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工業園區污水智能管控平臺及其控制方法

發布時間:2020-8-13 8:53:11  中國污水處理工程網

  申請日2020.06.23

  公開(公告)日2020.07.31

  IPC分類號C02F9/14; C02F1/00; G05B19/418

  摘要

  本發明實施例提供一種工業園區污水智能管控平臺,包括:水質調節系統,水質監控系統以及應急處置系統;水質調節系統包括分質收集單元以及均質調節單元,分質收集重污染企業,輕污染企業以及生活區污水,均質調節收集的污水至污水處理廠生化系統;水質監控系統包括監測單元,數據處理單元以及控制單元,監測平臺各環節中的污水水質,追溯超標排放企業,預測企業排放水質特征,并控制各環節排水的啟停,流量以及停留時間;應急處置系統用于處理來事故污水,并送至污水處理廠生化系統。該平臺,能夠使污水分質收集,分質調節,事故污水應急處置,實現了污水水質實時分析、實時監控、實時調配,使得污水處理廠前端污水源可控制更強,安全性更高。

  權利要求書

  1.一種工業園區污水智能管控平臺,其特征在于,包括:水質調節系統(1),水質監控系統(2)以及應急處置系統(3);

  所述水質調節系統(1)包括分質收集單元以及均質調節單元,所述分質收集單元用于分別收集重污染企業,輕污染企業以及生活區輸送的污水,所述均質調節單元用于將所述分質收集單元收集的污水進行均質混合,并將均質后的污水輸送至污水處理廠生化系統(4);

  所述水質監控系統(2)包括監測單元,數據處理單元以及控制單元;所述監測單元用于分別監測所述重污染企業和所述輕污染企業的管網末端的進水水質,所述均質調節單元的均質污水水質,以及所述應急處置系統(3)中的污水水質,并將監控數據傳輸至所述數據處理單元;

  所述數據處理單元包括數據反溯模塊以及水質預測模塊,所述數據反溯模塊用于根據計算分析所述監測單元監測的所述進水水質監控數據,追溯超標排放企業;所述水質預測模塊用于根據計算分析所述均質調節系統的水質監控數據,預測企業排放水質特征,對所述污水處理廠生化系統(4)進行指導性的工藝參數調整;

  所述控制單元用于控制各環節排水的啟停,流量以及停留時間,若所述重污染企業和所述輕污染企業的水質監控數據超過監測指標的安全預設值,則關閉對應所述管網末端進水管道,并啟動所述應急處置系統(3);

  所述應急處置系統(3)用于處理來自所述重污染企業的事故污水,并將達到監測指標的所述事故污水輸送至所述污水處理廠生化系統(4)。

  2.根據權利要求1所述的工業園區污水智能管控平臺,其特征在于,所述分質收集單元的進水通道,所述均質調節單元的進水通道以及所述應急處置系統的出水通道均設置有流量控制閥,電連接于所述控制單元,并根據所述監測單元的監控數據控制輸水流量。

  3.根據權利要求1所述的工業園區污水智能管控平臺,其特征在于,所述分質收集單元包括重污染工業污水收集區(101),輕污染污水收集區(102),第一沉淀區(103)以及第二沉淀區(104);所述均質調節單元包括第一調節區(105);所述應急處置系統(3)包括反應區,第三沉淀區(302)以及第二調節區(303)。

  4.根據權利要求3所述的工業園區污水智能管控平臺,其特征在于,所述應急處置系統(3)的反應區包括高級氧化單元(301)用于氧化所述事故污水,并根據所述監測單元對所述事故污水的監控數據,調節所述高級氧化單元(301)的藥劑投加量。

  5.根據權利要求1所述的工業園區污水智能管控平臺,其特征在于,所述監測單元的監測指標包括COD,氨氮以及鹽分。

  6.根據權利要求1所述的工業園區污水智能管控平臺,其特征在于,所述重污染企業的管網末端進水管道中,化工污水管道采用一企一管壓力輸送,其余管道采用壓力合流輸送,所述輕污染企業的管網末端進水管道采用重力合流輸送。

  7.根據權利要求1所述的工業園區污水智能管控平臺,其特征在于,所述工業園區污水智能管控平臺還包括可視化操作平臺,用于顯示數據,設置各調配參數以及控制各系統。

  8.一種基于工業園區污水智能管控平臺的控制方法,其特征在于,應用于如權利要求1-7任一項所述的平臺,所述方法包括:

  通過管網末端進水管道分別收集重污染企業,輕污染企業以及生活區輸送的污水;

  將收集的污水進行均質混合,并將均質后的污水輸送至污水處理廠生化系統(4);

  分別監測所述重污染企業和所述輕污染企業的管網末端的進水水質,均質污水水質,以及應急處置的污水水質,并收集監控數據;

  根據計算分析所述進水水質的監控數據,追溯超標排放企業;

  根據計算分析所述均質污水水質的監控數據,預測企業排放水質特征,對所述污水處理廠生化系統進行指導性的工藝參數調整;

  根據所述監控數據控制各環節排水的啟停,流量以及停留時間,若所述重污染企業的水質監控數據超過監測指標的安全預設值,則關閉對應所述管網末端進水管道,并啟動應急處置方法;

  根據所述應急處置方法處理來自所述重污染企業的事故污水,并將達到監測指標的所述事故污水輸送至所述污水處理廠生化系統(4)。

  9.根據權利要求8所述的基于工業園區污水智能管控平臺的控制方法,其特征在于,所述根據計算分析所述進水水質的監控數據,追溯超標排放企業,具體包括:

  收集企業排水時間,排放量,超標次數以及超標倍數等特征數據,經過大數據分析,得到企業特征,所述企業特征包括企業的排放規律,企業的環保信譽值等信息;

  當所述進水水質的監控數據超出所述監測指標的安全預設值,將所得到的企業特征與數據庫中的原企業特征數據進行比對,得到企業可疑度排名。

  10.根據權利要求8所述的基于工業園區污水智能管控平臺的控制方法,其特征在于,所述根據所述監控數據控制各環節排水的啟停,流量以及停留時間,若所述重污染企業的水質監控數據超過監測指標的安全預設值,則關閉對應所述管網末端進水管道,并啟動應急處置方法,具體包括:

  在收集污水時,根據所述重污染企業的管網末端的進水水質的監控數據,控制所述重污染企業的進水開關;若所述重污染企業進水水質監控數據高于監測指標的安全預設值,則關閉對應所述管網末端進水管道,并啟動應急處置方法;

  在均質污水時,根據所述重污染工業污水收集區(101)以及所述輕污染污水收集區(102)經沉淀后的水質監控數據,分別控制高濃度工業污水以及低濃度污水的進水流量;若所述均質污水水質的監控數據低于監測指標的污染預設值,則分別控制調高所述高濃度工業污水和/或低濃度污水的進水量;若所述均質污水水質的監控數據高于監測指標的污染預設值,則分別控制調低所述高濃度工業污水和/或低濃度污水的進水量;

  所述應急處置方法采用高級氧化方法氧化事故污水,并根據所述事故污水水質的監控數據調節所述高級氧化方法的藥劑投加量。

  說明書

  工業園區污水智能管控平臺及其控制方法

  技術領域

  本發明涉及廢水收集領域,尤其涉及一種工業園區污水智能管控平臺及其控制方法。

  背景技術

  我國的工業園區包括各種類型的開發區,如國家級經濟技術開發區、高新技術產業開發區、保稅區、出口加工區以及各類省級工業園區、甚至還有部分純化工企業的化工園區等。而工業園區內的部分企業會產生具有重污染的工業廢水,部分企業則只有生活污水無重污染的工業廢水。大部分工業園區污水處理廠均無調節池,來水直接進入生化系統進行處理,而工業園區仍然采用傳統的市政污水(重力合流)的收集模式,前端廢水水質控源截污能力較差,因此,污水處理廠生化系統時常因偶然的水質惡化造成生化系統崩潰,嚴重時則造成末端尾水超標并對周邊水體造成污染的環境事件,對園區污水廠的污水處理效率帶來一定處理難度。因此,在環保管理日益提高,污水處理要求和排放標準不斷提高的前提下,合理的采用先進的污水收集手段已成為工業園區污水處理的關鍵問題。

  目前,制約工業園區污水收集系統發展的原因主要有以下三個方面:(1)園區管網建設基礎水平落后,基本無分質收集理念,均采用重力合流的模式;(2)企業水質掌握能力較差,重污染企業數量、排水特征均無詳細的數據掌握,溯源和管控難度大;(3)出現超標廢水,應急處置能力較弱,無法進行快速切換重污染廢水并進行及時處理。

  國內有部分化工園區(江蘇省全面推行、浙江省部分園區實施)已經采用一企一管壓力輸送的模式,即每家企業專用管道輸送至分質收集監控池,經環保部門認定檢測合格后排放至收集池,然后再合流輸送至園區污水廠進行二次處理。這類型工業廢水收集模式在工程運用中以壓力輸送和儀器監控為主要手段,從而達到對園區企業廢水中的污染物(COD、氨氮為主要指標)達到工業園區接管標準。此類收集模式在廢水達到園區接管標準上具有很好的管控模式,但基礎投資較大,且無法實行分質收集,對于節能降耗、快速降解方面還缺乏相應的技術手段。

  在污水收集系統的智能管控方面,目前工業園區還處于起步階段,部分先進的園區則采用了PLC一企一管自動控制系統,能夠實現超標關閥,超標停泵等自動化水平,對于控源截污、杜絕超標排放上具有一定的控制手段和監管力度,但在整體分質收集、分質調配方面還缺少突破,無法對已排廢水實現統籌管控、水質預測、水質調節,限制了污水處理廠來水水質的有效梳理。

  因此,如何同時具有園區工業廢水規范化收集和智能管控兩大核心功能,從而使園區廢水收集系統具有較高的收集效率、管控效率、調配效率對于保證園區污水處理廠的處理效果就至關重要。

  發明內容

  本發明的目的在于改變現有工業廢水普遍存在的工業廢水源強控制力度低、污水廠進水調配能力差和智能管控能力不高的現狀,提供了一種工業園區污水智能管控平臺及其控制方法。

  一方面,本發明實施例提供了一種工業園區污水智能管控平臺,包括:水質調節系統,水質監控系統以及應急處置系統;

  水質調節系統包括分質收集單元以及均質調節單元,分質收集單元用于分別收集重污染企業,輕污染企業以及生活區輸送的污水,均質調節單元用于將分質收集單元收集的污水進行均質混合,并將均質后的污水輸送至污水處理廠生化系統;

  水質監控系統包括監測單元,數據處理單元以及控制單元;監測單元用于分別監測重污染企業和輕污染企業的管網末端的進水水質,均質調節單元的均質污水水質,以及應急處置系統中的污水水質,并將監控數據傳輸至數據處理單元;

  數據處理單元包括數據反溯模塊以及水質預測模塊,數據反溯模塊用于根據計算分析監測單元監測的進水水質監控數據,追溯超標排放企業;水質預測模塊用于根據計算分析均質調節系統的水質監控數據,預測企業排放水質特征,對污水處理廠生化系統進行指導性的工藝參數調整;

  控制單元用于控制各環節排水的啟停,流量以及停留時間,若重污染企業和輕污染企業的水質監控數據超過監測指標的安全預設值,則關閉對應所述管網末端進水管道,并啟動應急處置系統;

  應急處置系統用于處理來自重污染企業的事故污水,并將達到監測指標的事故污水輸送至污水處理廠生化系統。

  在一些可選的實施例中,分質收集單元的進水通道,均質調節單元的進水通道以及應急處置系統的出水通道均設置有流量控制閥,電連接于控制單元,并根據監測單元的監控數據控制輸水流量。

  在一些可選的實施例中,分質收集單元包括重污染工業污水收集區,輕污染污水收集區,第一沉淀區以及第二沉淀區;均質調節單元包括第一調節區;應急處置系統包括反應區,第三沉淀區以及第二調節區。

  在一些可選的實施例中,應急處置系統的反應區包括高級氧化單元用于氧化事故污水,并根據監測單元對事故污水的監控數據,調節高級氧化單元的藥劑投加量。

  在一些可選的實施例中,監測單元的監測指標包括COD,氨氮以及鹽分。

  在一些可選的實施例中,重污染企業的管網末端進水管道中,化工污水管道采用一企一管壓力輸送,其余管道采用壓力合流輸送,輕污染企業的管網末端進水管道采用重力合流輸送。

  在一些可選的實施例中,工業園區污水智能管控平臺還包括可視化操作平臺,用于顯示數據,設置各調配參數以及控制各系統。

  另一方面,本發明實施例還提供了一種基于工業園區污水智能管控平臺的控制方法,應用于如上述各方面的平臺,包括:

  通過管網末端進水管道分別收集重污染企業,輕污染企業以及生活區輸送的污水;

  將收集的污水進行均質混合,并將均質后的污水輸送至污水處理廠生化系統;

  分別監測重污染企業和輕污染企業的管網末端的進水水質,均質污水水質,以及應急處置的污水水質,并收集監控數據;

  根據計算分析進水水質的監控數據,追溯超標排放企業;

  根據計算分析均質污水水質的監控數據,預測企業排放水質特征,對污水處理廠生化系統進行指導性的工藝參數調整;

  根據監控數據控制各環節排水的啟停,流量以及停留時間,若重污染企業的水質監控數據超過監測指標的安全預設值,則關閉對應管網末端進水管道,并啟動應急處置方法;

  根據應急處置方法處理來自重污染企業的事故污水,并將達到監測指標的事故污水輸送至污水處理廠生化系統。

  在一些可選的實施例中,根據計算分析進水水質的監控數據,追溯超標排放企業,具體包括:

  收集企業排水時間,排放量,超標次數以及超標倍數等特征數據,經過大數據分析,得到企業特征,企業特征包括企業的排放規律,企業的環保信譽值等信息;

  當監控數據超出監測指標的安全預設值,將所得到的企業特征與數據庫中的原企業特征數據進行比對,得到企業可疑度排名。

  在一些可選的實施例中,根據監控數據控制各環節排水的啟停,流量以及停留時間,若重污染企業的水質監控數據超過監測指標的安全預設值,則關閉對應管網末端進水管道,并啟動應急處置方法,具體包括:

  在收集污水時,根據重污染企業的管網末端的進水水質的監控數據,控制重污染企業的進水開關;若重污染企業進水水質監控數據高于監測指標的安全預設值,則關閉對應管網末端進水管道,并啟動應急處置方法;

  在均質污水時,根據重污染工業污水收集區以及輕污染污水收集區經沉淀后的水質監控數據,分別控制高濃度工業污水以及低濃度污水的進水流量;若均質污水水質的監控數據低于監測指標的污染預設值,則分別控制調高高濃度工業污水和/或低濃度污水的進水量;若均質污水水質的監控數據高于監測指標的污染預設值,則分別控制調低高濃度工業污水和/或低濃度污水的進水量;

  應急處置方法采用高級氧化方法氧化事故污水,并根據事故污水水質的監控數據調節高級氧化方法的藥劑投加量。

  上述技術方案具有如下有益效果:本發明提出的工業園區污水智能管控平臺及其控制方法,通過升級改造工業園區污水收集系統,通過智能管控平臺,以大數據分析、人工智能為核心技術,將污水收集系統、水質在線監控系統通過互聯網技術進行有效連接,實現了污水水質實時分析、實時監控、實時調配,大大提高了污水處理廠前端污水源的質量,從根本上改變了控源難度大的問題。同時,可在突然事故狀態下,將高濃度的事故污水進行有效攔截,通過應急處置系統進行針對性處理,大大降低了事故的毒性和難降解性,從根本上杜絕了事故污水進入污水處理廠導致生化系統崩盤的可能。(發明人唐敏;涂勇;白永剛;張龍)

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