本發(fā)明涉及控制方法，尤其涉及基于水環(huán)境質(zhì)量的水污染物排放量控制裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、隨著工業(yè)化和城市化進(jìn)程的加快，水污染問題日益嚴(yán)重，對生態(tài)系統(tǒng)和人類健康構(gòu)成了嚴(yán)重威脅，且隨著工業(yè)化和城市化的快速發(fā)展，水體中污染物的排放量不斷增加，導(dǎo)致水質(zhì)惡化，水資源的可持續(xù)利用受到威脅。

2、水環(huán)境質(zhì)量直接受水體中污染物濃度的影響，污染物的種類、濃度及其在水體中的分布均會對水體生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。為了保持水體的良好質(zhì)量，需要控制污染物的排放量，從而確保水體中污染物濃度不超過環(huán)境承載能力；傳統(tǒng)的水污染物排放控制方法往往采用靜態(tài)的排放標(biāo)準(zhǔn)，難以適應(yīng)水環(huán)境質(zhì)量的動態(tài)變化和區(qū)域差異。此外，這些方法往往忽視了水體自凈能力和環(huán)境承載力的不均勻性，未能實現(xiàn)對污染物排放的精準(zhǔn)控制。

3、因此，有必要設(shè)計基于水環(huán)境質(zhì)量的水污染物排放量控制裝置及方法，用以解決上述問題的不足。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供基于水環(huán)境質(zhì)量的水污染物排放量控制裝置及方法。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：基于水環(huán)境質(zhì)量的水污染物排放量控制方法，包括以下步驟：

3、步驟s1、建立水質(zhì)實時監(jiān)測控制系統(tǒng)，對各個排放點流域?qū)崟r檢測，識別并記錄各種污染物的含量，在每個排放點建立若干組污水處理系統(tǒng)，每組污水處理系統(tǒng)中具有若干依次連通的污水處理池，以及在若干依次連通的污水處理池首端連通的污水中轉(zhuǎn)池，和尾端連通的終處理池；

4、步驟s2、根據(jù)流域內(nèi)各區(qū)域的環(huán)境承載能力和水資源利用情況，建立排放標(biāo)準(zhǔn)的動態(tài)調(diào)整機(jī)制，設(shè)定每種污染物差異化的日排放標(biāo)準(zhǔn)為，表示污染物j的日排放標(biāo)準(zhǔn)；

5、步驟s3、基于設(shè)定的每種污染物日排放標(biāo)準(zhǔn)，為每個終處理池均勻分配允許排放閾值，并基于每個污水處理池對每種污染物的歷史處理速率，為每個污水處理池中每種污染物制定階梯式濃度閾值；

6、步驟s4、對污水中轉(zhuǎn)池中的污水進(jìn)行動水取樣，實時檢測污染物濃度的峰值，對每個污水處理池、終處理池進(jìn)行靜水取樣，實時檢測每種污染物的濃度，基于檢測到每種污染物的實際濃度，判斷每個污水處理池中每種污染物的實際濃度是否低于其濃度閾值，并根據(jù)判斷結(jié)果實時調(diào)整污水處理池之間的流量，確保流入終處理池中的每種污染物的實際濃度均低于排放閾值；

7、步驟s5、基于終處理池中檢測到每種污染物的實際濃度，計算每個終處理池的日排放量；

8、步驟s6、根據(jù)步驟s5的計算結(jié)果和步驟s2得到的日排放標(biāo)準(zhǔn)，制定排放控制策略，實時控制每個終處理池的污染物排放量，確保所有污染物的排放總量均低于該污染物的日排放標(biāo)準(zhǔn)。

9、本發(fā)明一個較佳實施例中，在步驟s1中，各種污染物包括：鉛、鎘、氮、磷。

10、本發(fā)明一個較佳實施例中，在步驟s2中，建立排放標(biāo)準(zhǔn)的動態(tài)調(diào)整機(jī)制，包括以下步驟：

11、步驟s21、定期收集各排放點流域內(nèi)的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)，包括各種污染物的濃度、排放量的關(guān)鍵指標(biāo)；

12、步驟s22、定期對流域內(nèi)環(huán)境承載能力進(jìn)行評估，包括水體自凈能力、生態(tài)敏感性、水資源供需狀況的變化情況；

13、步驟s23、基于流域內(nèi)環(huán)境承載能力，動態(tài)調(diào)整每日的排放標(biāo)準(zhǔn)。

14、本發(fā)明一個較佳實施例中，在步驟s5中，包括以下子步驟：

15、步驟s51、在每個排放點的若干污水處理池、污水中轉(zhuǎn)池和終處理池內(nèi)安裝傳感器，實時檢測每個終處理池中每種污染物的濃度，并將傳感器檢測到的數(shù)據(jù)傳輸至水質(zhì)實時監(jiān)測控制系統(tǒng)內(nèi)；

16、步驟s52、將每個終處理池中污染物的實時濃度數(shù)據(jù)記錄和存儲，并對濃度數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗，去除異常值和噪聲；

17、步驟s53、基于每個終處理池中不同污染物的濃度數(shù)據(jù)，計算每種污染物的日排放量，具體為，，其中，表示第i個終處理池，污染物j的日排放量，表示第i個終處理池，污染物j的濃度，表示第i個終處理池的污水排量；

18、步驟s54、基于每個終處理池中每種污染物的日排放量，計算所有終處理池中每種污染物的日排放總量，具體為，，其中，表示在污水排量下的所有終處理池中污染物j的日排放總量。

19、本發(fā)明一個較佳實施例中，在步驟s6中，制定排放控制策略，包括以下步驟：

20、步驟s61、基于計算得到的所有終處理池中同種污染物的實際日排放總量，與此類污染物的日排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比對，確保小于等于；

21、步驟s62、基于小于等于，利用公式計算出每個終處理池允許的日排放量；

22、步驟s63、水質(zhì)實時監(jiān)測控制系統(tǒng)根據(jù)得到的日排放量數(shù)值，控制終處理池的污水排放速度，保證此終處理池一天的污水排放量等于允許的日排放量。

23、一種水質(zhì)實時監(jiān)測控制系統(tǒng)，包括：檢測模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、控制策略生成模塊、評估模塊、控制模塊、信號傳輸模塊；

24、檢測模塊，用于檢測水中各類污染物的濃度，污水的流速和流量，測量水的ph值、溶解氧、溫度的水質(zhì)參數(shù)；

25、信號傳輸模塊，將采集到的數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)處理模塊；

26、數(shù)據(jù)處理模塊，用于計算污染物的實際濃度和排放量；

27、控制策略生成模塊，基于數(shù)據(jù)分析結(jié)果制定污染物排放控制策略；

28、控制模塊包括：流量控制單元、排放調(diào)節(jié)單元；流量控制單元用于調(diào)整污水處理池之間的流量，排放調(diào)節(jié)單元控制終處理池的排放量，確保符合允許的排放閾值；

29、評估模塊，評估流域內(nèi)各區(qū)域的環(huán)境承載能力和水資源利用情況，確定每種污染物的日排放標(biāo)準(zhǔn)。

30、一種水污染物排放量控制裝置，包括：若干組污水處理組件，以及控制污水排放量的控制組件，

31、污水處理組件包括：若干依次連通的污水處理池，以及在若干依次連通的污水處理池首端連通的污水中轉(zhuǎn)池，和尾端連通的終處理池；污水中轉(zhuǎn)池和終處理池均與相鄰的污水處理池連通，污水中轉(zhuǎn)池位于污水排放口的下方位置，污水中轉(zhuǎn)池和終處理池，以及若干污水處理池內(nèi)均安裝有傳感器，實時檢測污水中污染物的濃度；

32、終處理池設(shè)置有出水口，出水口內(nèi)設(shè)置有電磁閥，控制出水口的流量。

33、本發(fā)明一個較佳實施例中，污水中轉(zhuǎn)池包括：具有入水口、排水口和排污口的本體，以及設(shè)置在本體內(nèi)的擾流組件；

34、本體內(nèi)部設(shè)有分隔板，分隔板將本體的內(nèi)部分隔為進(jìn)水空間和位于進(jìn)水空間下方的排水空間，入水口與進(jìn)水空間連通，使得進(jìn)入進(jìn)水空間的水流產(chǎn)生渦流，擾流組件位于進(jìn)水空間內(nèi)。

35、本發(fā)明一個較佳實施例中，排水空間內(nèi)設(shè)置有相互連通的分離管和排污管，分隔板的中心位置開設(shè)有圓槽，分離管通過圓槽與排水空間連通，排污管與排污口連通；分離管開設(shè)有若干漏槽，使得分離管內(nèi)的水通過漏槽分離至排水空間內(nèi)。

36、本發(fā)明一個較佳實施例中，擾流組件用于抑制進(jìn)水空間中螺旋渦流高度上升的趨勢，擾流組件包括：若干第一擾流塊和若干第二擾流塊；若干第一擾流塊位于若干第二擾流塊的下方位置，且若干第一擾流塊和若干第二擾流塊均勻分布在本體的內(nèi)壁。

37、本發(fā)明解決了背景技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明具備以下有益效果：

38、（1）本發(fā)明提供了一種基于水環(huán)境質(zhì)量的水污染物排放量控制裝置及方法，通過設(shè)定濃度閾值，保證每個終處理池的污染物濃度均低于濃度閾值，從而降低了所有污染物的濃度，提高了污水的排放量，并通過對每個終處理池內(nèi)的污染物實時檢測，與設(shè)定的污染物日排放標(biāo)準(zhǔn)對比，確保每種污染物的日排放量小于等于其日排放標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而動態(tài)控制每個終處理池的污水排放量，使得污染物排放量小于等于日排放標(biāo)準(zhǔn)的前提下，每個終處理池的污水排放量達(dá)到最大化，進(jìn)一步提高了污水的排放量，進(jìn)而有效保護(hù)了水環(huán)境的質(zhì)量。

39、（2）本發(fā)明通過動水取樣能夠?qū)崟r捕捉到污水中污染物濃度的瞬時變化，靜水取樣可以獲取穩(wěn)定的水質(zhì)數(shù)據(jù)，可以精準(zhǔn)的計算出每個污水處理池對每種污染物的處理速率，使得動水取樣能夠根據(jù)與其相鄰污水處理池的污染物的處理速率，及時動態(tài)調(diào)整污水中轉(zhuǎn)池中污水流入與其相鄰的污水處理池的速率，能夠應(yīng)對突發(fā)變化，提高系統(tǒng)的適應(yīng)能力和穩(wěn)定性。

40、（3）本發(fā)明通過設(shè)定濃度閾值，保證每個終處理池的污染物濃度均低于濃度閾值，控制污水從此污水處理池流向下一個污水處理池的流量，減少流量，在保證此類污染物在污水處理池中處理較長時間，最大限度的減少此類污染物的濃度同時，也使得污水中其他種類的污染物濃度也得到了極大程度的降低，從而提高了后續(xù)污水通過終處理池排放到排放點流域中流量，在最大限度提高了污水排放量的同時，保證了排放點流域的水域環(huán)境。

41、（4）本發(fā)明通過建立水質(zhì)實時監(jiān)測控制系統(tǒng)，能夠?qū)崟r檢測各個排放點流域的水質(zhì)情況，包括各種污染物的含量，實現(xiàn)了對污染物的精準(zhǔn)監(jiān)測，為后續(xù)的污染物排放量控制提供了及時、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持，且根據(jù)實時檢測數(shù)據(jù)，制定和調(diào)整排放控制策略，能夠確保污染物的排放總量始終低于設(shè)定的日排放標(biāo)準(zhǔn)，有效防止了水污染事件的發(fā)生。

42、（5）本發(fā)明通過定期對流域內(nèi)環(huán)境承載能力進(jìn)行評估，根據(jù)流域內(nèi)環(huán)境承載能力和水資源利用情況的變化對污染物的日排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，能夠更好地適應(yīng)不同情況下的水環(huán)境保護(hù)需求，有效防止了水污染事件的發(fā)生。