一种全地下污水处理厂重力流进水流量的控制系统技术方案

本发明专利技术提供了一种全地下污水处理厂重力流进水流量的控制系统，包括设置于全地下污水处理厂的进水段中的监测装置以及与监测装置通信连接的SCADA系统；监测装置分别设置于进水段中的第一控制段和第二控制段，用于对各控制段内的液位及流速进行监测；SCADA系统包括SCADA控制模块和模型计算模块，用于根据监测装置采集的液位信息和流速信息进行模型计算，并以此对重力流进水流量进行控制。通过上述方式，本发明专利技术能够将监测装置获取的监测数据传输至SCADA系统，对相应流量及闸门、堰门的开度进行计算与调整，从而利用对两道流量控制段的双重控制，实现对全地下污水处理厂重力流进水流量的持续稳定控制。量的持续稳定控制。量的持续稳定控制。

【技术实现步骤摘要】
一种全地下污水处理厂重力流进水流量的控制系统


[0001]本专利技术涉及地下污水处理厂重力流进水
，尤其涉及一种全地下污水处理厂重力流进水流量的控制系统。

技术介绍

[0002]伴随城市发展，土地资源越来越宝贵，全地下式污水处理厂的应用越来越普遍。与传统的地上污水处理厂相比，全地下式污水处理厂的构筑物设计比较紧凑，无需考虑绿化及隔离带等要求，一般占地面积较少；同时，全地下式污水处理厂的主要处理设备均处于地下，机械设备的噪声和振动较小，对周边建筑和居民生活基本不产生影响；且其上部空间利用价值较高，可用于绿化、公园等公益事业，也可用于商业开发等。因此，全地下式污水处理厂已成为城市污水处理工程的重要发展趋势，对解决高密度建成区市政公共设施需求与土地资源之间的矛盾具有重要意义。
[0003]目前，国内的地下污水处理厂大部分是采用污水泵提升的方式进水，需要建设前池和提升泵房，与传统地面污水处理厂区别不大。但当前对于全地下式污水处理厂重力流进水方式的研究仍然较少，一方面是因为污水厂稳定运行必须保证进水流量稳定，减少对生化池的冲击，采用泵提方式进水，流量稳定可控，操作简单；另一方面受地域限制，采用重力流进水的污水处理厂其主体结构高程必须在进水管以下，这就导致整个污水厂的埋深较深，前期投资相对较大。因此，国内地下污水处理厂大部分还是采用传统的泵提方式。但是，在某些特定条件下，如污水厂进水端水位高程较高时，采用重力流进水可节约大量电耗，并减少提升泵房、前池的投资，因此，重力流进水仍然是非常值得研究的进水方式。
[0004]公开号为CN112083135A的专利提供了一种重力流排水管道下沉式自动监测系统，该系统通过在与重力流排水管道相通的检查井内设置相应传感器，实现对重力流排水管道中污水的水质在线监测及水质变化情况实时分析，为污水处理厂提前预警，以辅助污水处理系统稳定运行。然而，在实际应用中，污水处理厂的系统稳定性受重力流水量的影响较大，如何避免暗涵或明渠中水位高程波动对重力流进水流量的影响仍是当前亟待解决的问题。
[0005]有鉴于此，有必要设计一种改进的全地下污水处理厂重力流进水流量的控制系统，以解决上述问题。

技术实现思路

[0006]针对上述现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种全地下污水处理厂重力流进水流量的控制系统。通过在全地下污水处理厂的进水段设置两道流量控制段，并分别在各流量控制段内设置监测装置，对各流量段的液位及流速进行监测；并通过建立数据采集与监视控制(SCADA)系统，根据监测的数据对各流量控制段内的流量进行计算，并通过调节相应闸门、堰门的开度对流量进行控制，从而实现对全地下污水处理厂重力流进水流量的持续稳定控制。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了一种全地下污水处理厂重力流进水流量的控制系统，包括设置于全地下污水处理厂的进水段中的监测装置以及与所述监测装置通信连接的SCADA系统；所述监测装置分别设置于所述进水段中的第一控制段和第二控制段，用于对各控制段内的液位及流速进行监测；所述SCADA系统包括SCADA控制模块和模型计算模块，用于根据所述监测装置采集的液位信息和流速信息进行模型计算，并以此对重力流进水流量进行控制。
[0008]作为本专利技术的进一步改进，所述全地下污水处理厂的进水段包括依次连通的合流制暗涵或明渠、进水管、进水井和出水管，所述出水管与所述全地下污水处理厂相连通。
[0009]作为本专利技术的进一步改进，以所述进水管为所述第一控制段，在所述进水管的进水端设置有闸门，以便通过调控所述闸门的开度控制所述闸门的过流流量。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，所述监测装置包括设置于所述闸门进水端的第一超声波液位计以及设置于所述进水管内的第一流速仪；所述第一超声波液位计与所述第一流速仪分别与所述SCADA系统通信连接。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，所述模型计算模块包括第一计算单元，用于接收所述第一超声波液位计与所述第一流速仪的监测信号，计算所述闸门的过流流量，并传输至所述SCADA控制模块；所述SCADA控制模块根据所述闸门的过流流量对所述闸门的开度进行控制。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，所述SCADA系统还包括第一机器学习模块，用于生成所述第一超声波液位计监测的液位、所述闸门的过流流量以及所述闸门的开度之间的第一曲线关系，并根据所述第一曲线关系将所述第一超声波液位计监测的液位与所述闸门的开度直接关联。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，以所述进水井为所述第二控制段，在所述进水井的中部设置有下开式堰门，以便通过调控所述下开式堰门的开度控制所述下开式堰门的过流流量。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，所述监测装置包括设置于所述下开式堰门进水端的第二超声波液位计以及设置于所述下开式堰门顶端的第二流速仪；所述第二超声波液位计与所述第二流速仪分别与所述SCADA系统通信连接。
[0015]作为本专利技术的进一步改进，所述模型计算模块包括第二计算单元，用于接收所述第二超声波液位计与所述第二流速仪的监测信号，计算所述下开式堰门的过流流量，并传输至所述SCADA控制模块；所述SCADA控制模块根据所述下开式堰门的过流流量对所述下开式堰门的开度进行控制。
[0016]作为本专利技术的进一步改进，所述SCADA系统还包括第二机器学习模块，用于生成所述第二超声波液位计监测的液位、所述下开式堰门的过流流量以及所述下开式堰门的开度之间的第二曲线关系，以便根据所述第二超声波液位计监测的液位对所述下开式堰门的开度进行调整，达到控制所述下开式堰门的过流流量的目的。
[0017]本专利技术的有益效果是：
[0018](1)本专利技术通过在全地下污水处理厂的进水段设置两道流量控制段，并分别在各流量控制段内设置监测装置，对各流量段的液位及流速进行监测；并通过建立SCADA系统，根据监测的数据对各流量控制段内的流量进行计算，并通过调节相应闸门、堰门的开度对
流量进行控制，从而利用对两道流量控制段的双重控制，实现对全地下污水处理厂重力流进水流量的持续稳定控制。
[0019](2)本专利技术通过在进水管的进水端设置闸门，在进水井的中部设置下开式堰门，并在闸门和下开式堰门所处的控制段设置了相应的液位计和流速仪，采用了信号搜集前馈加设备控制反馈的双重流量控制策略。该策略通过采集相应的液位、流速信息作为前馈信号，并以下开式堰门流量作为闸门修正信号，将信号传输至SCADA系统进行模型计算，并根据计算结果控制闸门和下开式堰门的开度，实现对重力流进水流量的有效控制。并且，本专利技术通过设置闸门和下开式堰门进行两道流量控制，使其在相互关联的同时能够保持相互独立，在其中一处失灵或检修时另一处仍能发挥作用，有效防止地下污水厂进水量过大，确保其安全运行。
[0020](3)本专利技术提供的SCADA系统能够根据运行过程中获取的数据进行自动学习，生成合流制暗涵或明渠的液位、闸门的过流流量和闸门的开度之间的第一曲线关系，以及进水井液位、下开式堰门的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全地下污水处理厂重力流进水流量的控制系统，其特征在于：包括设置于全地下污水处理厂的进水段中的监测装置以及与所述监测装置通信连接的SCADA系统；所述监测装置分别设置于所述进水段中的第一控制段和第二控制段，用于对各控制段内的液位及流速进行监测；所述SCADA系统包括SCADA控制模块和模型计算模块，用于根据所述监测装置采集的液位信息和流速信息进行模型计算，并以此对重力流进水流量进行控制。2.根据权利要求1所述的一种全地下污水处理厂重力流进水流量的控制系统，其特征在于：所述全地下污水处理厂的进水段包括依次连通的合流制暗涵或明渠、进水管、进水井和出水管，所述出水管与所述全地下污水处理厂相连通。3.根据权利要求2所述的一种全地下污水处理厂重力流进水流量的控制系统，其特征在于：以所述进水管为所述第一控制段，在所述进水管的进水端设置有闸门，以便通过调控所述闸门的开度控制所述闸门的过流流量。4.根据权利要求3所述的一种全地下污水处理厂重力流进水流量的控制系统，其特征在于：所述监测装置包括设置于所述闸门进水端的第一超声波液位计以及设置于所述进水管内的第一流速仪；所述第一超声波液位计与所述第一流速仪分别与所述SCADA系统通信连接。5.根据权利要求4所述的一种全地下污水处理厂重力流进水流量的控制系统，其特征在于：所述模型计算模块包括第一计算单元，用于接收所述第一超声波液位计与所述第一流速仪的监测信号，计算所述闸门的过流流量，并传输至所述SCADA控制模块；所述SCADA控制模块根据所述闸门的过流流量对所述闸门的开度进行控制。6.根据权利要求5所述的一种全地下污水处理厂重力流进水流量的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张真伟，高玉红，朱飞龙，张诗雄，刘军，邓德宇，黄欢，
申请(专利权)人：中建三局绿色产业投资有限公司，
类型：发明
国别省市：