一種汙泥脫水調理系統及方法與流程
2023-10-27 21:43:32 1
本發明涉及汙泥處理的技術領域，特別涉及一種汙泥脫水調理過程的自動控制系統及方法。
背景技術：
隨著城市化進程加快和環境標準的日益嚴格，對於環境治理的投資力度大大加強，近年來國內新建了一大批汙水處理廠，汙泥產生量逐年提高。汙泥是一種成分複雜的固體廢棄物，如不妥善處理處置，會產生非常大的環境危害。由於含水率較高的汙泥難以滿足堆肥、填埋、熱解、焚燒等後續處置要求，而且減量化不顯著，增加了運輸成本以及難度，因此環保部辦公廳於2010年出臺的文件《關於加強城鎮汙水處理廠汙泥汙染防治工作的通知》中已明確提出「汙水處理廠以貯存(即不處理處置)為目的將汙泥運出廠界的，必須將汙泥脫水至含水率50％以下。」
汙泥化學調質—壓濾脫水工藝近年來逐漸得到業內認可推崇，整個系統中包括汙泥預濃縮、化學調質、高壓壓濾、泥餅輸送等板塊，化學調質往往還要求同時存在多個調理池從而保證減少設備閒置時間、提高日處理量。由於汙泥處理規模的擴大、工作人員對作業條件要求的提高以及對汙泥處理高效率的追求，如何實現汙泥脫水系統高效、穩定、自動化運行成為亟待解決的問題。但是目前國內在這方面取得的成果還少之又少。
技術實現要素：
針對上述技術問題，本發明的目的在於提供一種能夠提高汙泥脫水調理系統的處理效率和安全性、節約人力的一種汙泥深度脫水的高效自動控制系統及方法。
本發明的技術解決方案是：
一種汙泥調理系統，包括：調理池、進泥模塊、調理劑投加模塊、汙泥輸出模塊；調理池與進泥模塊、調理劑投加模塊、汙泥輸出模塊相連；
調理池上部設有進泥口、調理劑投加口，下部設有與汙泥輸出模塊相連的出泥口，內部設有攪拌器，調理池包括封閉的調理池池頂；
進泥模塊包括流量計，調理劑投加模塊包括藥劑儲罐及計重單元。
進一步的，調理池池頂包括調理池頂壁和可打開蓋板；調理池頂壁上設置調理劑投加口以及攪拌器相連的攪拌電機，可打開蓋板上設有液位計；可打開蓋板面積小於或等於調理池池頂的1/2。
作為優選，攪拌器包括兩組攪拌葉片；兩組攪拌葉片分別設置在調理池1/3、2/3高度處。
作為優選，調理池上還包括溢流口，進泥口與溢流口在調理池側壁上相對位置設置；溢流口與汙泥輸送管相連。
進一步的，進泥模塊還包括安裝在進泥輸入管上的進泥輸送泵、汙泥濃度計。
本申請的汙泥脫水調理系統中，調理劑投加模塊包括藥劑儲罐、計重器、輸送機，藥劑儲罐、計重器、輸送機及調理劑投加口配合安裝，輸送機上還連接有輸送電機。
或者，調理劑投加模塊包括藥劑儲罐、計量泵，藥劑儲罐、計量泵、調理劑投加口通過管道相連。系統中可包含上述兩種調理投加模塊的一種或兩種。
進一步的，系統還包括控制模塊，與調理池上的液位計、進泥模塊上的流量計和汙泥濃度計、調理劑投加模塊上的計重計和/或計量泵中的一個或多個通信連接，控制進泥模塊進泥及調理劑投加模塊的調理劑投加。
本系統中，調理池為汙泥調理構築物，其結構為方形或圓形，池內壁上有防腐層，池頂封閉，其功能是提供汙泥調理空間；
汙泥濃度計，其功能是實時檢測進泥含水率並輸送至控制端，控制端對接收到的檢測數據進行統計計算，得到進泥的平均含水率；
流量計，其功能是實時記錄調理池內進泥量並輸送至控制端；
液位計是雷達、超聲波、磁翻板等類型的液位計，其功能是實時檢測調理池內液位高度並輸送至控制端，控制模塊對接收到的檢測數據進行處理，決定泵閥啟閉。
調理劑投加模塊為液態或固態調理劑投加系統；藥劑儲罐出口及調理劑投加口處均設有閥門。此外，進泥輸送泵、汙泥輸出模塊的汙泥輸送泵之前也設有閥門。
本發明還包括一種汙泥脫水調理方法，包括以下步驟：
步驟1，通過進泥模塊向調理池輸送汙泥，並實時記錄調理池內進泥量、實時檢測進泥含水率；
步驟2，通過實時記錄的進泥含水率計算進泥的平均含水率；並計算得到調理池中絕幹泥量，設定調理劑投加量；
步驟3，定量向調理池中投加調理劑，控制調理池內攪拌器不同攪拌速度、攪拌時間參數，使調理劑與藥劑充分混合，完成汙泥調理；
步驟4，汙泥調理完成後允許開啟汙泥輸送泵向壓濾脫水設備等輸送汙泥；調理池內液位低於預設高度時，允許開啟進泥輸送泵向調理池內輸送汙泥。
步驟1之前進一步包括如下步驟：檢測系統運行情況；測定汙泥樣液濃度，並通過汙泥濃度計檢測汙泥樣液濃度，判斷兩者差值；流量計記錄調理池中進泥量，液位計數據統計並核算調理池中進泥量，判斷兩者差值；當差值均小於閾值，方可運行系統；
步驟1還包括如下步驟：流量計及液位計數據統計並核算調理池中進泥量，當兩者誤差不超過10％時，優先使用液位計數據，當兩者誤差超出5％時，系統發出警報。
本自動控制系統採用PLC控制技術，以電纜連接，以計算機為操作終端，可在系統操作界面上查看系統實時工況，參數可以由操作人員設置；本自動控制系統設有自動控制及手動控制兩種模式，自動控制狀態下系統按預設參數自動運行，手動控制狀態下可對各環節進行控制、調整；
本系統實現自動控制的方法為：控制端運行程序，通過流量計及液位計數據(已知池底面積)統計並核算調理池中進泥量，當兩者誤差不超過百分之十時，優先使用液位計數據，當兩者誤差超出5％時，系統自動發出警報，操作人員應對流量計及液位計進行查看、校準；通過統計計算所得進泥含固率及進泥量運算得到調理池中絕幹汙泥含量；預設不同進泥含水率範圍對應的藥劑投加比，按統計計算所得進泥含固率(進泥含固率＝1-進泥含水率)所在進泥含水率範圍對應的藥劑投加比及絕幹泥量(絕幹泥量＝總進泥量*進泥含固率)計算得到調理藥劑投加量，控制調理劑投加系統定量向系統內投加調理劑；通過預設不同攪拌速度、攪拌時間等參數控制攪拌器運行，使調理劑與藥劑充分混合，完成汙泥調理；
汙泥調理完成後允許開啟汙泥輸送泵向壓濾脫水設備輸送汙泥；調理池內液位低於預設高度時，允許開啟進泥輸送泵向調理池內輸送汙泥；上述汙泥調理及輸送各環節均可進行手動控制。
優選的，每日工作人員用試驗設備測定進泥濃度並輸入控制端，程序判斷濃度計測定結果與人工試驗後輸入結果差值小於1％後，方可繼續自動運行。
本發明具有以下有益效果：本發明提供的自動控制方法以滿足實際工程應用為目的，具有全系統一鍵式操作、各環節有手動及自動兩檔可選、具體參數可隨時調整等鮮明優點。經本發明的系統控制，藥劑可按最適投加量投加，出泥效果好且不會浪費藥劑，處理得到的脫水汙泥呈固化塊狀，無滲濾液，無明顯臭味，利於填埋、焚燒、土地利用等進一步處置，本發明能夠提高汙泥脫水系統的處理效率、實現各環節設備的高效穩定運行、降低故障率、提高安全性、大大節約了人力物力。
附圖說明
圖1為本發明的調理系統結構圖。
圖1中包括：1調理池、2流量計、3汙泥濃度計、4液位計、5計重器、6輸送機、7計量泵、8攪拌器、9藥劑儲罐、10進泥輸送泵、11汙泥輸送泵、12攪拌葉片、13可打開蓋板。
具體實施方式
為了便於本領域技術人員的理解，下面結合實施例與附圖對本發明作進一步的說明。
如圖1所示的汙泥調理系統，包括調理池1、進泥模塊、調理劑投加模塊、汙泥輸出模塊、控制模塊；調理池1與進泥模塊、調理劑投加模塊、汙泥輸出模塊相連；調理池1上部設有進泥口、調理劑投加口，下部設有出泥口，內部設有攪拌器8，調理池1包括封閉的調理池池頂；
進泥模塊包括流量計2，調理劑投加模塊包括藥劑儲罐9及計重單元。
調理池1為汙泥調理構築物，其結構為方形或圓形，池內壁上有防腐層，池頂封閉，其功能是提供汙泥調理空間；調理池池頂包括調理池頂壁和可打開蓋板13；調理池頂壁上設置調理劑投加口以及攪拌器8相連的攪拌電機，可打開蓋板13上設有液位計4(超聲波液位計)；可打開蓋板13面積小於或等於調理池池頂的1/2。
攪拌器8包括兩組攪拌葉片12；兩組攪拌葉片12分別設置在調理池1的1/3、2/3高度處。
調理池1上還包括溢流口，進泥口與溢流口在調理池側壁上相對位置設置；溢流口與汙泥輸送管相連。
進泥模塊還包括安裝在進泥輸入管上的進泥輸送泵10、汙泥濃度計3。
調理劑投加模塊包括：固體藥劑儲罐、計重器5、輸送機6，固體藥劑儲罐、計重器5、輸送機6及調理劑投加口配合安裝，輸送機6上還連接有輸送電機；液體藥劑儲罐、計量泵7，液體藥劑儲罐、計量泵7、調理劑投加口通過管道相連。
控制模塊與液位計4、流量計2、汙泥濃度計3、計重計、計量泵7通信連接，控制進泥模塊進泥及調理劑投加模塊的調理劑投加。控制模塊對接收到的檢測數據進行處理，決定泵閥啟閉。
藥劑儲罐9出口及調理劑投加口處均設有閥門。此外，進泥輸送泵10、汙泥輸出模塊的汙泥輸送泵11之前也設有閥門。
進泥輸送泵10向調理池1內泵送汙泥，流量計2統計調理池1內進泥量為50m3，池底面積16㎡，液位計4測得池內液位高度為3.12m，則液位計4數據統計計算得調理池內進泥量為49.92m3，兩進泥量對比分析，誤差小於5％，以49.92m3為進泥量帶入後續計算；汙泥濃度計3測得進泥濃度的實時數據經過控制端統計計算結果為3.24％，則調理池內絕幹汙泥量為1.617t；系統預設含固率為3-4％時向調理池內投加兩種調理藥劑A和B，A、B分別存放於2個藥劑儲罐9中，A、B兩種藥劑投加比為調理劑A佔絕幹泥量的5％，調理劑B佔絕幹泥量的10％，則調理劑A的投加量為80.85kg，調理劑B的投加量為161.7kg，控制端向調理劑投加設備發送信號，計量投加調理劑A和B，預設調理劑A投加速度為10kg/min，則調理劑A由藥劑儲罐9中經計重器計量後由輸送機6輸送至調理池1中，投加時間為8.085min，調理劑A投加結束後等待10min後投加調理劑B，預設調理劑B投加速度為20kg/min，則調理劑B由藥劑儲罐9中經計量泵7輸送至調理池1中，投加時間為8.085min，調理劑B投加結束後等待20min後即可達到調理完全；預設液位計4測得調理池1內液位超出0.2m時開啟攪拌機8，投加調理劑期間攪拌機以160rpm轉速運行，調理劑B投加結束20min後攪拌機以30rpm轉速運行。調理完成後開啟汙泥輸送泵11向汙泥脫水設備內輸送汙泥。
以上的實施例僅為說明本發明的技術思想，不能以此限定本發明的保護範圍，凡是按照本發明提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本發明保護範圍之內。