專利名稱：一種污泥深度脫水全過程自動控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及污泥處理的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于優(yōu)化算法的污泥深度脫水全過程自動控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著城市污水和工業(yè)污水截留率的提高和污水處理效率的改進(jìn)，使得在污泥總量迅速增加。我國2009年已建成污水處理廠1214座，污水處理率達(dá)到75. 25%，干污泥總產(chǎn)量約900萬噸。國內(nèi)城市污水廠普遍采用機械方式對污泥脫水處理，濾餅含水率一般在75 85%，遠(yuǎn)不能滿足最新的環(huán)保要求。污泥填埋和堆肥處置須含水率低于60%，污水廠以儲存為目的將污泥運出廠界的，須將污泥脫水至含水率50%以下。污泥調(diào)質(zhì)及深度脫水一體化工藝近年來被成功應(yīng)用，可將污泥脫水至50飛0%。污泥處理費用成為污水處理過程的重要部分，迫于環(huán)境管理的更高要求及脫水污泥資源化無害化要求，污泥處理費用在未來將更高。因此，確保污泥脫水過程在最優(yōu)化狀況下運行變得越來越重要。由于國內(nèi)污泥處理起步較晚，據(jù)我們所知，基于化學(xué)調(diào)質(zhì)深度脫水工藝的過程控制系統(tǒng)鮮有報道。影響污泥脫水的因素很多，污泥本身的特性是其中之一。受原水的影響及處理工藝的影響，進(jìn)料污泥處于不斷變化狀態(tài)，使系統(tǒng)處于欠佳工況運行，導(dǎo)致泥餅的含水率升高、藥劑消耗較大，因此亟需一種污泥脫水過程控制系統(tǒng)確保工藝過程始終處于最優(yōu)工況下運行。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提供一種污泥調(diào)質(zhì)及深度脫水一體化過程的控制系統(tǒng)。為了達(dá)到上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案
`[0006]本實用新型一種污泥深度脫水全過程自動控制系統(tǒng)，包括污泥預(yù)濃縮控制部分、污泥調(diào)質(zhì)控制部分、污泥深度脫水控制部分及泥餅傳送控制部分；所述污泥預(yù)濃縮控制部分控制污泥預(yù)濃縮工藝段；所述污泥調(diào)質(zhì)控制部分控制藥劑投加及調(diào)質(zhì)過程；所述污泥深度脫水控制部分控制壓濾脫水工藝段；所述泥餅傳送控制部分控制泥餅傳送工藝段；該全過程自動控制系統(tǒng)采用現(xiàn)場電纜及儀表設(shè)備連接，將各測量參數(shù)引入優(yōu)化控制系統(tǒng)，對加藥量及運行時間進(jìn)行修正。優(yōu)選的，污泥預(yù)濃縮控制部分由重力濃縮罐、液位計、電動閥及第一污泥泵組成，所述液位計安裝在重力濃縮罐中，所述第一污泥泵通過電動閥連接至重力濃縮罐。污泥預(yù)濃縮控制部分根據(jù)污泥重力沉降曲線數(shù)據(jù)庫確定沉降時間，由液位高度控制電動閥將上清液緩慢排出。優(yōu)選的，污泥調(diào)質(zhì)控制部分由配藥罐、污泥調(diào)質(zhì)罐、第二污泥泵、污泥濃度計、流量計、液位計及電動閥組成，所述第二污泥泵分別連接重力濃縮罐和污泥調(diào)質(zhì)罐，所述加藥罐連接污泥調(diào)質(zhì)罐；所述污泥濃度計和流量計設(shè)置在第二污泥泵和污泥調(diào)質(zhì)罐之間的管道上，污泥調(diào)質(zhì)控制部分根據(jù)藥劑投加量與污泥脫水性能曲線數(shù)據(jù)庫，由污泥濃度計及流量數(shù)據(jù)決定加藥量，控制加藥流量大小。優(yōu)選的，污泥深度脫水控制部分由進(jìn)料泵、隔膜壓濾機、壓榨水泵、壓榨水箱及流量計組成，所述進(jìn)料泵連接隔膜壓濾機，所述壓榨水泵一端連接隔膜壓濾機，另一端連接壓榨水箱，所述流量計設(shè)置在壓濾機濾液出口管道上，根據(jù)壓濾出水流量與進(jìn)料流量的比值，調(diào)整進(jìn)料泵頻率，控制進(jìn)料壓力，當(dāng)出水流量與進(jìn)料量流量比值小于設(shè)定值時停止進(jìn)料泵，開啟壓榨水泵，否則設(shè)置報警程序；當(dāng)出水流量小于另一設(shè)定值時停止壓榨水泵，壓濾過程結(jié)束。優(yōu)選的，所述泥餅傳送控制部分包括皮帶傳送機和污泥含水率測定儀，傳送機上方安裝污泥含水率在線測定儀，若污泥含水率低于設(shè)定值則外運，否則增加壓榨時間和藥劑用量。本實用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點及效果1、本實用新型是基于優(yōu)化算法對整個污泥深度脫水工藝進(jìn)行過程控制，系統(tǒng)的設(shè)計理念是使脫水過程在用戶設(shè)定的邊界范圍內(nèi)運行成本始終最低，總體性能維持最佳。同時本實用新型為污泥調(diào)理及深度脫水一體化工藝提供實時監(jiān)控，在設(shè)定目標(biāo)范圍內(nèi)使藥劑量最低、處理能力最大、得到的泥餅符合設(shè)定要求，確保系統(tǒng)穩(wěn)定持續(xù)的最優(yōu)化運行。2、本實用新型的控制系統(tǒng)構(gòu)建與不同工藝參數(shù)對應(yīng)的運行成本數(shù)據(jù)庫，可以確保工藝參數(shù)在最高效工況下運行，降低污泥脫水運行費。

圖1. a是本實用新型污泥深度脫水工藝流程圖；圖1. b是污泥深度脫 水工藝流程圖；圖2是污泥深度脫水控制方法流程圖。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例及附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實用新型的實施方式不限于此。實施例本實用新型污泥深度脫水處理工藝如圖La、圖l.b所示，包括污泥預(yù)濃縮部分、污泥調(diào)質(zhì)部分，污泥深度脫水部分和泥餅輸送部分。工藝路線描述二沉池I污泥經(jīng)第一污泥泵2輸送進(jìn)入重力濃縮罐3、4，在重力濃縮罐經(jīng)過2-7個小時的沉淀，泥水分離。通過液位計檢測的實際液位與設(shè)定值比較控制出水電動閥14 16、17 19的開閉。濃縮后的污泥用第二污泥泵9輸送進(jìn)入污泥調(diào)質(zhì)罐5、6，電動閥20、21控制濃縮后的污泥排放輸送，進(jìn)入調(diào)質(zhì)罐內(nèi)的污泥管道上安裝污泥濃度計22。配藥罐10、11分別加入經(jīng)混合均勻的藥劑，經(jīng)配藥泵12、13分別加入污泥調(diào)質(zhì)罐5、6中。經(jīng)過調(diào)質(zhì)后的污泥用第三污泥泵7打入隔膜壓濾機23，當(dāng)進(jìn)料停止時，開啟壓榨水泵26，壓榨水泵通過電動閥27與隔膜壓濾機連接，壓榨水箱25通過電動閥28與隔膜壓濾機連接，從壓榨水箱25抽水開始進(jìn)行隔膜壓濾，隔膜壓濾過程結(jié)束后，泥餅通過皮帶傳送機24往外輸送。另外，通過污泥含水率測定儀29對泥餅含水率進(jìn)行在線分析，其中，圖1. a和圖l.b通過連接件8連接起來。[0020]如圖2所示，本實施例污泥深度脫水方法及自動控制系統(tǒng)，包括下述步驟S1、將污泥輸送入污泥重力濃縮罐，根據(jù)數(shù)據(jù)庫沉降時間曲線設(shè)定污泥沉淀時間，泥水分離后，根據(jù)上清液的液位高度值，控制上清液出水電動閥的開閉；S2、濃縮后的污泥用螺桿泵送入污泥調(diào)質(zhì)罐，進(jìn)入調(diào)質(zhì)罐內(nèi)的污泥管道上安裝污泥濃度計，根據(jù)加藥量與污泥濃度實驗曲線數(shù)據(jù)庫，計算加藥量流量，控制調(diào)質(zhì)罐的加藥量，攪拌電機與配藥泵聯(lián)動，并采用時間控制；S3、經(jīng)過調(diào)質(zhì)后的污泥進(jìn)入隔膜壓濾機，通過檢測壓濾機出水管道與污泥進(jìn)料量的比值調(diào)整進(jìn)料泵頻率，隨著比值減小而增大頻率，加快轉(zhuǎn)速；當(dāng)出水流量與進(jìn)料流量小于設(shè)定值時停止進(jìn)料泵，啟動壓榨泵和閥門，開始進(jìn)行隔膜壓濾，此時當(dāng)出水流量小于設(shè)定值時壓榨泵閥關(guān)閉，完成壓濾過程；只有當(dāng)進(jìn)料泵停止才開啟壓榨水泵，否則報警裝置啟動并輸出操作指南；S4、泥餅通過輸送機往外輸送，在傳送帶上方，安裝污泥含水率檢測器，當(dāng)含水率低于設(shè)定值時進(jìn)入泥餅車斗中，否則進(jìn)行干化斗進(jìn)行風(fēng)干處理。另外，輸送機運行速率通過進(jìn)料中泥餅量的計算控制調(diào)整泥餅輸送機速率；在步驟SI中，通過污泥濃度計監(jiān)測進(jìn)料污泥濃度，確定投藥量，并輔以pH控制修正。步驟S3中，通過壓濾機進(jìn)料流量及出水流量監(jiān)控，得出出水流量與進(jìn)料流量的比值，控制進(jìn)料泵的頻率，調(diào)整進(jìn)料壓力。步驟S4中，還包括通過進(jìn)料污泥量、污泥濃度及進(jìn)料時間監(jiān)控，計算泥餅產(chǎn)生量，控制傳送帶速率。在步驟S4之后，通過污泥含水率測定儀對泥餅含水率進(jìn)行在線分析，若泥餅含水率高于設(shè)定值，則增加 壓榨時間和藥劑用量。建立藥劑加藥量與污泥脫水性能曲線數(shù)據(jù)庫，污泥沉降曲線數(shù)據(jù)庫，污泥脫水影響因素數(shù)據(jù)庫；建立以深度脫水過程中主要設(shè)備的電耗及水耗、藥劑費用等參量構(gòu)建數(shù)據(jù)庫，通過數(shù)據(jù)歸檔、統(tǒng)計與分析，為進(jìn)一步優(yōu)化脫水工藝提供數(shù)據(jù)參考；通過污泥濃度計檢測進(jìn)料污泥濃度，確定最佳投藥量，輔以pH控制修正，從而降低藥耗；通過壓濾機進(jìn)料流量及出水流量監(jiān)控，得出出水流量與進(jìn)料流量的比值，控制進(jìn)料泵的頻率，調(diào)整進(jìn)料壓力，優(yōu)化泵的運行工況。通過進(jìn)料污泥量、污泥濃度及進(jìn)料時間監(jiān)控，計算泥餅產(chǎn)生量，控制傳送帶速率，優(yōu)化傳送帶的運行工況。整個控制系統(tǒng)基于優(yōu)化算法對污泥脫水工藝過程進(jìn)行自動控制，優(yōu)化了運行工況，提高設(shè)備的使用壽命，降低了能耗和藥耗。上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種污泥深度脫水全過程自動控制系統(tǒng)，其特征在于，包括污泥預(yù)濃縮控制部分、污泥調(diào)質(zhì)控制部分、污泥深度脫水控制部分及泥餅傳送控制部分；所述污泥預(yù)濃縮控制部分控制污泥預(yù)濃縮工藝段；所述污泥調(diào)質(zhì)控制部分控制藥劑投加及調(diào)質(zhì)過程；所述污泥深度脫水控制部分控制壓濾脫水工藝段；所述泥餅傳送控制部分控制泥餅傳送工藝段；該全過程自動控制系統(tǒng)采用現(xiàn)場電纜及儀表設(shè)備連接，將各測量參數(shù)引入優(yōu)化控制系統(tǒng)，對加藥量及運行時間進(jìn)行修正。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥深度脫水全過程自動控制系統(tǒng)，其特征在于，污泥預(yù)濃縮控制部分由重力濃縮罐、液位計、電動閥及第一污泥泵組成，所述液位計安裝在重力濃縮罐中，所述第一污泥泵與電動閥串聯(lián)連接至重力濃縮罐。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥深度脫水全過程自動控制系統(tǒng)，其特征在于，污泥調(diào)質(zhì)控制部分由配藥罐、污泥調(diào)質(zhì)罐、第二污泥泵、污泥濃度計、流量計、液位計及電動閥組成，所述第二污泥泵分別連接重力濃縮罐和污泥調(diào)質(zhì)罐，所述加藥罐連接污泥調(diào)質(zhì)罐；所述污泥濃度計與流量計均設(shè)置在第二污泥泵和污泥調(diào)質(zhì)罐之間的管道上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥深度脫水全過程自動控制系統(tǒng)，其特征在于，污泥深度脫水控制部分由進(jìn)料泵、隔膜壓濾機、壓榨水泵、壓榨水箱及流量計組成，所述進(jìn)料泵連接隔膜壓濾機，所述壓榨水泵一端連接隔膜壓濾機，另一端連接壓榨水箱，所述流量計設(shè)置在隔膜壓濾機濾液出口管道上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污泥深度脫水全過程自動控制系統(tǒng)，其特征在于，所述泥餅傳送控制部分包括皮帶傳送機和污泥含水率測定儀，傳送機上方安裝污泥含水率在線測定儀。
專利摘要本實用新型公開了一種深度污泥深度脫水全過程自動控制系統(tǒng)，系統(tǒng)包括污泥預(yù)濃縮控制系統(tǒng)、污泥調(diào)質(zhì)控制系統(tǒng)、污泥深度脫水控制系統(tǒng)及泥餅傳送控制部分；本實用新型基于優(yōu)化算法對整個污泥深度脫水工藝進(jìn)行過程控制。系統(tǒng)的設(shè)計理念是使脫水過程在用戶設(shè)定的邊界范圍內(nèi)運行成本始終最低，總體性能維持最佳。為污泥調(diào)理及深度脫水一體化工藝提供實時監(jiān)控，在設(shè)定目標(biāo)范圍內(nèi)使藥劑量最低、處理能力最大、得到的泥餅符合設(shè)定要求，確保系統(tǒng)穩(wěn)定持續(xù)的最優(yōu)化運行。
文檔編號G05B19/418GK202898208SQ20122064456
公開日2013年4月24日 申請日期2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月28日
發(fā)明者于廣平, 唐嘉麗, 郭高飛, 苑明哲, 劉堅, 岳秀 申請人:廣州中國科學(xué)院沈陽自動化研究所分所