一种基于水力停留时间的水质超标预警方法技术

本发明专利技术公开了一种基于水力停留时间的水质超标预警方法，包括水力停留时间其中，K为反应速度常数；C0为进口处物料浓度；C

【技术实现步骤摘要】
一种基于水力停留时间的水质超标预警方法


[0001]本专利技术属于智慧水务领域，应用于污水处理单位，具体涉及一种基于水力停留时间的水质超标预警方法。

技术介绍

[0002]污水处理单位(以污水处理厂为例)在污水处理过程中，通常使用水质在线监测设备，对整厂末端的出水水质进行监测。
[0003]若发生超标事件，也仅针对当前出水超标进行报警通知，相关人员一般就仅仅立即关阀停工(关闭来水阀门和停摆整厂处理设备)，这种现状导致缺乏提前超标预判的能力，还会对污水处理厂造成经济损失；而且，一旦发生超标事件，无法追根溯源是否为某个工艺段发生处理不达标的情形，报警管理粒度不够精细，导致水质超标报警问题排查难度增大。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的缺点与不足，本专利技术提供了一种基于水力停留时间的水质超标预警方法，实现各个污水处理工艺段的出水水质预测，并与每个工艺段设计的出水水质阈值进行比对，若预测结果高于设计阈值，则通过云平台或短信服务发出预测超标信息，提示相关人员对来水和上游工艺处理段的水质及设备进行预检测，直至找出潜在问题。
[0005]本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种基于水力停留时间的水质超标预警方法，包括：
[0007]水力停留时间
[0008]其中，K为反应速度常数；C0为进口处物料浓度；C
i
为平均停留时间T时的物料浓度，即为工艺池段出水口物料浓度；
[0009]根据V
进水口流速
、V
池子容积
、当前工艺段的进口处物料浓度C0和当前工艺段上一个数据监测点实际测得的反应速度常数K代入公式(1)，即可得到预测的当前工艺池段出水口物料浓度C
i
；
[0010]将所述预测的当前工艺池段出水口物料浓度C
i
额外加上固定参数值，再与标准排放限值对比，若超过排放限值，则触发当前工艺池段的超标报警。
[0011]进一步的，所述当前工艺段上一个数据监测点实际测得的反应速度常数K：利用当前工艺段上一个数据监测点实际测得的所述V
进水口流速
、V
池子容积
、进口处物料浓度C0和出水口物料浓度C
i
代入所述公式(1)，即可得到当前工艺段上一个数据监测点实际测得的反应速度常数K。
[0012]进一步的，所述固定参数值为为22.2～26.2。
[0013]进一步的，所述水质超标的污染物包括COD、氨氮、TN、TP或SS中的任意一种。
[0014]进一步的，若预测结果高于标准排放限值，则通过云平台或短信服务发出预测超
标信息，提示相关人员对来水和上游工艺处理段的水质及设备进行预检测，直至找出潜在问题。
[0015]进一步的，所述标准排放限值包括：化学需氧量COD的排放限值为40mg/L，氨氮NH3的排放限值为3或5mg/L，总氮TN的排放限值为10或12mg/L，总磷TP的排放限值为0.3mg/L。此处的所述标准名称为：《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》标准(DB32/1 072
‑
2018)。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0017]本专利技术方法基于污水处理工艺中的水力停留时间计算方法，结合信息化软件平台，可深入污水处理厂每个工艺段，利用各个处理工艺池的尺寸、实时进水水质和设计出水水质数据，预测研判单位水力停留时间后的出水水质是否超标。
[0018]而且，该预测水质信息通过软件平台或短信服务进行发布，并告知该预测超标事件可能发生的位置，即位于哪个构筑物，为污水厂运营人员预检提供检修时间，从而降低超标事件带来的经济损害。
[0019]本专利技术的基于水力停留时间的水质超标预警方法，创新性地提出贴合实际工程情况的出水水质超标预警模型方法，该模型方法可针对不同情况的下的进水数据超前预测未来水质是否达标及相关异常情况，简洁易用，具有较高准确率。
附图说明
[0020]图1为污水处理工艺流程图；
[0021]图2为污水处理各工艺段池子的设计尺寸及所对应去除的污染物清单；
[0022]图3为污水处理各工艺段的污染物的设计去除效率示意图；
[0023]图4为实施例中某厂自2022年6月25日01:00:00到2022年6月30日13:00:00期间的COD进出水浓度和进出水流量数据；
[0024]图5为实施例中通过Python仿真计算出某厂的反应速度常数K值趋势图；
[0025]图6为实施例中未设置安全值(额外的固定参数值)的预测趋势图与实际出水趋势图；
[0026]图7为实施例中通过Python仿真计算得到出水COD浓度预测变化趋势和实际出水COD浓度趋势示意图(已设置额外的固定参数值)。
具体实施方式
[0027]下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步的说明。
[0028]实施例1
[0029]以某城市污水处理厂(太湖流域宜兴市某城镇污水处理厂)为例，该厂设计日处理量10000m3/d(分两股水进行处理：工业废水设计处理能力8000m3/d，生活污水设计处理能力2000m3/d)。处理过程分为3步，第一步为一级处理，主要包括粗细格栅及曝气沉砂池等结构；第二步为二级处理，主要包括生化池、二沉池等结构；第三步为三级处理，主要包括滤池、消毒池等结构；具体污水处理工艺如图1所示。
[0030]其中，每个工艺段池子的设计尺寸及所对应去除的污染物清单如下图2所示。
[0031]每个工艺段的污染物设计去除效率(即各工艺段污染物的设计阈值)如图3所示。
[0032]基于以上数据信息，污水水质超标预警原理如下：
[0033]依据水力停留时间
[0034]其中，K为反应速度常数；C0为进口处物料浓度；C
i
为平均停留时间T时的物料浓度，即为工艺池段出水口物料浓度；V
进水口流速
、V
池子容积
顾名思义，不再赘述；
[0035]V
进水口流速
可用流量计测得；V
池子容积
厂家知晓；C0进水口物料浓度可用在线监测仪测得，反应速度常数K为该工艺段上一个数据监测点实际测得的反应速度常数。
[0036]利用V
进水口流速
、V
池子容积
、实时获取到的当前进水口水质浓度值C0和由该工艺段上一个数据监测点实际测得的反应速度常数K一并代入水力停留时间公式(1)，即可预测得到当前进水口的物料浓度在水力停留时间后的出水浓度C
i
。
[0037]注：为验证理论预测的准确性，根据各主要污染物理论设计处理效率(如图3所示)计算得出其预测的误差大小。即，在不具备监测每个构筑物的出水浓度时，可按照图3中各个构筑物的污染物去除率来计算构筑物的出水浓度(进水浓度*(1
‑
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于水力停留时间的水质超标预警方法，其特征在于：所述方法包括：水力停留时间其中，K为反应速度常数；C0为进口处物料浓度；C
i
为平均停留时间T时的物料浓度，即为工艺池段出水口物料浓度；根据V
进水口流速
、V
池子容积
、当前工艺段的进口处物料浓度C0和当前工艺段上一个数据监测点实际测得的反应速度常数K代入公式(1)，即可得到预测的当前工艺池段出水口物料浓度C
i
；将所述预测的当前工艺池段出水口物料浓度C
i
额外加上固定参数值，再与标准排放限值对比，若超过排放限值，则触发当前工艺池段的超标报警。2.如权利要求1所述的一种基于水力停留时间的水质超标预警方法，其特征在于：所述当前工艺段上一个数据监测点实际测得的反应速度常数K：利用当前工艺段上一个数据监测点实际测得的所述V
进水口流速
、V
池子容积
、进口处物料浓度C0和出水口物料浓度C
i<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张佩佩，唐敏，栗文明，苗鑫梅，
申请(专利权)人：江苏省环境工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：