CN101786675A - 一种多参数废水源头分离装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了属于污水处理及环境工程技术领域的一种多参数废水源头分离装置及方法。依靠多种而非单一水质指标的实时检测结果，运用多参数多水平方差分析和逻辑运算判定废水属性，并通过分离装置对不同属性的废水实施自动源头分离。分离装置由感应单元、控制单元、多通道分离器三部分组成，本装置能够快速响应多个传感器所采集数据，控制单元中的微处理器能够调用所编制的程序，并依据设定逻辑值对采集数据进行计算和判断，将数字信号转化为电信号，从而控制排水阀门的启闭，实现多指标参数、多排放通道的废水源头分离。本发明装置具有检测迅速，精度高，控制效果好等优点，适用于水质随时间变化的各种复杂废水的源头分离。
Description
技术领域
本发明属于污水处理及环境工程技术领域，特别涉及一种多参数废水源头分离装置及方法。
背景技术
我国水源性缺水和水质性缺水加剧，提高废水处理效率及回用率是必然趋势。废水的分类排放、收集和处理可以提高末端处理效率，降低运行成本，也可为废水深度处理及回用提供有利条件。废水源头分离、分类处理、分质回用相辅相成，源头分离效果越好，分类处理效率越高，资源的回用率也越高。但是，目前工业界大多缺乏完整、规范的废水源头分离设施，即使分设有不同的排放管道，也缺少自动化设备和普适的方法进行有效控制和工作。已有的废水分类方法只针对水质成分比较简单的废水，选用的分类指标通常只有一个。这类分类方法很难应对大规模的水质复杂的工业废水的高精度源头分离。
鉴于上述情况而提出本发明，其目的是提供一种依靠多种水质参数确定复杂废水的属性，并通过源头分离装置实现不同属性废水的源头分离，便于提高废水处理效率，节省能源，提高废水回用率。
发明内容
本发明的目的是提供一种多参数废水源头分离装置及方法。
一种多参数废水源头分离装置，其特征在于：该多参数废水源头分离装置包含感应单元、控制单元和多通道分离器三部分，感应单元置于待分离废水中，感应单元和多通道分离器均与控制单元相连，其中多通道分离器为一端进水、多端出水的装置，进水端接收待分离的废水，不同的出水端排放不同属性的废水，并且各个出水端上均安装有控制阀门，阀门的开启与闭合通过控制单元进行控制。
所述控制单元为可编程微处理器，可编程微处理器通过感应单元实时提供的水质数据，进行数学和逻辑运算，判定待分离的废水的类别属性。
在多通道分离器进水管上设置旁管，旁管上设置旁管控制阀，感应单元设置在旁管上。
所述感应单元为一组在线检测仪。
所述在线检测仪包括：总溶解性固体浓度检测仪、电导率仪、温度仪、pH值检测仪、浊度仪、色度仪、有机污染物浓度检测仪。
一种多参数废水源头分离方法，其特征在于：综合考虑多个水质指标，采用多参数多水平方差计算法结合逻辑计算判断废水的属性，通过源头分离装置将不同属性的废水进行可控分离。
所述方法步骤如下：
首先设计分离方案：根据废水水质特征及各种污染物处理方法及要求，选定多个水质指标，将各个水质指标依据设定的限值划分为若干水平，通过指标水平对设定***影响的方差分析，得到响应值列表，规定水质指标级别，通过逻辑运算将各个响应值进行逻辑分组，每一组代表一种废水属性，不同属性的废水经源头分离装置的不同通道进行分离；
再将分离方案编程，存入微处理器；
然后通过数据采集单元收集各传感器检测到的水质指标数据，微处理器定时对采样得到的数据依据设定逻辑值进行计算和判断，将数字信号转化为电信号，从而控制排水阀门的启闭，控制不同属性的废水进入不同的通道，实现多参数、多排放通道的废水源头分离。
所述水质指标包括：总溶解性固体浓度(TDS)、电导率、温度、pH值、浊度、色度、有机污染物浓度(如CODCr)等。
本发明的有益效果为：本发明提供一种依靠多种水质参数确定复杂废水的属性，并通过源头分离装置实现不同属性废水的源头分离，便于提高废水处理效率，节省能源，提高废水回用率。
本装置适用于大规模、间歇性、且水质变化范围较大的各类废水的源头分离。
本装置及方法的自动化程度高，通过在线监测多种水质指标，由控制器进行数学和逻辑分析运算，并依据计算结果控制多通道分离器对不同属性废水进行分离。该方法及装置同时也可用于其它液态物质分质分离过程。
附图说明
图1是两参数三通道废水源头分离器示意图；
图2是源头分离器的控制***原理图；
图3两参数三通道监控***逻辑计算及控制流程图；
图4两参数三通道废水源头分离逻辑运算设计方案图；
图中标号：1-感应单元；2-控制单元；；3-多通道分离器；4-多通道分离器出水端；5-多通道分离器出水端控制阀；6-旁管；7-旁管控制阀；8-多通道分离器进水管。
具体实施方式
本发明提供了一种多参数废水源头分离装置及方法，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
实现多水质指标控制废水分类的解决技术方案是将多种水质指标(参数)，依据其对外***的影响权重设定不同级别，例如，有水质指标(因素)A和B，其对末端处理***效果的影响(响应值)是有差别的，如果A较大，则设两者的响应值A＞B。根据需要，将每个指标的取值范围分为若干段(水平)，以两指标三个水平为例，A指标值依据两个指标限值(A1和A2)分为三个水平，CA≥A2、CA＜A1、A2＞CA≥A1(A2＞A1)；相类似，B指标值也分为三个水平，CB≥B2、CB＜B1、B2＞CB≥B1(B2＞B1)，这样就可以通过两指标三水平的方差分析结果设计分离方案。将分离方案编程，存入微处理器，微处理器定时对采样得到数据进行计算，将数字信号转化为电信号，从而控制排水阀门启合，控制不同属性的废水进入不同的通道，实现多参数、多排放通道的废水源头分离。
微处理器还可以根据分段数目(通道数目)，调用设定的逻辑定值，进行逻辑判断，得到处理结果，指导控制废水分离。装置工作过程中通过数据采集单元收集各传感器检测到的数据，将落入不同水平内的采样值归类，设为固定值，再依据指标的响应级别，进行逻辑运算。依据响应值编程的程序不止一种，同时存储在微处理器内，依据方差分析结果自动调用，微处理器还可以调用逻辑定值对响应值进行逻辑分类，分类数目等于排放通道数目。
实现上述解决方案，需要配备快速响应的水质检测仪，目前能够进行快速响应的在线监测仪器，包括溶解性固体浓度(TDS)检测仪、电导率仪、温度仪、pH检测仪、浊度仪、色度仪、有机污染物浓度(如CODCr)检测仪等；还需要配备微处理器，用于编程、数据运算分析及逻辑运算。多通道分离器用于将一个排水通道上的废水，分类排放到多个排水通道，每个通道设置一个电磁阀，排放废水需满管排放且匀质。检测器迎着进水方向按照一定角度倾斜安装在旁路上，旁路可根据水质及温度设置过滤及冷凝板，检测器采样的数据经多数据采集***整理，输入微处理器进行处理并在显示屏上显示处理结果。
棉针织印染工艺采用间歇进水，间歇排水的方式，用水量大、水质变化大，设定废水每次排放的检测水质指标是CODCr、TDS、pH、浊度和色度五个参数，由于TDS和色度线性相关，pH可调，而浊度与CODCr线性相关，最终选择CODCr、TDS两个指标参数，每个指标参数设定三个水平，依据两指标参数对末端处理及水回用的影响，设定逻辑条件是CODCr＞TDS，而分离通道数目是3条：
通道1，低浓度废水(低CODCr、低TDS)直接回用到生产的逆流冲洗；
通道2，中浓度废水(低CODCr、高TDS)纳入轻度废水处理***，处理后回用；
通道3，高浓度废水(高CODCr、高TDS)，特殊末端处理。
处理上述多参数废水的源头分离装置，该多参数废水源头分离装置包含感应单元1、控制单元2和多通道分离器3三部分，感应单元1置于待分离的废水中，感应单元1和多通道分离器3均与控制单元2相连，其中多通道分离器为一端进水、多端出水的装置，进水端接收待分离的废水，不同的出水端4排放不同属性的废水，并且各个出水端4上均安装有控制阀门5，阀门的开启与闭合通过控制单元2进行控制。
所述控制单元2为可编程微处理器，可编程微处理器通过感应单元1实时提供的水质数据，进行数学和逻辑运算，判定待分离的废水的类别属性。
在多通道分离器3进水管8上设置旁管6，旁管上设置旁管控制阀7，感应单元1设置在旁管6上。
所述感应单元1为一组在线检测仪。
所述在线检测仪为CODCr检测仪和TDS检测仪。
图1是本发明的废水分类器的***构成示意图。
上述多参数废水源头分离方法：综合考虑多个水质指标，采用多参数多水平方差计算法结合逻辑计算判断废水的属性，通过源头分离装置将不同属性的废水进行可控分离。
所述方法步骤如下：
首先设计分离方案：根据废水水质特征及各种污染物处理方法及要求，选定两个水质指标，所述水质指标为有机污染物浓度CODCr和总溶解性固体浓度(TDS)，将各个水质指标依据设定的限值(CODCr的限值为A1和A2，A2＞A1，TDS的限值为B1和B2，B2＞B1)划分为三个水平，通过指标水平对设定***影响的方差分析，得到响应值列表，依据方差分析结果，可知CODCr的影响权重大于TDS，规定水质指标级别CODCr大于TDS，通过逻辑运算将各个响应值进行逻辑分组，每一组代表一种废水属性，不同属性的废水经源头分离装置的不同通道进行分离；
再将分离方案编程，存入微处理器；
然后通过数据采集单元收集各传感器检测到的水质指标数据，微处理器定时对采样得到的数据依据设定逻辑值进行计算和判断，将数字信号转化为电信号，从而控制排水阀门启合，控制不同属性的废水进入不同的通道，实现多参数、多排放通道的废水源头分离。
图2是源头分离器控制元件的原理图，图3是本发明的废水控制分类方法及控制过程流程图。图3所示的废水分类控制流程图，首先是通过传感器探头快速检测水质指标，选择的水质指标可以是电导率、TDS、温度、pH、浊度等能够快速响应的指标，每个测试动作能在0.006s内完成。依据采样数据及设定的分段限值，微处理器自导入程序进行计算，并依据所选指标对外***的影响权重进行归类，匹配固定值，给出分段控制指令，指导分离装置，实施分离。此外，本发明可根据需要设置指标数目和分离通道数目，调用存储在微处理器内的可编程软件，设计程序，运算程序，并进行数据处理。
两参数三通道废水源头分离装置的逻辑运算涉及方案图如附图4所示。当设定两指标参数限值后，将各种可能运算编程，存入微处理器内，并设定逻辑定值，微处理器可以根据逻辑定值，对数据响应值进行逻辑运算，得到处理结果，实现在线控制。
本发明不仅适用于印染废水的源头分类排放，也适合其它任意废水的分类排放，源头分离装置不仅水质指标数目可调整，而且排放通道数目也可调整。所采用的指标参数设计方法也可用于其它液态物质分质分离过程。
Claims (8)
1.一种多参数废水源头分离装置，其特征在于：该多参数废水源头分离装置包含感应单元(1)、控制单元(2)和多通道分离器(3)三部分，感应单元(1)置于待分离废水中，感应单元(1)和多通道分离器(3)均与控制单元(2)相连，其中多通道分离器为一端进水、多端出水的装置，进水端接收待分离的废水，不同的出水端(4)排放不同属性的废水，并且各个出水端(4)上均安装有控制阀门(5)，阀门的开启与闭合通过控制单元(2)进行控制。
2.根据权利要求1所述的一种多参数废水源头分离装置，其特征在于：所述控制单元(2)为可编程微处理器，可编程微处理器通过感应单元(1)实时提供的水质数据，进行数学和逻辑运算，判定待分离的废水的类别属性。
3.根据权利要求1所述的一种多参数废水源头分离装置，其特征在于：在多通道分离器(3)进水管(8)上设置旁管(6)，旁管上设置旁管控制阀(7)，感应单元(1)设置在旁管(6)上。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种多参数废水源头分离装置，其特征在于：所述感应单元(1)为一组在线检测仪。
5.根据权利要求4所述的一种多参数废水源头分离装置，其特征在于：所述在线检测仪包括：总溶解性固体浓度检测仪、电导率仪、温度仪、pH值检测仪、浊度仪、色度仪、有机污染物浓度检测仪。
6.一种多参数废水源头分离方法，其特征在于：综合考虑多个水质指标，采用多参数多水平方差计算法结合逻辑计算判断废水的属性，通过源头分离装置将不同属性的废水进行可控分离。
7.根据权利要求6所述的一种多参数废水源头分离方法，其特征在于所述方法步骤如下：
首先设计分离方案：根据废水水质特征及各种污染物处理方法及要求，选定多个水质指标，将各个水质指标依据设定的限值划分为若干水平，通过指标水平对设定***影响的方差分析，得到响应值列表，规定水质指标级别，通过逻辑运算将各个响应值进行逻辑分组，每一组代表一种废水属性，不同属性的废水经源头分离装置的不同通道进行分离；
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8.根据权利要求7所述的一种多参数废水源头分离方法，其特征在于：所述水质指标包括：总溶解性固体浓度、电导率、温度、pH值、浊度、色度、有机污染物浓度。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20100728 |