被动消泡装置、污水处理厂尾端泡沫处理系统及控制方法与流程

本发明涉及废水处理，尤其涉及一种被动消泡装置、污水处理厂尾端泡沫处理系统及控制方法。

背景技术：

1、城镇污水在完成厂区内处理后，一大去处是作为景观环境用水排入河道、湖泊等水体受纳区域，尽管此时水中杂质已符合处理要求，但由于水中仍有易起泡物质或跌水较剧烈等原因，会在排水口附近形成稳定且连续的泡沫漂浮、泡沫富集现象。大量漂浮泡沫的直观易见性容易引起公众警惕，也会给污水处理厂的稳定运行带来负面影响，包括增加人工消泡劳动强度；增加厂区内消泡剂投加量而引起的运行成本提高、以及因消泡剂的过量加入使水质返劣等。因此，针对这类污水处理厂出水尾端的泡沫控制尤为重要。

2、现有技术多是针对污水处理厂区内(生物池区域)的泡沫问题进行控制，这类泡沫可分为化学泡沫和生物泡沫两大类。化学泡沫是在曝气或搅拌条件下由废水中的起泡物质(如表面活性剂、某些悬浮物质等)所引起的；生物泡沫则是一个由气-水-微生物形成的稳定三相系统，其原因主要是由于丝状菌的大量繁殖而引起，丝状菌多呈丝状或枝状，容易捕捉悬浮颗粒和气泡浮到水面，形成较为稳定的生物泡沫。

3、文献报道的针对污水处理厂区内的泡沫控制，主要有以下几种方法：(1)喷洒水或泵回喷活性污泥至泡沫表面。这种方法通过水压破碎液面上的气泡。然而，由于活性污泥的黏度高，泡沫不易破裂，同时喷水过程可能引发二次泡沫问题。(2)减少曝气量以降低泡沫产生。但这种方法会降低曝气池中的溶解氧含量，从而影响污水处理后的水质。(3)安装泡沫破碎机。这种方法在曝气池的冒泡处安装泡沫破碎机，该设备包括扇形叶轮、电动机和变频器。但这类设备的效果不稳定，且耗电量大、运行费用高。(4)投加消泡剂。消泡剂可以快速控制泡沫的积聚，但仅能减缓泡沫增长，无法完全消除泡沫的形成，因此需要反复喷施，导致消泡成本较高。此外，过量使用消泡剂可能影响生化处理池中微生物的活性，并在水体中残留，可能引发二次污染。

4、综上所述，现有的泡沫控制方法都是针对污水处理厂区内(生物池区域)的泡沫问题开展的相关研究，并不适宜于排水尾端泡沫控制，且上述方法本身也有不少弊端。

5、尽管现有研究并未针对污水处理厂的出水尾端泡沫进行专门研究，但一些泡沫控制系统或方法仍具有参考价值。申请号为201510141310.x的发明专利(1)提供了一种装置，该装置可用于解决好氧生物过程大量泡沫堆积问题，装置包括一个增力电动搅拌器和一组搅拌浆。通过调节增力电动搅拌器的速度来控制搅拌桨，由物理搅拌过程进行破泡。申请号为202110940606.3的发明专利(2)为煤制气工业废水泡沫的控制问题设计了一种人工智能控制系统及方法，该专利通过监测并控制生化处理系统的进水cod浓度以及好氧池内污泥浓度和溶解氧浓度，可使生化系统中的泡沫体积减少，同时在生化处理过程中除cod和氮磷效果更好；加装的水喷淋系统也以水力冲击的方式对泡沫减量有益。申请号为202320305568.9的实用新型专利(3)提供了一种曝气池泡沫清除系统，包括曝气池、过滤箱、可漂浮在水面上的刮泡器、破碎器和水泵，所述曝气池的上方设有推进器和多个高压喷头，所述推进器的下侧与刮泡器固定连接并可带动刮泡器在水面移动，所述刮泡器的下侧中部连通有连接管，连接管的自由端与破碎器的上端连通，用于将刮除的泡沫通入破碎器中，所述破碎器的下端与过滤箱的上端连通，所述水泵的一端与过滤箱连通，另一端与高压喷头连通。该系统同样是利用物理作用进行泡沫控制。

6、但在上述的现有专利同样具有系统复杂、消泡效率低、运行成本高等问题。以专利(2)为例，该系统需要从生物池处理端入手，系统监测和控制要素过多、操作复杂；以水力冲击破泡为例，该过程难以实现泡沫的彻底消除且易引起二次泡沫；以泡沫破碎装置为例，其在回收过程中耗电量大、运行成本高。

技术实现思路

1、为了解决以上的技术问题，本技术实施例提供一种被动消泡装置、污水处理厂尾端泡沫处理系统及控制方法，通过物理组合消泡辅以智能化学消泡的手段对污水处理厂出水尾端泡沫进行控制。

2、为了达到上述目的，本技术实施例采用的技术方案如下：

3、第一方面，提供一种被动消泡装置，用于对水中的泡沫进行消除，所述装置包括设置于出水口处的第一消泡装置，所述第一消泡装置与所述出水口之间具有势差，所述第一消泡装置设置有破泡网面，所述破泡网面面向所述出水口正向设置；还包括设置于所述第一消泡装置下游的第二消泡装置，所述第二消泡装置包括多个浮子，多个所述浮子通过连接杆进行串联形成拦截空间。

4、进一步的，所述第一消泡装置还包括与所述破泡网面连接的支撑格栅，所述支撑格栅与所述破泡网面远离所述出水口一面连接，且在所述支撑格栅中设置有非直线通道与所述破泡网面进行连通。

5、进一步的，所述破泡网面由按照第一方向和第二方向排布的多个呈波纹型的破泡丝构成，所述第一方向和所述第二方向为非平行方向。

6、进一步的，所述拦截空间呈v型设置。

7、第二方面，一种污水处理厂尾端泡沫处理系统，用于对污水处理厂排出的可排水中的泡沫进行消除，所述污水处理厂设置有用于盛放的可排水的尾端水池，包括基于上述任一项所述的被动消泡装置，所述第一消泡装置设置于所述尾端水池出水口处，还包括控制子系统以及与所述控制子系统电连接的主动消泡装置、化学消泡装置；所述主动消泡装置设置于所述拦截空间内输出具有压力的水流，所述化学消泡装置设置于所述尾端水池处用于向所述尾端水池注入消泡剂，所述控制子系统用于控制所述主动消泡装置和所述化学消泡装置的开启和关闭。

8、进一步的，所述控制子系统包括面向所述拦截空间设置的图像采集装置，以及与所述图像采集装置电连接的服务器，所述图像采集装置用于获取所述拦截空间的区域图像并上传至所述服务器，所述服务器对所述区域图像中泡沫进行识别并确定泡沫在所述拦截空间内的泡沫占比，并基于所述泡沫占比对所述主动消泡装置或/和所述化学消泡装置的开启和关闭进行控制。

9、进一步的，所述主动消泡装置包括水泵以及与所述连接的水管，在所述水管上设置有多个喷嘴，多个所述喷嘴面向所述拦截空间设置。

10、第三方面，提供一种污水处理厂尾端泡沫处理控制方法，应用于上述中任一项所述的控制子系统，所述方法包括：按照图像采集时间间隔获取所述区域图像，对所述区域图像进行区域分割确定泡沫在所述拦截空间内的泡沫占比；当所述泡沫占比超过预设置泡沫占比阈值时，控制所述主动消泡装置在预设置时间段内开启；采集所述主动消泡装置在控制周期内的开启次数，当所述开启次数超过预设置阈值时，基于化学消泡控制策略控制所述化学消泡装置的开启

11、进一步的，所述对所述区域图像进行区域分割确定泡沫在所述拦截空间内的泡沫占比，包括：对所述区域图像进行灰度处理得到灰度图像，对所述灰度图像进行阈值分割，将泡沫区域与其他区域分离，计算泡沫区域的图像像素数，基于所述图像像素数确定所述泡沫占所述拦截空间内的面积比例，所述面积比例为所述泡沫占比。

12、进一步的，所述基于化学消泡控制策略控制所述化学消泡装置的开启，包括：获取所述尾端水池的可排水体积，基于预设置的消泡剂注入比例控制所述化学消泡装置的开启。

13、第四方面，提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述任一项所述的污水处理厂尾端泡沫处理控制方法。

14、第五方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述任一项所述的污水处理厂尾端泡沫处理控制方法。

15、本技术实施例提供的技术方案中，通过设置被动消泡装置、主动消泡装置、化学消泡装置以及控制子系统实现被动消泡、主动消泡和化学消泡协同作用实现综合消泡，并通过控制子系统实现消泡智能化控制，实现泡沫的高效、低耗控制。