專利名稱：一種中心傳動單管吸泥機排泥的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于污水處理領(lǐng)域，特別涉及城鎮(zhèn)生活污水處理廠以及工業(yè)廢水處 理廠沉淀池的機械排泥裝置排泥的控制方法。
背景技術(shù)：
城鎮(zhèn)生活污水處理廠沉淀池排泥機械從上世紀50年代幵始到現(xiàn)在歷時半個 多世紀的發(fā)展，其發(fā)展大體分為人工排泥、機械刮泥和機械吸泥三個階段。
人工排泥操作麻煩且容易產(chǎn)生排泥不暢、池內(nèi)積泥的問題，影響出水效果； 機械刮泥容易出現(xiàn)沉泥上翻，排泥含水率較高，出水水質(zhì)受影響等問題；機械 吸泥較前面兩個階段有了較大的發(fā)展，克服了刮泥時沉泥受干擾的問題，降低 了排泥含水率，提高了出水水質(zhì)。
歷經(jīng)半個多世紀的發(fā)展，排泥機械在設(shè)備結(jié)構(gòu)形式上發(fā)生了巨大的變化， 但排出污泥的濃度沒有得到明顯的提高。
在城鎮(zhèn)污水處理廠中，為了維持生化池內(nèi)活性污泥即微生物的量，以保證 對污水的處理效果，需要將沉淀池排出的污泥回流至生化池。長期以來，在設(shè) 計及運行污水處理廠時均采用回流比(即回流污泥量與生化池進水量之比)作 為控制依據(jù)，根據(jù)污水處理廠進水量的變化調(diào)整回流量，使回流比控制在設(shè)計 的范圍之內(nèi)。通常生化池的混合液污泥濃度在3 4g/L，當(dāng)排泥濃度在6 8g/L 時，回流比取1，即需要進行100%回流，回流系統(tǒng)的能耗約占城鎮(zhèn)污水廠運行 總能耗的8%左右。
采用回流比是一種粗放式的控制方式，因為污水處理廠在運行過程中水量是 在不斷變化的，而且由于污泥即微生物的生長需要一定的時間和過程，因此導(dǎo) 致水量的變化和污泥濃度的變化不是實時對應(yīng)的，而是在時間上存在一定的滯 后性，因此，單純依靠水量的變化來調(diào)節(jié)回流污泥量會導(dǎo)致回流污泥濃度偏低， 且變化幅度大，從而對生化池的穩(wěn)定運行造成一定的影響，并且增大回流系統(tǒng) 能耗
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種中心傳動單管吸泥機排泥的控制方法，可以穩(wěn)定 提高排泥濃度，減少回流量，降低回流系統(tǒng)能耗，使排泥量及排泥濃度滿足系 統(tǒng)動態(tài)變化的實時需求。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是 一種中心傳動單管吸泥機排泥的控制方法，通 過檢測污泥狀態(tài)并輸出對應(yīng)的污泥狀態(tài)信號，根據(jù)污泥狀態(tài)，控制排泥閥的開 度與污泥狀態(tài)信號成正比關(guān)系。
中心傳動單管吸泥機是通過水平位于沉淀池底沿徑向設(shè)置的吸泥管繞池中 心作圓周運動，將沉淀池底部的污泥均勻吸出，并通過集泥筒和排泥管排至排 泥井內(nèi)，通過調(diào)整排泥閥的開度，可以控制排泥量，因此，通過在線檢測污泥 狀態(tài)，并輸出對應(yīng)的污泥狀態(tài)信號，通過調(diào)節(jié)排泥閥開度與污泥狀態(tài)信號成正 比關(guān)系，從而調(diào)整排泥量，最終使排泥濃度穩(wěn)定提高到一個設(shè)定的濃度上，減 少回流量，降低回流系統(tǒng)能耗，改變了原有人工通過回流比主觀調(diào)節(jié)排泥量的 控制方式，使排泥量根據(jù)沉淀池底部的污泥層變化而變化，更加符合沉淀池的 動態(tài)運行的特點。
作為一種改進，判斷污泥狀態(tài)信號是否位于預(yù)設(shè)的上限值和下限值之間， 并控制排泥閥的開度在污泥狀態(tài)信號位于上限值和下限值之間時保持不變。設(shè) 置上限值和下限值，確定了一個控制范圍，有利于簡化程序。
判斷污泥狀態(tài)信號是否到達上限報警值，并控制排泥閥在污泥狀態(tài)信號到 達上限報警值時全開，判斷污泥狀態(tài)信號是否到達下限報警值，并控制排泥閥 在污泥狀態(tài)信號到達下限報警值時全開，可以提高系統(tǒng)控制的安全性。
通過設(shè)置在沉淀池內(nèi)的污泥界面儀檢測沉淀池內(nèi)污泥層高度，并作為污泥 狀態(tài)信號輸出。沉淀池中的污泥沉降過程中，存在一個清晰的泥水分界面，此 界面位置直接表征了污泥層的高度，通過污泥界面計直接檢測沉淀池底部的污 泥層高度變化，可以直接分析出污泥層的變化趨勢，相應(yīng)調(diào)整排泥閥開度，將 污泥層高度作為污泥狀態(tài)信號，指示準確，獲取容易，有利于簡化控制程序。
通過污泥濃度計檢測沉淀池內(nèi)污泥層中的污泥濃度值，并作為污泥狀態(tài)信 號輸出。污泥層內(nèi)的污泥濃度直接反映了污泥狀態(tài)，根據(jù)其變化趨勢控制排泥 閥開度，使排泥濃度易于控制，準確可靠。
通過污泥濃度計檢測排泥濃度值，并作為污泥狀態(tài)信號輸出。排泥濃度越 高，需要排出的污泥量就越多，相應(yīng)排泥閥的開度也越大，因此，直接檢測排泥濃度，也可以方便的獲取污泥狀態(tài)，控制更直接，程序更簡單。
本發(fā)明的優(yōu)點是改變了傳統(tǒng)的人工調(diào)節(jié)排泥閥來調(diào)節(jié)排泥量的排泥控制 方式，使系統(tǒng)的運行更加符合動態(tài)的變化規(guī)律，通過獲取的在線污泥狀態(tài)信號， 調(diào)節(jié)排泥閥的開度，使控制更為準確和直接，通過此種控制方式，使排泥濃度 穩(wěn)定在10 12g/L的較高的范圍內(nèi)，從而降低生化系統(tǒng)的污泥回流量，使污泥 回流系統(tǒng)能耗降低30 50%，即使整個城鎮(zhèn)污水廠的能耗降低約2 4%。


附圖1為本發(fā)明實施例1的一種中心傳動單管吸泥機的結(jié)構(gòu)示意附圖2為本發(fā)明實施例1的一種中心傳動單管吸泥機排泥過程示意附圖3為本發(fā)明實施例1中控制器的控制方式流程附圖4為本發(fā)明實施例2的一種中心傳動單管吸泥機的結(jié)構(gòu)示意附圖5為本發(fā)明實施例2中控制器的控制方式流程附圖6為本發(fā)明實施例3的一種中心傳動單管吸泥機的結(jié)構(gòu)示意附圖7為本發(fā)明實施例3中控制器的控制方式流程1、工作橋，2、驅(qū)動機構(gòu)，3、中立柱，4、轉(zhuǎn)籠，5、集泥筒，6、桁架，7、
吸泥管，8、排泥管，9、控制器，10、電動執(zhí)行機構(gòu)，11、排泥閥，12、排泥
井，13、沉淀池，14、污泥界面儀，15、污泥濃度計。
具體實施方式
實施例1:
參閱圖1，為本發(fā)明一種中心傳動單管吸泥機的結(jié)構(gòu)示意圖，該中心傳動單 管吸泥機由設(shè)置在沉淀池13處的驅(qū)動機構(gòu)2、轉(zhuǎn)籠4、集泥筒5、桁架6、吸泥 管7以及排泥管8、排泥閥11、電動執(zhí)行機構(gòu)10、污泥濃度計15和控制器9組 成，其中驅(qū)動機構(gòu)2設(shè)置在沉淀池13中部的中立柱3頂部，轉(zhuǎn)籠4套設(shè)在中立 柱3的外周，集泥筒5套設(shè)在轉(zhuǎn)籠4底部的中立柱3外，連通吸泥管7，內(nèi)部通 過扇形井與排泥管8連通，排泥管8連通排泥井12和沉淀池13，其位于排泥井 12中的端口設(shè)置由電動執(zhí)行機構(gòu)IO驅(qū)動的排泥閥11。
參閱圖2，沉淀池13進水為含泥混合液，進入池內(nèi)分層，污泥慢慢沉降至 池底，形成一定高度的污泥層，清水則從池邊溢出，驅(qū)動機構(gòu)3驅(qū)動轉(zhuǎn)籠4旋轉(zhuǎn)，帶動吸泥管7以中立柱3為軸沿沉淀池13的底部緩慢旋轉(zhuǎn)，由于排泥井12 和沉淀池13通過排泥管8連通，通過控制排泥閥11的開度，利用排泥井12和 沉淀池13液位之間的靜壓頭，使沉淀池13底部的污泥從排泥閥11均勻排出， 通過控制排泥閥11的開度，可以調(diào)節(jié)排出污泥量。
轉(zhuǎn)籠4底部另一側(cè)設(shè)置水平桁架6，用來平衡吸泥管7，使轉(zhuǎn)籠4轉(zhuǎn)動平穩(wěn)。 為方便維護驅(qū)動機構(gòu)2，沉淀池13的池邊至中立柱3之間設(shè)有工作橋1。
污泥濃度計15用于采集沉淀池的污泥狀態(tài)信號，本實施例中將其設(shè)置在沉 淀池13底部的污泥層中，實時采集污泥層中的污泥濃度，并將污泥濃度信號傳 輸至控制器9中，控制器9根據(jù)污泥濃度狀態(tài)，控制電動執(zhí)行機構(gòu)10調(diào)節(jié)排泥 閥11的開度與污泥濃度信號成正比關(guān)系。
本實施例中的排泥閥ll為套筒閥，但本發(fā)明并不限于此類型閥門，凡是可 以利用電動驅(qū)動機構(gòu)10調(diào)節(jié)開度的閘閥、碟閥或者截止閥都可以使用。使用電 動驅(qū)動機構(gòu)，容易實現(xiàn)控制，調(diào)整及時準確。
參閱圖3，進一步說明本發(fā)明實施例中控制器的排泥控制流程，本實施例中， 選用基準點控制，即根據(jù)系統(tǒng)所需的排泥濃度，選擇其中特定濃度值C。作為基 準點，將污泥濃度計15采集到的污泥層中的污泥濃度信號值與基準點值比較， 根據(jù)比較結(jié)果控制排泥閥ll的開度，具體步驟為
Al、采集沉淀池13底部污泥層中的污泥濃度；
A2、獲取污泥濃度信號值C;
A3、控制器9接收污泥濃度信號值C，判斷污泥濃度信號值C是否等于基準 點濃度值C。，若是，程序結(jié)束，若否，程序進入A4步；
A4、控制器9進一步判斷污泥濃度信號值C是否大于基準點濃度值C。，若 是，進入A5步；若否，進入A6步；
A5、控制器9控制電動執(zhí)行機構(gòu)10驅(qū)動排泥閥11按照與污泥濃度信號值C 成正比關(guān)系開大閥門；
A6、控制器9控制電動執(zhí)行機構(gòu)10驅(qū)動排泥閥11按照與污泥濃度信號值C
成正比關(guān)系關(guān)小閥門。
由于沉淀池的表面積均較大，由于沉淀池底部水流的擾動影響使得某一點 的污泥濃度難以代表整個沉淀池底部同一高度處污泥層中的濃度情況，不宜使 用固定點安裝的單臺污泥濃度計，因此可以直接安裝在移動機械上，如移動式工作橋或桁架上，使其繞池中心作圓周運動，采集整個圓周上同一高度處的污
泥濃度情況，從而分析底部污泥層的濃度狀況；或采用多點固定安裝，求取平 均值的方式分析底部污泥層的濃度狀況。
實施例2:
參閱圖4，為本發(fā)明另一種中心傳動單管吸泥機的結(jié)構(gòu)示意圖，其與實施例 1的結(jié)構(gòu)區(qū)別之處在于本實施例中將污泥濃度計15設(shè)置在排泥井12中，實時 采集排泥井12中的污泥濃度，并將污泥濃度信號傳輸至控制器9中，控制器9 根據(jù)污泥濃度狀態(tài)，控制電動執(zhí)行機構(gòu)10調(diào)節(jié)排泥閥11的開度與污泥濃度信 號成正比關(guān)系。也可以將污泥濃度計15設(shè)置在同為排泥通道的排泥管8內(nèi)，相 應(yīng)的排泥閥11也可以設(shè)置在排泥管8上。
參閱圖5，進一步說明本發(fā)明實施例中控制器的排泥控制流程，本實施例中， 根據(jù)系統(tǒng)所需要的排泥濃度控制范圍，選擇兩個濃度值d、 C2 (d〉G)，分別作 為控制范圍的上限值和下限值，將污泥濃度計15采集到的排泥井12內(nèi)的污泥 濃度信號值C分別與上限值d和下限值C2比較，根據(jù)比較結(jié)果控制排泥閥11的 開度，并控制電動執(zhí)行機構(gòu)調(diào)節(jié)排泥閥的開度在污泥濃度信號值C位于濃度上 限值d和濃度下限值C2之間時保持不變；污泥濃度信號值C超過濃度上限值d 時，控制電動執(zhí)行機構(gòu)10驅(qū)動排泥閥11按照與污泥濃度信號值C成正比關(guān)系 開大閥門；污泥濃度信號值C超過濃度下限值C2時，控制電動執(zhí)行機構(gòu)10驅(qū)動 排泥閥11按照與污泥濃度信號值C成正比關(guān)系關(guān)小閥門。具體步驟為
Bl、采集排泥井12中的污泥濃度；
B2、獲取污泥濃度信號值C;
B3、控制器9接收污泥濃度信號值C,判斷污泥濃度信號值C是否大于濃度 上限值d，若是，進入B4;若否，進入B5;
B4、控制器9控制電動執(zhí)行機構(gòu)10驅(qū)動排泥閥11按照與污泥濃度信號值C 成正比關(guān)系開大閥門，程序結(jié)束；
B5、控制器9接收污泥濃度信號值C，判斷污泥濃度信號值C是否小于濃度 下限值C2，若是，進入B6;若否，程序結(jié)束；
B6、控制器9控制電動執(zhí)行機構(gòu)10驅(qū)動排泥閥11按照與污泥濃度信號值C 成正比關(guān)系關(guān)小閥門，程序結(jié)束。實施例3
參閱圖6，為本發(fā)明又一種中心傳動單管吸泥機的結(jié)構(gòu)示意圖，其與實施例 l的結(jié)構(gòu)區(qū)別之處在于污泥界面儀14用于采集沉淀池的污泥狀態(tài)信號，設(shè)置 在沉淀池13內(nèi)，實時釆集沉淀池13底部的污泥層高度H，并將污泥層高度H信 號傳輸至控制器9中，控制器9根據(jù)污泥層高度H信號判斷此時污泥狀態(tài)，控 制電動執(zhí)行機構(gòu)10調(diào)節(jié)排泥閥11的開度與污泥層高度H信號成正比關(guān)系。由 于沉淀池的表面積較大，由于底部水流的擾動影響，可能使某一點或某一小片 區(qū)域內(nèi)的污泥層高度難以代表整個沉淀池底部污泥層的狀況，因此可以在沉淀 池內(nèi)設(shè)置多個污泥界面儀，取其采集信號的平均值作為污泥狀態(tài)信號，也可以 直接安裝在移動機械上，如移動式工作橋或桁架上，使其繞池中心作圓周運動， 采集整個圓周面上的界面情況，分析池底污泥層高度狀況。
參閱圖7，進一步說明本發(fā)明實施例中控制器的控制流程，本實施例中，根 據(jù)系統(tǒng)所需要的排泥濃度控制范圍，選擇兩個污泥層高度值仏、H2 (PPH2)，分 別作為控制范圍的上限值和下限值，同時為了增加系統(tǒng)的安全性，增加高度上 限報警值H,和高度下限報警值H in，將污泥界面儀14采集到的污泥層高度信號 值H分別與Hi、 H2 、 H咖x和IU，比較，根據(jù)比較結(jié)果來確定排泥閥11的開度， 同時確定是否啟動報警信號。此外，當(dāng)污水處理廠將出水懸浮物濃度值(即SS) 作為在線監(jiān)測項目時，根據(jù)系統(tǒng)要求，選擇系統(tǒng)處理所需的出水懸浮物濃度基 準值SS。，將在線監(jiān)測獲取的SS值輸入控制器9內(nèi)，作為參與控制的條件。具
體歩驟如下-
Cl、采集沉淀池13底部的污泥層高度；
C2、判斷SS值是否存在，若是，進入C3步，若不是，進入C6步； C3、獲取在線SS值并輸入控制器9;
C4、判斷在線SS值是否大于基準值SS。，若是，進入C5步，若否，進入C6
步；
C5、控制器9控制電動執(zhí)行機構(gòu)10驅(qū)動排泥閥11全開，并發(fā)出報警信號，
程序結(jié)束；
C6、獲取污泥層高度信號H值；
C7、控制器9接收污泥層高度信號H值，判斷污泥層高度信號H值是否小 于污泥層高度下限值H2，若是，進入C8步；若否，進入C11步；C8、控制器9判斷污泥層高度信號H值是否小于等于污泥層高度下限報警 值IU，若否，進入C9步；若是，進入C10步；
C9、控制器9控制電動執(zhí)行機構(gòu)10驅(qū)動排泥閥11按照與污泥層高度信號H 值成正比關(guān)系關(guān)小閥門，程序結(jié)束；
CIO、控制器9控制電動執(zhí)行機構(gòu)10驅(qū)動排泥閥11全開，并發(fā)出報警信號， 程序結(jié)束；
Cll、控制器9判斷污泥層高度信號H值是否大于污泥層高度上限值H"若 是，進入C12;若否，程序結(jié)束；
C12、控制器9判斷污泥層高度信號H值是否大于等于污泥層高度上限報警 值H皿，若否，進入C13步；若是，進入C14步；
C13、控制器9控制電動執(zhí)行機構(gòu)10驅(qū)動排泥閥11按照與污泥層高度信號 H值成正比關(guān)系開大閥門，程序結(jié)束；
C14、控制器9控制電動執(zhí)行機構(gòu)10驅(qū)動排泥閥11全開，并發(fā)出報警信號， 程序結(jié)束。
上列詳細說明是針對本發(fā)明之可行實施例的具體說明，該實施例并非用 以限制本發(fā)明的專利范圍，凡未脫離本發(fā)明所為的等效實施或變更，均應(yīng)包含 于本案的專利范圍中。
權(quán)利要求
1、一種中心傳動單管吸泥機排泥的控制方法，其特征在于檢測污泥狀態(tài)并輸出對應(yīng)的污泥狀態(tài)信號，根據(jù)污泥狀態(tài)，控制排泥閥開度與污泥狀態(tài)信號成正比關(guān)系。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中心傳動單管吸泥機排泥的控制方法，其特征 在于判斷污泥狀態(tài)信號是否位于預(yù)設(shè)的上限值和下限值之間，并控制排 泥閥的開度在污泥狀態(tài)信號位于上限值和下限值之間時不變。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種中心傳動單管吸泥機排泥的控制方法，其特征 在于判斷污泥狀態(tài)信號是否到達上限報警值，并控制排泥閥在污泥狀態(tài) 信號到達上限報警值時全開。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種中心傳動單管吸泥機排泥的控制方法，其特征 在于判斷污泥狀態(tài)信號是否到達下限報警值，并控制排泥閥在污泥狀態(tài) 信號到達下限報警值時全開。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1、 2、 3或4所述的一種中心傳動單管吸泥機排泥的控制方法，其特征在于通過設(shè)置在沉淀池內(nèi)的污泥界面儀檢測沉淀池內(nèi)污泥層 高度，并作為污泥狀態(tài)信號輸出。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1、 2、 3或4所述的一種中心傳動單管吸泥機排泥的控制方法，其特征在于通過污泥濃度計檢測沉淀池內(nèi)污泥層中的污泥濃度值，并作為污泥狀態(tài)信號輸出。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1、 2、 3或4所述的一種中心傳動單管吸泥機排泥的控制方 法，其特征在于通過污泥濃度計檢測排泥濃度值，并作為污泥狀態(tài)信號輸出。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種中心傳動單管吸泥機排泥的控制方法，通過檢測污泥狀態(tài)并輸出對應(yīng)的污泥狀態(tài)信號，根據(jù)污泥狀態(tài)，控制排泥閥開度與污泥狀態(tài)信號成正比關(guān)系。本發(fā)明的優(yōu)點是改變了傳統(tǒng)的人工調(diào)節(jié)排泥閥來調(diào)節(jié)排泥量的控制方式，使系統(tǒng)的運行更加符合動態(tài)的變化規(guī)律，通過獲取的在線污泥狀態(tài)信號，調(diào)節(jié)排泥閥的開度，使控制更為準確和直接，通過此種控制方式，使排泥濃度穩(wěn)定在10～12g/L的較高的范圍內(nèi)，從而降低生化系統(tǒng)的污泥回流量，使污泥回流系統(tǒng)能耗降低30～50％，即使整個城鎮(zhèn)污水廠的能耗降低約2～4％。
文檔編號B01D21/24GK101306267SQ20081002620
公開日2008年11月19日 申請日期2008年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月1日
發(fā)明者周相武, 輝 鄭, 鄭利平, 鐘佳梅 申請人:廣州市新之地環(huán)保產(chǎn)業(yè)有限公司