本發(fā)明涉及污泥處理的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種污泥脫水調(diào)理過程的自動(dòng)控制系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
隨著城市化進(jìn)程加快和環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的日益嚴(yán)格，對(duì)于環(huán)境治理的投資力度大大加強(qiáng)，近年來國內(nèi)新建了一大批污水處理廠，污泥產(chǎn)生量逐年提高。污泥是一種成分復(fù)雜的固體廢棄物，如不妥善處理處置，會(huì)產(chǎn)生非常大的環(huán)境危害。由于含水率較高的污泥難以滿足堆肥、填埋、熱解、焚燒等后續(xù)處置要求，而且減量化不顯著，增加了運(yùn)輸成本以及難度，因此環(huán)保部辦公廳于2010年出臺(tái)的文件《關(guān)于加強(qiáng)城鎮(zhèn)污水處理廠污泥污染防治工作的通知》中已明確提出“污水處理廠以貯存(即不處理處置)為目的將污泥運(yùn)出廠界的，必須將污泥脫水至含水率50％以下?！?/p>
污泥化學(xué)調(diào)質(zhì)—壓濾脫水工藝近年來逐漸得到業(yè)內(nèi)認(rèn)可推崇，整個(gè)系統(tǒng)中包括污泥預(yù)濃縮、化學(xué)調(diào)質(zhì)、高壓壓濾、泥餅輸送等板塊，化學(xué)調(diào)質(zhì)往往還要求同時(shí)存在多個(gè)調(diào)理池從而保證減少設(shè)備閑置時(shí)間、提高日處理量。由于污泥處理規(guī)模的擴(kuò)大、工作人員對(duì)作業(yè)條件要求的提高以及對(duì)污泥處理高效率的追求，如何實(shí)現(xiàn)污泥脫水系統(tǒng)高效、穩(wěn)定、自動(dòng)化運(yùn)行成為亟待解決的問題。但是目前國內(nèi)在這方面取得的成果還少之又少。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠提高污泥脫水調(diào)理系統(tǒng)的處理效率和安全性、節(jié)約人力的一種污泥深度脫水的高效自動(dòng)控制系統(tǒng)及方法。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：
一種污泥調(diào)理系統(tǒng)，包括：調(diào)理池、進(jìn)泥模塊、調(diào)理劑投加模塊、污泥輸出模塊；調(diào)理池與進(jìn)泥模塊、調(diào)理劑投加模塊、污泥輸出模塊相連；
調(diào)理池上部設(shè)有進(jìn)泥口、調(diào)理劑投加口，下部設(shè)有與污泥輸出模塊相連的出泥口，內(nèi)部設(shè)有攪拌器，調(diào)理池包括封閉的調(diào)理池池頂；
進(jìn)泥模塊包括流量計(jì)，調(diào)理劑投加模塊包括藥劑儲(chǔ)罐及計(jì)重單元。
進(jìn)一步的，調(diào)理池池頂包括調(diào)理池頂壁和可打開蓋板；調(diào)理池頂壁上設(shè)置調(diào)理劑投加口以及攪拌器相連的攪拌電機(jī)，可打開蓋板上設(shè)有液位計(jì)；可打開蓋板面積小于或等于調(diào)理池池頂?shù)?/2。
作為優(yōu)選，攪拌器包括兩組攪拌葉片；兩組攪拌葉片分別設(shè)置在調(diào)理池1/3、2/3高度處。
作為優(yōu)選，調(diào)理池上還包括溢流口，進(jìn)泥口與溢流口在調(diào)理池側(cè)壁上相對(duì)位置設(shè)置；溢流口與污泥輸送管相連。
進(jìn)一步的，進(jìn)泥模塊還包括安裝在進(jìn)泥輸入管上的進(jìn)泥輸送泵、污泥濃度計(jì)。
本申請的污泥脫水調(diào)理系統(tǒng)中，調(diào)理劑投加模塊包括藥劑儲(chǔ)罐、計(jì)重器、輸送機(jī)，藥劑儲(chǔ)罐、計(jì)重器、輸送機(jī)及調(diào)理劑投加口配合安裝，輸送機(jī)上還連接有輸送電機(jī)。
或者，調(diào)理劑投加模塊包括藥劑儲(chǔ)罐、計(jì)量泵，藥劑儲(chǔ)罐、計(jì)量泵、調(diào)理劑投加口通過管道相連。系統(tǒng)中可包含上述兩種調(diào)理投加模塊的一種或兩種。
進(jìn)一步的，系統(tǒng)還包括控制模塊，與調(diào)理池上的液位計(jì)、進(jìn)泥模塊上的流量計(jì)和污泥濃度計(jì)、調(diào)理劑投加模塊上的計(jì)重計(jì)和/或計(jì)量泵中的一個(gè)或多個(gè)通信連接，控制進(jìn)泥模塊進(jìn)泥及調(diào)理劑投加模塊的調(diào)理劑投加。
本系統(tǒng)中，調(diào)理池為污泥調(diào)理構(gòu)筑物，其結(jié)構(gòu)為方形或圓形，池內(nèi)壁上有防腐層，池頂封閉，其功能是提供污泥調(diào)理空間；
污泥濃度計(jì)，其功能是實(shí)時(shí)檢測進(jìn)泥含水率并輸送至控制端，控制端對(duì)接收到的檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算，得到進(jìn)泥的平均含水率；
流量計(jì)，其功能是實(shí)時(shí)記錄調(diào)理池內(nèi)進(jìn)泥量并輸送至控制端；
液位計(jì)是雷達(dá)、超聲波、磁翻板等類型的液位計(jì)，其功能是實(shí)時(shí)檢測調(diào)理池內(nèi)液位高度并輸送至控制端，控制模塊對(duì)接收到的檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，決定泵閥啟閉。
調(diào)理劑投加模塊為液態(tài)或固態(tài)調(diào)理劑投加系統(tǒng)；藥劑儲(chǔ)罐出口及調(diào)理劑投加口處均設(shè)有閥門。此外，進(jìn)泥輸送泵、污泥輸出模塊的污泥輸送泵之前也設(shè)有閥門。
本發(fā)明還包括一種污泥脫水調(diào)理方法，包括以下步驟：
步驟1，通過進(jìn)泥模塊向調(diào)理池輸送污泥，并實(shí)時(shí)記錄調(diào)理池內(nèi)進(jìn)泥量、實(shí)時(shí)檢測進(jìn)泥含水率；
步驟2，通過實(shí)時(shí)記錄的進(jìn)泥含水率計(jì)算進(jìn)泥的平均含水率；并計(jì)算得到調(diào)理池中絕干泥量，設(shè)定調(diào)理劑投加量；
步驟3，定量向調(diào)理池中投加調(diào)理劑，控制調(diào)理池內(nèi)攪拌器不同攪拌速度、攪拌時(shí)間參數(shù)，使調(diào)理劑與藥劑充分混合，完成污泥調(diào)理；
步驟4，污泥調(diào)理完成后允許開啟污泥輸送泵向壓濾脫水設(shè)備等輸送污泥；調(diào)理池內(nèi)液位低于預(yù)設(shè)高度時(shí)，允許開啟進(jìn)泥輸送泵向調(diào)理池內(nèi)輸送污泥。
步驟1之前進(jìn)一步包括如下步驟：檢測系統(tǒng)運(yùn)行情況；測定污泥樣液濃度，并通過污泥濃度計(jì)檢測污泥樣液濃度，判斷兩者差值；流量計(jì)記錄調(diào)理池中進(jìn)泥量，液位計(jì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)并核算調(diào)理池中進(jìn)泥量，判斷兩者差值；當(dāng)差值均小于閾值，方可運(yùn)行系統(tǒng)；
步驟1還包括如下步驟：流量計(jì)及液位計(jì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)并核算調(diào)理池中進(jìn)泥量，當(dāng)兩者誤差不超過10％時(shí)，優(yōu)先使用液位計(jì)數(shù)據(jù)，當(dāng)兩者誤差超出5％時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)。
本自動(dòng)控制系統(tǒng)采用PLC控制技術(shù)，以電纜連接，以計(jì)算機(jī)為操作終端，可在系統(tǒng)操作界面上查看系統(tǒng)實(shí)時(shí)工況，參數(shù)可以由操作人員設(shè)置；本自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)有自動(dòng)控制及手動(dòng)控制兩種模式，自動(dòng)控制狀態(tài)下系統(tǒng)按預(yù)設(shè)參數(shù)自動(dòng)運(yùn)行，手動(dòng)控制狀態(tài)下可對(duì)各環(huán)節(jié)進(jìn)行控制、調(diào)整；
本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的方法為：控制端運(yùn)行程序，通過流量計(jì)及液位計(jì)數(shù)據(jù)(已知池底面積)統(tǒng)計(jì)并核算調(diào)理池中進(jìn)泥量，當(dāng)兩者誤差不超過百分之十時(shí)，優(yōu)先使用液位計(jì)數(shù)據(jù)，當(dāng)兩者誤差超出5％時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)，操作人員應(yīng)對(duì)流量計(jì)及液位計(jì)進(jìn)行查看、校準(zhǔn)；通過統(tǒng)計(jì)計(jì)算所得進(jìn)泥含固率及進(jìn)泥量運(yùn)算得到調(diào)理池中絕干污泥含量；預(yù)設(shè)不同進(jìn)泥含水率范圍對(duì)應(yīng)的藥劑投加比，按統(tǒng)計(jì)計(jì)算所得進(jìn)泥含固率(進(jìn)泥含固率＝1-進(jìn)泥含水率)所在進(jìn)泥含水率范圍對(duì)應(yīng)的藥劑投加比及絕干泥量(絕干泥量＝總進(jìn)泥量*進(jìn)泥含固率)計(jì)算得到調(diào)理藥劑投加量，控制調(diào)理劑投加系統(tǒng)定量向系統(tǒng)內(nèi)投加調(diào)理劑；通過預(yù)設(shè)不同攪拌速度、攪拌時(shí)間等參數(shù)控制攪拌器運(yùn)行，使調(diào)理劑與藥劑充分混合，完成污泥調(diào)理；
污泥調(diào)理完成后允許開啟污泥輸送泵向壓濾脫水設(shè)備輸送污泥；調(diào)理池內(nèi)液位低于預(yù)設(shè)高度時(shí)，允許開啟進(jìn)泥輸送泵向調(diào)理池內(nèi)輸送污泥；上述污泥調(diào)理及輸送各環(huán)節(jié)均可進(jìn)行手動(dòng)控制。
優(yōu)選的，每日工作人員用試驗(yàn)設(shè)備測定進(jìn)泥濃度并輸入控制端，程序判斷濃度計(jì)測定結(jié)果與人工試驗(yàn)后輸入結(jié)果差值小于1％后，方可繼續(xù)自動(dòng)運(yùn)行。
本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明提供的自動(dòng)控制方法以滿足實(shí)際工程應(yīng)用為目的，具有全系統(tǒng)一鍵式操作、各環(huán)節(jié)有手動(dòng)及自動(dòng)兩檔可選、具體參數(shù)可隨時(shí)調(diào)整等鮮明優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)本發(fā)明的系統(tǒng)控制，藥劑可按最適投加量投加，出泥效果好且不會(huì)浪費(fèi)藥劑，處理得到的脫水污泥呈固化塊狀，無滲濾液，無明顯臭味，利于填埋、焚燒、土地利用等進(jìn)一步處置，本發(fā)明能夠提高污泥脫水系統(tǒng)的處理效率、實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)設(shè)備的高效穩(wěn)定運(yùn)行、降低故障率、提高安全性、大大節(jié)約了人力物力。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的調(diào)理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
圖1中包括：1調(diào)理池、2流量計(jì)、3污泥濃度計(jì)、4液位計(jì)、5計(jì)重器、6輸送機(jī)、7計(jì)量泵、8攪拌器、9藥劑儲(chǔ)罐、10進(jìn)泥輸送泵、11污泥輸送泵、12攪拌葉片、13可打開蓋板。
具體實(shí)施方式
為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解，下面結(jié)合實(shí)施例與附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
如圖1所示的污泥調(diào)理系統(tǒng)，包括調(diào)理池1、進(jìn)泥模塊、調(diào)理劑投加模塊、污泥輸出模塊、控制模塊；調(diào)理池1與進(jìn)泥模塊、調(diào)理劑投加模塊、污泥輸出模塊相連；調(diào)理池1上部設(shè)有進(jìn)泥口、調(diào)理劑投加口，下部設(shè)有出泥口，內(nèi)部設(shè)有攪拌器8，調(diào)理池1包括封閉的調(diào)理池池頂；
進(jìn)泥模塊包括流量計(jì)2，調(diào)理劑投加模塊包括藥劑儲(chǔ)罐9及計(jì)重單元。
調(diào)理池1為污泥調(diào)理構(gòu)筑物，其結(jié)構(gòu)為方形或圓形，池內(nèi)壁上有防腐層，池頂封閉，其功能是提供污泥調(diào)理空間；調(diào)理池池頂包括調(diào)理池頂壁和可打開蓋板13；調(diào)理池頂壁上設(shè)置調(diào)理劑投加口以及攪拌器8相連的攪拌電機(jī)，可打開蓋板13上設(shè)有液位計(jì)4(超聲波液位計(jì))；可打開蓋板13面積小于或等于調(diào)理池池頂?shù)?/2。
攪拌器8包括兩組攪拌葉片12；兩組攪拌葉片12分別設(shè)置在調(diào)理池1的1/3、2/3高度處。
調(diào)理池1上還包括溢流口，進(jìn)泥口與溢流口在調(diào)理池側(cè)壁上相對(duì)位置設(shè)置；溢流口與污泥輸送管相連。
進(jìn)泥模塊還包括安裝在進(jìn)泥輸入管上的進(jìn)泥輸送泵10、污泥濃度計(jì)3。
調(diào)理劑投加模塊包括：固體藥劑儲(chǔ)罐、計(jì)重器5、輸送機(jī)6，固體藥劑儲(chǔ)罐、計(jì)重器5、輸送機(jī)6及調(diào)理劑投加口配合安裝，輸送機(jī)6上還連接有輸送電機(jī)；液體藥劑儲(chǔ)罐、計(jì)量泵7，液體藥劑儲(chǔ)罐、計(jì)量泵7、調(diào)理劑投加口通過管道相連。
控制模塊與液位計(jì)4、流量計(jì)2、污泥濃度計(jì)3、計(jì)重計(jì)、計(jì)量泵7通信連接，控制進(jìn)泥模塊進(jìn)泥及調(diào)理劑投加模塊的調(diào)理劑投加。控制模塊對(duì)接收到的檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，決定泵閥啟閉。
藥劑儲(chǔ)罐9出口及調(diào)理劑投加口處均設(shè)有閥門。此外，進(jìn)泥輸送泵10、污泥輸出模塊的污泥輸送泵11之前也設(shè)有閥門。
進(jìn)泥輸送泵10向調(diào)理池1內(nèi)泵送污泥，流量計(jì)2統(tǒng)計(jì)調(diào)理池1內(nèi)進(jìn)泥量為50m3，池底面積16㎡，液位計(jì)4測得池內(nèi)液位高度為3.12m，則液位計(jì)4數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算得調(diào)理池內(nèi)進(jìn)泥量為49.92m3，兩進(jìn)泥量對(duì)比分析，誤差小于5％，以49.92m3為進(jìn)泥量帶入后續(xù)計(jì)算；污泥濃度計(jì)3測得進(jìn)泥濃度的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)經(jīng)過控制端統(tǒng)計(jì)計(jì)算結(jié)果為3.24％，則調(diào)理池內(nèi)絕干污泥量為1.617t；系統(tǒng)預(yù)設(shè)含固率為3-4％時(shí)向調(diào)理池內(nèi)投加兩種調(diào)理藥劑A和B，A、B分別存放于2個(gè)藥劑儲(chǔ)罐9中，A、B兩種藥劑投加比為調(diào)理劑A占絕干泥量的5％，調(diào)理劑B占絕干泥量的10％，則調(diào)理劑A的投加量為80.85kg，調(diào)理劑B的投加量為161.7kg，控制端向調(diào)理劑投加設(shè)備發(fā)送信號(hào)，計(jì)量投加調(diào)理劑A和B，預(yù)設(shè)調(diào)理劑A投加速度為10kg/min，則調(diào)理劑A由藥劑儲(chǔ)罐9中經(jīng)計(jì)重器計(jì)量后由輸送機(jī)6輸送至調(diào)理池1中，投加時(shí)間為8.085min，調(diào)理劑A投加結(jié)束后等待10min后投加調(diào)理劑B，預(yù)設(shè)調(diào)理劑B投加速度為20kg/min，則調(diào)理劑B由藥劑儲(chǔ)罐9中經(jīng)計(jì)量泵7輸送至調(diào)理池1中，投加時(shí)間為8.085min，調(diào)理劑B投加結(jié)束后等待20min后即可達(dá)到調(diào)理完全；預(yù)設(shè)液位計(jì)4測得調(diào)理池1內(nèi)液位超出0.2m時(shí)開啟攪拌機(jī)8，投加調(diào)理劑期間攪拌機(jī)以160rpm轉(zhuǎn)速運(yùn)行，調(diào)理劑B投加結(jié)束20min后攪拌機(jī)以30rpm轉(zhuǎn)速運(yùn)行。調(diào)理完成后開啟污泥輸送泵11向污泥脫水設(shè)備內(nèi)輸送污泥。
以上的實(shí)施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。