本公开涉及污水处理领域，尤其涉及一种污水处理系统和污水处理方法。
背景技术：
随着经济社会发展迅猛以及城市化进程加快，大中城市人口激增，相应地，生活、生产产生的污水与日俱增，现有污水处理厂已无法满足日益增加的水量处理要求，污水处理基础设施仍需增加完善。当前大中城市的绝大多数传统污水处理厂采用大规模集中式的污水处理模式，以此削减处理成本，但要求占地面积广。
然而新建这种大规模集中式污水处理厂的选址在大中城市中难以确定，主要体现在：1.大中城市污水管网主干系统已基本建成，新建的污水处理厂应满足城市各区域排水系统的规划要求，因此其选址受到严重的约束；2.大中城市土地快速开发造成土地稀缺或地价昂贵，若以征地拆迁方式，则可能出现协调难度大、建设周期长等问题。
技术实现要素：
为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了以下内容。
根据本公开的一个方面，一种卫星式分布污水处理系统，包括：
至少一处污水处理厂；
至少一处污水处理站；
至少一条主干污水管；
连接所述污水处理站和所述主干污水管的若干支路污水管；
设置于所述污水处理厂和所述污水处理站的第一水质水量监测站；
设置于受纳水体的第二水质水量监测站；
设置于所述主干污水管和所述支路污水管的中途泵站；
以及，水体动态反馈调节管理平台，用于根据所述第一水质水量监测站和所述第二水质水量监测站监测的水质水量数据，通过所述中途泵站调节分配至所述污水处理厂及所述污水处理站的污水量。
根据本公开的至少一个实施方式，所述污水处理站包括污水生化处理装置。所述污水生化处理装置为多级圆环状结构，包括内圈和外圈；所述内圈底部铺设相连通的曝气系统，由同一阀门及流量计统一控制，所述内圈中部设有三相分离器，所述三相分离器上设有气体收集室及排流管，三相分离器的上方设有沉淀区，所述沉淀区内采用斜管填料；所述外圈铺设多组独立控制的曝气自动调节系统。
根据本公开的至少一个实施方式，所述污水处理站还包括污水预处理装置、污泥处理装置。
根据本公开的至少一个实施方式，所述污水生化处理装置采用模块化装配，步骤如下：1)根据项目的处理规模及水质要求，进行参数标准化计算及结构集成设计，并建立污水生化处理装置模型；2)将处理装置主体部分拆分并模块化，所述模块包含壁板模块、三相分离模块、沉淀模块、曝气系统模块、消毒模块及配件模块；3)根据装置结构负荷对材料性能的要求，选择合适的耐腐蚀的钢材材料在生产基地进行各模块化后部件的标准化预制及喷漆，再运至项目现场；4)现场安装，所述现场安装流程为先进行设备基础浇筑，调节水平，打底板并做好反腐防水工作，采用焊接方式先后装配壁板模块、曝气系统模块、三相分离模块、沉淀模块及消毒模块，在安装这些模块时需同步安装相应的管件及电气设施。
根据本公开的至少一个实施方式，所述中途泵站包括自动化调控系统，所述水体动态反馈调节管理平台通过各所述中途泵站的自动化调控系统分配污水量。
根据本公开的至少一个实施方式，所述中途泵站的所述自动化调控系统包括泵自动调节系统、水量测定仪表、控制单元及远程计算机监控系统，所述中途泵站收集水位及水量信息并反馈至水体动态反馈调节管理平台。
根据本公开的至少一个实施方式，所述第一水质水量监测站包括水质在线监测传感仪表、水位流量测定仪表、控制单元及远程计算机监控系统，监控所述受纳水体的水质及水量，并反馈至水体动态反馈调节管理平台。
根据本公开的至少一个实施方式，所述第一水质水量监测站的水质在线监测传感仪表安装于临近的河流监控点。
根据本公开的至少一个实施方式，所述第二水质水量监测站包括自动化控制系统、水质在线监测传感仪表、水位水量测定仪表、控制单元及远程计算机监控系统，监控所述污水处理厂及各所述污水处理站点来水及排水的水质及水量，并反馈至水体动态反馈调节管理平台。
根据本公开的至少一个实施方式，所述第二水质水量监测站中的水质在线监测传感仪表安装于污水生化处理装置的进出水口。
根据本公开的至少一个实施方式，任一所述控制单元分别通过以太网与相应的远程计算机监控系统连接，任一所述远程计算机监控系统分别与所述水体动态反馈调节管理平台连接。
根据本公开的另一方面，一种污水处理方法，采用本公开中任一所述卫星式分布污水处理系统，包括如下步骤：
s1：通过所述水体动态反馈调节管理平台调节分配至至所述污水处理厂及任一所述污水处理站的污水量；
s2：污水经污水处理厂或污水处理站处理后排出。
根据本公开的至少一个实施方式，步骤s1中还包括：
所述水体动态反馈调节管理平台收集水位、水量、水质信息，通过内置水质模型计算污水分配量，反馈至污水处理厂及各所述污水处理站并分配污水量。
根据本公开的至少一个实施方式，所述内置水质模型分配污水量的计算方式为：
若所述污水处理厂及若干所述污水处理站分别为a、b1、b2、b3、……bn，对应的中途泵站实际流量分别为q1、q21、q22、q23、……q2n，其设计流量为q1、q21、q22、q23、……q2n，对应的流量允许偏差为±e1、±e21、±e22、±e23、……±e2n；
当污水处理厂的实际流量q1＜q1-e1，即实际流量低于设计水量范围时，调小一处或多处被调节污水处理站的实际流量，且所述被调节污水处理站的实际流量q2n处于q2n和q2n e2n之间；当污水处理厂的实际流量q1＞q1 e1，即实际流量高于设计水量范围时，调大一处或多处被调节污水处理站的实际流量，且所述被调节污水处理站的实际流量q2n处于q2n-e2n和q2n之间。
根据本公开的至少一个实施方式，所述被调节污水处理站的实际流量始终处于设计流量范围内，污水处理达标排放。
根据本公开的至少一个实施方式，若污水处理站的实际流量q2n与设计流量q2n之间的偏差绝对值为e2n，所述被调节污水处理站按照e2n的大小顺序进行调节。
根据本公开实施例提供的技术方案，具有如下技术效果：1)解决现有污水厂无法满足污水治理需求，新建污水厂选址困难的问题；2)确保处理后的污水水质净化达标，可作为受纳水体的补充水源，降低水库的调节作用，从而实现城市水循环的良性发展；3)该卫星式分布污水处理系统采用模块化装配方式建设，标准化流水线的生产降低了成本，同时建设周期仅为传统污水处理厂的1/3左右。
附图说明
附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
图1是根据本公开的示例性卫星式分布污水处理系统。
附图标记：
1—污水处理厂；2—第一水质水量监测站；3—第二水质水量监测站；4—中途泵站；5—水体动态反馈调节管理平台；6—污水处理站；7—主干污水管；8—支路污水管；91—污水处理厂处理达标排放点；92—污水处理站处理达标排放点。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开。
本公开提供一种卫星式分布污水处理系统，参见图1的示意图。该卫星式分布污水处理系统包括至少一处污水处理厂1，至少一处污水处理站6，至少一条主干污水管7，连接污水处理站6和主干污水管7的若干支路污水管8,设置于受纳水体的第一水质水量监测站2，设置于污水处理厂1和污水处理站6的第二水质水量监测站3，设置于主干污水管7和支路污水管8的中途泵站4，以及水体动态反馈调节管理平台5，水体动态反馈调节管理平台5用于根据第一水质水量监测站2和第二水质水量监测站3的水质水量数据，通过中途泵站4调节分配至污水处理厂1及污水处理站6的污水量。
污水处理站6能够分担污水处理厂1的污水处理压力，并确保污水处理后的水质达标，并调节受纳水体水量。
可选地，所述污水处理厂1为现有的污水处理厂，通常为已经建设完工或投产使用的大中型污水处理厂，所述污水处理站6为新建的污水处理站。本公开中“现有的污水处理厂”定义为：在污水处理站6或卫星式分布污水处理系统之前已经在建或存在的污水处理厂/站/点。该卫星式分布污水处理系统利用基本成形的管网系统及土地资源，采用就近取水原则，类似卫星式分布方式，围绕现有污水处理厂1新建污水处理站6。
可选地，污水处理站6包括污水生化处理装置。所述污水生化处理装置为多级圆环状结构，设内外圈。外圈铺设多组独立控制的曝气自动调节系统，开启外圈曝气系统可为活性污泥发生反硝化反应及其他生化反应提供合适溶解氧。外圈泥水经穿孔板流至内圈，所述内圈底部铺设相连通的曝气系统，由同一阀门及流量计统一控制，所述内圈中部设有三相分离器，所述三相分离器上设有气体收集室及排流管，三相分离器的上方设有沉淀区，所述沉淀区内采用斜管填料。开启内圈曝气系统可为活性污泥发生硝化反应及其他生化反应提供充足溶解氧，泥水混合物随曝气产生的微小气泡进入三相分离器，气体在收集室收集后经排流管排走，气体排走后形成了负压，泥水挤过来补充，因此部分泥水在气提作用下排至外圈，实现了无动力自循环回流。
可选地，所述的污水生化处理装置采用模块装配式建设，建设流程为：步骤一、根据项目的处理规模及水质要求，进行参数标准化计算及结构集成设计，并建立污水生化处理装置模型；步骤二、将处理装置主体部分拆分并模块化，所述模块主要包含壁板模块、三相分离模块、沉淀模块、曝气系统模块、消毒模块及配件模块；步骤三、根据装置结构负荷对材料性能的要求，选择合适的耐腐蚀的钢材材料在生产基地进行各模块化后部件的标准化预制及喷漆，再将其运至项目现场；步骤四、现场安装，所述现场安装流程为先设备基础浇筑调节水平，打底板并做好反腐防水工作，采用焊接方式先后装配壁板模块、曝气系统模块、三相分离模块、沉淀模块及消毒模块，在安装这些模块时需同步安装相应的管件及电气。
可选地，污水处理站6还包括污水预处理装置、污泥处理装置。所述污水预处理单元主要包括格栅和调节池，对进水固体悬浮物含量(ss)较高的污水，还可增加磁分离装置；污泥处置装置主要包含污泥浓缩池、加药装置及压滤机。
可选地，中途泵站4设置有自动化调控系统，该自动化调控系统包括水位水量测定仪表、控制单元及监控系统。中途泵站4收集水位水量信息并反馈至水体动态反馈调节管理平台5，并根据水体动态反馈调节管理平台5的指令分配污水量。
可选地，在受纳水体处设置有第一水质水量监测站2，监控受纳水体的水质水量数据，并反馈至水体动态反馈调节管理平台。
可选地，第一水质水量监测站2中的水质在线监测传感仪表可安装于邻近的河流监控点。如图1所示，在污水处理厂处理达标排放点91和污水处理站处理达标排放点92为受纳水体，设置有第一水质水量监测站2。
可选地，第一水质水量监测站2包括水质在线监测传感仪表、水位流量测定仪表、控制单元及监控系统，具备水质、水量监测功能及数据存储功能。
可选地，在污水处理厂1和各污水处理站6处还设置有若干第二水质水量监测站3，监控污水处理厂1及各污水处理站6的污水处理前后水质及水量情况，并反馈至水体动态反馈调节管理平台5。
可选地，第二水质水量监测站3包括自动化控制系统、水质在线监测传感仪表、水位水量测定仪表、控制单元及监控系统，具备水质检测、维护预警、数据存储、运行监控、安全防卫、故障反馈、远程运维等功能。
可选地，所述污水处理系统水质水量监测站3中的水质在线监测传感仪表可安装于污水生化处理装置的进出水口。
可选地，第一水质水量监测站2和第二水质水量监测站3中的自动化控制系统包括泵自动调节系统及曝气自动调节系统；所述曝气自动调节系统包含溶解氧传感器、风机、电动蝶阀及气体流量计；通过污水处理系统中的控制单元及监控系统，采用模糊控制的原理，根据需要设定特定区域溶解氧值为o0，测定值为ot,则误差为ot-o0，根据输入变量ot-o0，曝气阀门开启度u也相应变化(ot-o0正负值决定开启方向，大小决定开启幅度)，因此将污水生化处理装置中的溶解氧自动控制在设定值。
可选地，水质在线监测传感仪表根据项目要求，包含不限于化学需氧量(cod)、氨氮、总氮量(tn)、总磷量(tp)、溶解氧(do)、固体悬浮物含量(ss)、ph及温度在线传感监测仪。
可选地，各控制单元选用plc控制单元。
可选地，各控制单元包括数据输入模块，数据输入模块设置手动、自动二级输入控制方式，且手动输入控制优先级别高于自动输入控制。
可选地，各控制单元采用以太网接口方式与对应的监控系统连接，各监控系统与水体动态反馈调节管理平台5连接。
可选地，各监控系统采用远程计算机监控系统。
本公开还提供一种卫星式污水处理方法，采用本公开中的卫星式分布污水处理系统，待处理污水通过污水管网汇至污水处理厂1及污水处理站6，水体动态反馈调节管理平台5调节分配汇至污水处理厂1及各污水处理站6的污水量。
可选地，水体动态反馈调节管理平台5包括内置水质模型。水体动态反馈调节管理平台5收集待处理污水的水位、水量、水质等水体信息，处理后污水排放水体的水质、水量等水体信息，受纳水体的水位、水量、水质等水体信息，通过内置水质模型对这些水体信息、运营参数进行计算，计算结果在污水处理厂及各污水处理站点进行双向反馈调节，并通过中途泵站的自动化调控系统合理分配污水量，确保处理后的污水出水水质达标并能够适当调节受纳水体水量。
在本公开的卫星式污水处理方法中，采用如下模型分配污水量：
分别假设现有的污水处理厂1及若干新建的污水处理站6分别为a、b1、b2、b3、……bn，对应的中途泵站实际流量分别为q1、q21、q22、q23、……q2n，其设计流量为q1、q21、q22、q23、……q2n，对应的流量允许偏差为±e1、±e21、±e22、±e23、……±e2n。
正常情况下，各处理点的泵站流量q1、q21、q22、q23、……q2n应在q1±e1、q21±e21、q22±e22、q23±e23、……q2n±e2n内；
异常情况下，即不在范围内时，对应的中途泵站自动化调控系统将该异常情况反馈至水体动态反馈调节管理平台5，所述水体动态反馈调节管理平台调节方式采用模糊控制系统。假设a的实际流量q1＜q1-e1，即是低于设计水量范围运转，通过系统的优选，调节 e值较大某b点(可以为一处或多处)，通过其对应的中途泵站自动化调控系统，自动调小流量在较低的设计范围内；假设a的实际流量q1＞q1 e1，即是高于设计水量范围运转，通过系统的优选，调节-e值较大某b点(可以为一处或多处)，通过其对应的中途泵站自动化调控系统，自动调大流量在较低的设计范围内。优选的，若污水处理站的实际流量q2n与设计流量q2n之间的偏差绝对值为e2n，所述被调节污水处理站按照e2n的大小顺序进行调节，并且可用于调节的站点前提为正常运行，及污水处理达标排放，且无其他异常情况。
除此之外，各水厂均在合理范围内运转时，若其对应的受纳水体监测站反馈该受纳水体水量匮乏需要补充水源时。优先的，污水量应在设计的合理范围内，可调节其他水厂污水量进入该水厂，调节方式同上，净化后的水可作为受纳水体的补充水源。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。
1.一种卫星式分布污水处理系统，其特征在于，包括：
至少一处污水处理厂；
至少一处污水处理站；
至少一条主干污水管；
连接所述污水处理站和所述主干污水管的若干支路污水管；
设置于受纳水体的第一水质水量监测站；
设置于所述污水处理站的第二水质水量监测站；
设置于所述主干污水管和所述支路污水管的中途泵站；
以及，水体动态反馈调节管理平台，用于根据所述第一水质水量监测站和所述第二水质水量监测站监测的水质水量数据，通过所述中途泵站调节分配至所述污水处理厂及所述污水处理站的污水量。
2.根据权利要求1所述的卫星式分布污水处理系统，其特征在于，所述污水处理站包括污水生化处理装置，所述污水生化处理装置为多级圆环状结构，所述多级圆环状结构包括内圈和外圈；所述内圈底部铺设相连通的曝气系统，由同一阀门及流量计统一控制，所述内圈中部设有三相分离器，所述三相分离器上设有气体收集室及排流管，三相分离器的上方设有沉淀区，所述沉淀区内采用斜管填料；所述外圈铺设多组独立控制的曝气自动调节系统。
3.根据权利要求2所述的卫星式分布污水处理系统，其特征在于，所述污水生化处理装置采用模块化装配，步骤如下：1)根据项目的处理规模及水质要求，进行参数标准化计算及结构集成设计，并建立污水生化处理装置模型；2)将污水生化处理装置模型的主体部分拆分成模块，所述模块包含壁板模块、三相分离模块、沉淀模块、曝气系统模块、消毒模块及配件模块；3)根据装置的结构及负荷对材料性能的要求，选择合适的耐腐蚀的钢材材料在生产基地进行各模块化后部件的标准化预制及喷漆，再运至项目现场；4)现场安装，所述现场安装流程为先进行设备基础浇筑，调节水平，打底板并进行防腐防水工程，采用焊接方式先后装配壁板模块、曝气系统模块、三相分离模块、沉淀模块及消毒模块，在安装各模块时同步安装相应的管件及电气设施。
4.根据权利要求1所述的卫星式分布污水处理系统，其特征在于，所述中途泵站包括自动化调控系统，所述水体动态反馈调节管理平台通过各所述中途泵站的自动化调控系统分配污水量；所述中途泵站的所述自动化调控系统包括泵自动调节系统、水量测定仪表、控制单元及远程计算机监控系统，所述中途泵站收集水位及水量信息并反馈至水体动态反馈调节管理平台；所述中途泵站的控制单元通过以太网与远程计算机监控系统连接，所述远程计算机监控系统与水体动态反馈调节管理平台连接。
5.根据权利要求1或4所述的卫星式分布污水处理系统，其特征在于，所述第一水质水量监测站包括水质在线监测传感仪表、水位流量测定仪表、控制单元及远程计算机监控系统，监控所述受纳水体的水质及水量，并反馈至水体动态反馈调节管理平台；所述第一水质水量监测站的控制单元通过以太网与远程计算机监控系统连接，所述远程计算机监控系统与水体动态反馈调节管理平台连接。
6.根据权利要求1或4或5所述的卫星式分布污水处理系统，其特征在于，所述第二水质水量监测站包括自动化控制系统、水质在线监测传感仪表、水位水量测定仪表、控制单元及远程计算机监控系统，监控所述污水处理厂及各所述污水处理站点来水及排水的水质及水量，并反馈至水体动态反馈调节管理平台；所述第二水质水量监测站的控制单元通过以太网与远程计算机监控系统连接，所述远程计算机监控系统与水体动态反馈调节管理平台连接。
7.一种污水处理方法，其特征在于，采用如权利要求1-6任一所述的卫星式分布污水处理系统，包括如下步骤：
s1：通过所述水体动态反馈调节管理平台调节分配至至所述污水处理厂及任一所述污水处理站的污水量；
s2：污水经污水处理厂或污水处理站处理后排出。
8.根据权利要求7所述的卫星式污水处理方法，其特征在于，步骤s1中还包括：
所述水体动态反馈调节管理平台收集水位、水量、水质信息，通过内置水质模型计算污水分配量，反馈至污水处理厂及各所述污水处理站并分配污水量。
9.根据权利要求8所述的卫星式污水处理方法，其特征在于，所述内置水质模型分配污水量的计算方式为：
若所述污水处理厂及若干所述污水处理站分别为a、b1、b2、b3、……bn，对应的中途泵站实际流量分别为q1、q21、q22、q23、……q2n，其设计流量为q1、q21、q22、q23、……q2n，对应的流量允许偏差为±e1、±e21、±e22、±e23、……±e2n，对应的正常流量范围为q1±e1、q21±e21、q22±e22、q23±e23、……q2n±e2n；
当污水处理厂的实际流量q1＜q1-e1，即实际流量低于设计水量范围时，调小一处或多处被调节污水处理站的实际流量，且所述被调节污水处理站的实际流量q2n处于q2n和q2n e2n之间；当污水处理厂的实际流量q1＞q1 e1，即实际流量高于设计水量范围时，调大一处或多处被调节污水处理站的实际流量，且所述被调节污水处理站的实际流量q2n处于q2n-e2n和q2n之间。
10.根据权利要求9所述的污水处理方法，其特征在于，若污水处理站的实际流量q2n与设计流量q2n之间的偏差绝对值为e2n，所述被调节污水处理站按照e2n的大小顺序进行调节。
技术总结