊; 如果接收到監(jiān)測(cè)點(diǎn)處傳回的數(shù)據(jù)顯示監(jiān)測(cè)點(diǎn)處PH和電導(dǎo)率指標(biāo)逐漸恢復(fù)正常，并達(dá)到了調(diào)控規(guī)程中規(guī)定恢復(fù)正常操作的閾值范圍，則發(fā)出恢復(fù)指令； 可編程邏輯控制器(PLC)接收恢復(fù)指令，并對(duì)電動(dòng)閘閥、曝氣機(jī)變頻器、回流泵變頻器設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)控制，使其恢復(fù)正常工作狀態(tài)，結(jié)束調(diào)控。
3.利用權(quán)利要求2所述的調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于調(diào)控規(guī)程是以調(diào)控規(guī)程模塊的形式寫入調(diào)控決策軟件，所述調(diào)控規(guī)程包含預(yù)設(shè)的4個(gè)部分，分別為 a、調(diào)控啟動(dòng)條件,是聯(lián)動(dòng)調(diào)控啟動(dòng)的數(shù)據(jù)依據(jù),啟動(dòng)條件由3部分組合而成,分別為控制指標(biāo)PH和電導(dǎo)率的閾值、污水廠進(jìn)水流量Q和響應(yīng)時(shí)間t ； b、聯(lián)動(dòng)操控動(dòng)作,其與調(diào)控啟動(dòng)條件逐一對(duì)應(yīng),是通過(guò)工況調(diào)節(jié)使Orbal氧化溝的工藝參數(shù)達(dá)到設(shè)定數(shù)值，包括污水廠進(jìn)水流量、氧化溝內(nèi)DO濃度、污泥回流比；C、聯(lián)動(dòng)操控動(dòng)作對(duì)應(yīng)的控制參數(shù)，指為實(shí)現(xiàn)上述聯(lián)動(dòng)調(diào)控動(dòng)作，污水處理設(shè)備所要達(dá)到的具體運(yùn)行參數(shù)，包括污水廠進(jìn)水閘閥開(kāi)啟程度、氧化溝曝氣機(jī)變頻器的頻率、回流泵變頻器的頻率； d、恢復(fù)正常操作的條件,其與調(diào)控啟動(dòng)條件相對(duì)應(yīng),是結(jié)束調(diào)控的條件,包括控制指標(biāo)P H、電導(dǎo)率的恢復(fù)閾值及達(dá)到恢復(fù)閾值的持續(xù)時(shí)間。全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種城市污水處理Orbal氧化溝抗工業(yè)毒性污染物沖擊的調(diào)控系統(tǒng)，涉及接納高比例工業(yè)廢水的Orbal氧化溝污水廠抗工業(yè)毒性污染物沖擊、維持氧化溝污泥活性及處理效能的技術(shù)。本發(fā)明是基于毒性相關(guān)性分析結(jié)果選取pH和電導(dǎo)率作為綜合毒性反映和預(yù)警的指標(biāo)，在Orbal氧化溝活性污泥中毒試驗(yàn)分析的基礎(chǔ)上確定毒性預(yù)警閾值，根據(jù)管網(wǎng)特點(diǎn)選取毒性監(jiān)測(cè)點(diǎn)，建立工業(yè)毒性污染預(yù)警在線監(jiān)控和無(wú)線遠(yuǎn)傳系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上建立與管網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)的Orbal氧化溝運(yùn)行聯(lián)動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)，通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)水流量、污泥回流比和曝氣強(qiáng)度，增強(qiáng)Orbal氧化溝對(duì)工業(yè)毒性污染物沖擊的抗性，維持溝內(nèi)生物活性，保證污水的處理效能。
文檔編號(hào)C02F3/02GK102629134SQ20121012229
公開(kāi)日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2012年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月23日
發(fā)明者龐子山, 朱俊, 李玉勝, 王峰青, 王帥, 程宗旺, 翟俊, 肖海文, 郭大敬 申請(qǐng)人:重慶大學(xué), 重慶水務(wù)集團(tuán)股份有限公司