一种基于污水处理监测的可调式控制方法及系统

摘要

本发明涉及污水监测调控技术领域，尤其涉及一种基于污水处理监测的可调式控制方法及系统，包括：收集单次降水的降水量以形成降水量信息，并收集该次降水的酸碱度以形成酸碱度信息；根据降水量信息确定污水处理系统的超额承载量；利用超额承载量确定降水处理方式；根据降水处理方式以及酸碱度信息确定对应的延时处理量，并根据延时处理量调节暂存污水量；根据酸碱度信息以及暂存污水量确定污水暂存方式，并根据暂存方式对污水暂存池以预设分配方式进行调节；本发明利用对降水信息的收集，在有效降低了因降水导致污水处理中的脱氮除磷效率降低的问题的同时，有效提升了污水处理系统的鲁棒性。

权利要求

1.一种基于污水处理监测的可调式控制方法，其特征在于，包括：步骤S1，收集单次降水的降水量以形成降水量信息，并收集该次降水的酸碱度以形成酸碱度信息；

步骤S2，根据所述降水量信息确定污水处理系统的超额承载量；

步骤S3，利用所述超额承载量确定降水处理方式；

步骤S4，根据所述降水处理方式以及所述酸碱度信息确定超额承载量对应的污水进入或不进入污水暂存池；

步骤S5，根据所述酸碱度信息以及所述超额承载量对应的污水进入或不进入污水暂存池确定污水暂存方式，并根据暂存方式对污水暂存池以预设分配方式进行调节；

其中，所述超额承载量为超出所述污水处理系统的承载量阈值的污水量，所述污水暂存方式为将超额承载量在污水处理系统中进行存储；

其中，所述预设分配方式为根据所述污水暂存池的类别和容量确定污水暂存的位置；

其中，在所述步骤S2中，所述污水处理系统包括管道单元以及处理单元；

其中，进入所述管道单元的降水为第一类承载量，进入所述处理单元的降水为第二类承载量；

其中，对于所述单次降水，所述第一类承载量、所述第二类承载量以及常时处理量组成降水污水量，所述处理单元的所述承载量阈值与降水污水量的差值与所述超额承载量的值相等；

其中，所述第一类承载量与所述管道单元的干管管径成正相关；所述第二类承载量与所述处理单元的占地面积成正相关，且第二类承载量直接进入污水处理厂，其为露天设备受降水影响的承载量；所述常时处理量为所述处理单元的在所述单次降水持续时长对应的平均污水处理量；

在所述步骤S3中，所述降水处理方式分为分流处理以及截断处理，对于所述单次降水，若所述第二类承载量与所述常时处理量的和小于所述承载量阈值，所述降水处理方式采用所述分流处理；

若所述第二类承载量与所述常时处理量的和大于等于所述承载量阈值，所述降水处理方式采用所述截断处理；

其中，所述分流处理为将所述管道单元与所述处理单元连接，并利用处理单元对所述第一类承载量对应的降水进行处理；

所述截断处理为将所述管道单元与所述处理单元相互隔离；

在所述步骤S4中，所述污水处理系统末端向预设河流排放，对于单次降水，若所述单次降水的酸碱度处于预设河流的酸碱度的容许范围内，所述超额承载量对应的污水不进入所述污水暂存池；

若所述单次降水的超出所述预设河流的酸碱度的容许范围，所述超额承载量对应的污水进入所述污水暂存池；

其中，所述容许范围与所述预设河流的流量有关；

在所述步骤S5中，对于单次降水，若其对应的所述超额承载量的污水进入所述污水暂存池，根据降水处理方式确定污水暂存方式，其中，若所述单次降水的降水处理方式为所述截断处理，所述污水暂存池以满负荷暂存方式进行存储；

若所述单次降水的降水处理方式为所述分流处理，所述污水暂存池以常规暂存方式进行存储；

在所述步骤S5中，所述污水暂存池分为路径暂存池以及末端暂存池；

其中，对于所述满负荷暂存方式，所述路径暂存池以及所述末端暂存池均打开以承载所述超额承载量；

对于所述常规暂存方式，所述路径暂存池打开且所述末端暂存池关闭，并在路径暂存池蓄满污水时，打开所述末端暂存池，以承载所述超额承载量。

2.根据权利要求1所述的基于污水处理监测的可调式控制方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述降水量信息以及所述酸碱度信息的取样位置均为所述处理单元内的所述管道单元末端。

3.一种利用权利要求1‑2任一项权利要求所述方法的基于污水处理监测的可调式控制系统，其特征在于，包括：采集模块，其设置在污水管道末端，用以采集降水的水量和酸碱度；

暂存模块，其与所述污水管道相连，用以存储因降水产生的过量污水；

开闭模块，其与所述暂存模块相连，用以控制暂存模块的开关状态；

控制模块，其与所述采集模块以及所述开闭模块相连，用以根据采集模块收集到的降水信息控制开闭模块的开关状态。

4.根据权利要求3所述的基于污水处理监测的可调式控制系统，其特征在于，所述暂存模块包括：路径暂存单元，其设置在所述污水管道的路径上，用以暂存污水管道中的所述过量污水；

末端暂存单元，其设置在所述污水管道的末端，且设置在污水处理厂内，用以暂存处理前的过量污水。

5.根据权利要求4所述的基于污水处理监测的可调式控制系统，其特征在于，所述采集模块还对常时污水水量进行采集，其中，常时污水水量为单个降水周期的开始时刻至结束时刻对应的污水水量；

在采集所述常时污水水量时，所述采集模块连续工作，并形成对应的采集曲线。

说明书

一种基于污水处理监测的可调式控制方法及系统

技术领域

[0001] 本发明涉及污水监测调控技术领域，尤其涉及一种基于污水处理监测的可调式控制方法及系统。

背景技术

[0002] 污水处理作为城市运行的重要组成部分，对于下游城市和环境有着至关重要的作用，而降水作为能够影响污水成分的重要影响因素，在处理时不常被关注，进而导致污水的处理出现异常。

[0003] 中国专利授权公告号：CN109976187B公开了一种基于污水生化处理优化与精细曝气的污水管理平台，包括数据接收模块、数据库、预测模块、模型建立模块、模型参数设定模块、模型校正模块、工艺模型库、预案模拟模块、决策模块以及控制模块。数据接收模块用于接收各个污水处理厂上传的参数信息，数据库用于存储参数信息；预测模块用于对污水的各个状态参数的变化趋势进行预测；工艺模型库存储有各个污水处理厂的工艺模型；预案模拟模块用于对污水处理厂在外部干扰的作用下的情况进行预案模拟并生成控制方案模型。该发明提供的基于污水生化处理优化与精细曝气的污水管理平台，能够优化工艺参数，实现污水处理工艺的精细化管理，降低处理工艺的功耗。

[0004] 但是，上述方法存在以下问题：无法解决因降水导致的污水处理失衡问题。

发明内容

[0005] 为此，本发明提供一种基于污水处理监测的可调式控制方法及系统，用以克服现有技术中无法解决因降水导致的污水处理失衡，从而导致污水处理系统鲁棒性下降的问题。

[0006] 一方面，本发明提供一种基于污水处理监测的可调式控制方法，包括：

[0007] 步骤S1，收集单次降水的降水量以形成降水量信息，并收集该次降水的酸碱度以形成酸碱度信息；

[0008] 步骤S2，根据所述降水量信息确定污水处理系统的超额承载量；

[0009] 步骤S3，利用所述超额承载量确定降水处理方式；

[0010] 步骤S4，根据所述降水处理方式以及所述酸碱度信息确定对应的延时处理量，并根据所述延时处理量调节暂存污水量；

[0011] 步骤S5，根据所述酸碱度信息以及所述暂存污水量确定污水暂存方式，并根据暂存方式对污水暂存池以预设分配方式进行调节；

[0012] 其中，所述超额承载量为超出所述污水处理系统的承载量阈值的污水量，所述污水暂存方式为将超额承载量在污水处理系统中进行存储；

[0013] 其中，所述预设分配方式为根据所述污水暂存池的类别和容量确定污水暂存的位置。

[0014] 进一步地，在所述步骤S2中，所述污水处理系统包括管道单元以及处理单元；

[0015] 其中，进入所述管道单元的所述降水为第一类承载量，进入所述处理单元的降水产生的降水第二类承载量；

[0016] 其中，对于所述单次降水，所述第一类承载量、所述第二类承载量以及常时处理量组成降水污水量，所述处理单元的所述承载量阈值与降水污水量的差值与所述超额承载量的值相等；

[0017] 其中，所述第一承载量与所述管道单元的干管管径成正相关；所述第二承载量与所述处理单元的占地面积成正相关；所述常时处理量为所述处理单元的在所述单次降水持续时长对应的平均污水处理量。

[0018] 进一步地，在所述步骤S3中，所述降水处理方式分为分流处理以及截断处理，对于所述单次降水，

[0019] 若所述第二类承载量与所述常时处理量的和小于所述承载量阈值，所述降水处理方式采用所述分流处理；

[0020] 若所述第二类承载量与所述常时处理量的和大于等于所述承载量阈值，所述降水处理方式采用所述截断处理；

[0021] 其中，所述分流处理为将所述管道单元与所述处理单元连接，并利用处理单元对所述第一类承载量对应的降水进行处理；

[0022] 所述截断处理为将所述管道单元与所述处理单元相互隔离。

[0023] 进一步地，在所述步骤S4中，所述污水处理系统末端向预设河流排放，对于单次降水，

[0024] 若所述单次降水的酸碱度处于预设河流的酸碱度的容许范围内，所述超额承载量对应的污水不进入所述污水暂存池；

[0025] 若所述单次降水的超出所述预设河流的酸碱度的容许范围，所述超额承载量对应的污水进入所述污水暂存池；

[0026] 其中，所述容许范围与所述预设河流的流量有关。

[0027] 进一步地，在所述步骤S5中，对于单次降水，若其对应的所述超额承载量的污水进入所述污水暂存池，根据降水处理方式确定污水暂存方式，其中，

[0028] 若所述单次降水的降水处理方式为所述截断处理，所述污水暂存池以满负荷暂存方式进行存储；

[0029] 若所述单次降水的降水处理方式为所述分流处理，所述污水暂存池以常规暂存方式进行存储。

[0030] 进一步地，在所述步骤S5中，所述污水暂存池分为路径暂存池以及末端暂存池；

[0031] 其中，对于所述满负荷暂存方式，所述路径暂存池以及所述末端暂存池均打开以承载所述超额承载量；

[0032] 对于所述常规暂存方式，所述路径暂存池打开且所述末端暂存池关闭，并在路径暂存池蓄满污水时，打开所述末端暂存池，以承载所述超额承载量。

[0033] 进一步地，在所述步骤S1中，所述降水量信息以及所述酸碱度信息的取样位置均为所述处理单元内的所述管道单元末端。

[0034] 另一方面，本发明提供一种基于污水处理监测的可调式控制系统，包括：

[0035] 采集模块，其设置在污水管道末端，用以采集降水的水量和酸碱度；

[0036] 暂存模块，其与所述污水管道相连，用以存储因降水产生的过量污水；

[0037] 开闭模块，其与所述暂存模块相连，用以控制暂存模块的开关状态；

[0038] 控制模块，其与所述采集模块以及所述开闭模块相连，用以根据采集模块收集到的降水信息控制开闭模块的开关状态。

[0039] 进一步地，所述暂存模块包括：

[0040] 路径暂存单元，其设置在所述污水管道的路径上，用以暂存污水管道中的所述过量污水；

[0041] 末端暂存单元，其设置在所述污水管道的末端，且设置在污水处理厂内，用以暂存处理前的过量污水。

[0042] 进一步地，所述采集模块还对常时污水水量进行采集，其中，常时污水水量为单个降水周期的开始时刻至结束时刻对应的污水水量；

[0043] 在采集所述常时污水水量时，所述采集模块连续工作，并形成对应的采集曲线。

[0044] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于，利用对降水信息的收集，以酸碱度为指标将降水与污水处理相结合，在有效降低了因降水导致污水处理中的脱氮除磷效率降低的问题的同时，避免了因降水过多导致污水处理厂负载超标，进而影响出水水质，从而有效提升了污水处理系统的鲁棒性。

[0045] 进一步地，利用将降水分类的方式，将落入露天污水处理设施的降水进行单独计算，在有效提升了对污水处理系统性能预估的前瞻性的同时，进一步提升了污水处理系统的鲁棒性。

[0046] 进一步地，通过对降水量进行分类并按分类进行处理的方式，在有效提升了资源利用率的同时，避免了因降水量过大导致的二次污染问题，从而进一步提升了污水处理系统的鲁棒性。

[0047] 进一步地，通过设置采集模块、暂存模块、开闭模块以及控制模块的方式，对在降水过程中的污水处理系统进行调节，在有效降低了污水处理二次污染可能性的同时，进一步提升了污水处理系统的鲁棒性。

[0048] 进一步地，通过设置路径暂存单元以及末端暂存单元的方式，对因降水导致的污水量异常提升进行缓冲，在有效提升了污水处理可靠性的同时，进一步提升了污水处理系统的鲁棒性。

附图说明

[0049] 图1为本发明基于污水处理监测的可调式控制方法的流程图；

[0050] 图2为本发明基于污水处理监测的可调式控制系统的结构示意图。

具体实施方式

[0051] 为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

[0052] 下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

[0053] 需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0054] 此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0055] 请参阅图1所示，其为本发明基于污水处理监测的可调式控制方法的流程图，其特征在于，包括：

[0056] 步骤S1，收集单次降水的降水量以形成降水量信息，并收集该次降水的酸碱度以形成酸碱度信息；

[0057] 步骤S2，根据降水量信息确定污水处理系统的超额承载量；

[0058] 步骤S3，利用超额承载量确定降水处理方式；

[0059] 步骤S4，根据降水处理方式以及酸碱度信息确定对应的延时处理量，并根据延时处理量调节暂存污水量；

[0060] 步骤S5，根据酸碱度信息以及暂存污水量确定污水暂存方式，并根据暂存方式对污水暂存池以预设分配方式进行调节；

[0061] 其中，超额承载量为超出污水处理系统的承载量阈值的污水量，污水暂存方式为将超额承载量在污水处理系统中进行存储；

[0062] 其中，预设分配方式为根据污水暂存池的类别和容量确定污水暂存的位置。

[0063] 本发明利用对降水信息的收集，以酸碱度为指标将降水与污水处理相结合，在有效降低了因降水导致污水处理中的脱氮除磷效率降低的问题的同时，避免了因降水过多导致污水处理厂负载超标，进而影响出水水质，从而有效提升了污水处理系统的鲁棒性。

[0064] 其中，降水量以mm计算，流量以m³/h计算。

[0065] 具体而言，在步骤S2中，污水处理系统包括管道单元以及处理单元；

[0066] 其中，进入管道单元的降水为第一类承载量，进入处理单元的降水产生的降水第二类承载量；

[0067] 其中，对于单次降水，第一类承载量、第二类承载量以及常时处理量组成降水污水量，处理单元的承载量阈值与降水污水量的差值与超额承载量的值相等；

[0068] 其中，第一承载量与管道单元的干管管径成正相关；第二承载量与处理单元的占地面积成正相关；常时处理量为处理单元的在单次降水持续时长对应的平均污水处理量。

[0069] 利用将降水分类的方式，将落入露天污水处理设施的降水进行单独计算，在有效提升了对污水处理系统性能预估的前瞻性的同时，进一步提升了污水处理系统的鲁棒性。

[0070] 在实施中，以每日能够处理50000m³的污水厂为例，单次降水时长为24h：

[0071] 在夏季时，每日需处理35000m³污水：

[0072] 若单次降水时长的第一承载量为20000m³，第二承载量为4000m³，其与每日需处理量35000m³的和为59000m³，则9000m³即为超额承载量；

[0073] 在春季时，每日需处理42000m³污水，

[0074] 若单次降水时长的第一承载量为20000m³，第二承载量为4000m³，其与每日需处理量42000m³的和为68000m³，则18000m³即为超额承载量；

[0075] 在冬季时，每日需处理48000m³污水，

[0076] 若单次降水时长的第一承载量为12000m³，第二承载量为2000m³，其与每日需处理量48000m³的和为62000m³，则12000m³即为超额承载量。

[0077] 具体而言，在步骤S3中，降水处理方式分为分流处理以及截断处理，对于单次降水，

[0078] 若第二类承载量与常时处理量的和小于承载量阈值，降水处理方式采用分流处理；

[0079] 若第二类承载量与常时处理量的和大于等于承载量阈值，降水处理方式采用截断处理；

[0080] 其中，分流处理为将管道单元与处理单元连接，并利用处理单元对第一类承载量对应的降水进行处理；

[0081] 截断处理为将管道单元与处理单元相互隔离。

[0082] 可以理解的是，承载量阈值与污水处理厂的最大日处理量有关。

[0083] 可以理解的是，第二类承载量直接进入污水处理厂，其为露天设备受降水影响的承载量，在处理时，该负载无法避免，故对第一类承载量进行调控是对污水处理系统的有效控制手段。

[0084] 具体而言，在步骤S4中，污水处理系统末端向预设河流排放，对于单次降水，[0085] 若单次降水的酸碱度处于预设河流的酸碱度的容许范围内，超额承载量对应的污水不进入污水暂存池；

[0086] 若单次降水的超出预设河流的酸碱度的容许范围，超额承载量对应的污水进入污水暂存池；

[0087] 其中，容许范围与预设河流的流量有关。

[0088] 在实施中，以每日处理50000m³污水为例，其每日排放污水为35000m³，

[0089] 若其对应排出河流的年平均流量为1000m³/s，容许范围可以取值为±3；

[0090] 若其对应排出河流的年平均流量为500m³/s，容许范围可以取值为±1；

[0091] 若其对应排出河流的年平均流量为1500m³/s，容许范围可以取任意值，符合排放标准即可。

[0092] 可以理解的是，河流的年平均流量与环境承载力有关。

[0093] 具体而言，在步骤S5中，对于单次降水，若其对应的超额承载量的污水进入污水暂存池，根据降水处理方式确定污水暂存方式，其中，

[0094] 若单次降水的降水处理方式为截断处理，污水暂存池以满负荷暂存方式进行存储；

[0095] 若单次降水的降水处理方式为分流处理，污水暂存池以常规暂存方式进行存储。

[0096] 通过对降水量进行分类并按分类进行处理的方式，在有效提升了资源利用率的同时，避免了因降水量过大导致的二次污染问题，从而进一步提升了污水处理系统的鲁棒性。

[0097] 具体而言，在步骤S5中，污水暂存池分为路径暂存池以及末端暂存池；

[0098] 其中，对于满负荷暂存方式，路径暂存池以及末端暂存池均打开以承载超额承载量；

[0099] 对于常规暂存方式，路径暂存池打开且末端暂存池关闭，并在路径暂存池蓄满污水时，打开末端暂存池，以承载超额承载量。

[0100] 具体而言，在步骤S1中，降水量信息以及酸碱度信息的取样位置均为处理单元内的管道单元末端。

[0101] 请参阅图2所示，其为本发明基于污水处理监测的可调式控制系统的结构示意图，包括：

[0102] 采集模块，其设置在污水管道末端，用以采集降水的水量和酸碱度；

[0103] 暂存模块，其与污水管道相连，用以存储因降水产生的过量污水；

[0104] 开闭模块，其与暂存模块相连，用以控制暂存模块的开关状态；

[0105] 控制模块，其与采集模块以及开闭模块相连，用以根据采集模块收集到的降水信息控制开闭模块的开关状态。

[0106] 通过设置采集模块、暂存模块、开闭模块以及控制模块的方式，对在降水过程中的污水处理系统进行调节，在有效降低了污水处理二次污染可能性的同时，进一步提升了污水处理系统的鲁棒性。

[0107] 具体而言，暂存模块包括：

[0108] 路径暂存单元，其设置在污水管道的路径上，用以暂存污水管道中的过量污水；

[0109] 末端暂存单元，其设置在污水管道的末端，且设置在污水处理厂内，用以暂存处理前的过量污水。

[0110] 通过设置路径暂存单元以及末端暂存单元的方式，对因降水导致的污水量异常提升进行缓冲，在有效提升了污水处理可靠性的同时，进一步提升了污水处理系统的鲁棒性。

[0111] 可以理解的是，暂存单元为水池，其能够触须一定量的降水；

[0112] 路径暂存单元在储存时，会产生蒸发和下渗，其在存储一定时长后，应排入污水管道中，以免污染附近环境。

[0113] 具体而言，采集模块还对常时污水水量进行采集，其中，常时污水水量为单个降水周期的开始时刻至结束时刻对应的污水水量；

[0114] 在采集常时污水水量时，采集模块连续工作，并形成对应的采集曲线。

[0115] 可以立即的是，采集模块可以提供平均污水处理量的数据。

[0116] 至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

[0117] 以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。