本实用新型涉及污水处理领域，特别涉及污水处理药剂投加系统和污水处理系统。
背景技术：
城市污水中含有许多氮磷物质，这些物质如果排放进入自然水体，会造成水体富营养化。因此，为提高水环境质量，降低水体富营养化的程度，我国《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)当中的一级A排放标准要求出水总磷必须小于0.5mg/L。目前现有的污水除磷工艺主要有生物除磷和化学除磷两种，由于A2/O工艺生物脱氮与生物除磷之间存在碳源竞争等矛盾，如果某一污水处理厂侧重脱氮处理，则光靠生物除磷很难满足出水水质的要求。为确保出水总磷满足一级A排放标准，污水处理厂通常再额外通过投加化学药剂的方式进一步提高总磷去除能力。
对于化学除磷工艺来说，主要有前置除磷、同步除磷和后置除磷。前置除磷能降低生物处理构筑物负荷，平衡负荷的波动变化，但会造成总污泥产量增加，影响反硝化的进行；同步除磷通过污泥回流可以充分利用除磷药剂，可以通过投加金属盐药剂避免污泥膨胀，但会增加污泥产量，当硝酸盐污泥和剩余污泥混合在一起，回收磷酸盐较为困难，此外在厌氧状态下污泥中磷会再次释放；后置除磷工艺所需投资较大，但硝酸盐的沉淀与生物处理过程相分离，可以互不影响，并且药剂投加可以按磷负荷的变化进行控制，产生的磷酸盐污泥可以单独排放，并可以加以利用。
传统的除磷投药有人工投加和自动控制系统投加，人工投加加药量无法精确控制，一般为了保证出水达标会加大药剂投量，如此容易造成化学药剂的浪费，增加运营成本。自动控制投加目前大多采用后反馈控制系统，只根据监测加药除磷池的出水水质对投药量进行调节，因此具有较大的滞后特性，当进水负荷波动较大时，不能很好的保证出水水质稳定。因此，迫切需要发展一种基于前馈和反馈的除磷药剂投加复合控制装置。
技术实现要素：
为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供污水处理药剂投加系统和污水处理系统，其能解决现有的污水处理药剂投加系统只根据监测出水水质对投药量进行调节，具有较大的滞后特性，当进水负荷波动较大时，不能很好的保证出水水质的问题。
本实用新型的目的采用以下技术方案实现：
污水处理药剂投加系统，包括用于检测进水口水质的进水端检测仪、用于检测出水口水质的出水端检测仪、用于根据进水口水质和出水口水质计算投药参数的控制装置和用于根据投药参数投药的投药装置，所述进水端检测仪、出水端检测仪和投药装置均与所述控制装置连接。
优选的，所述污水处理药剂投加系统还包括用于检测进水口流量的流量计，所述流量计与所述控制装置连接，所述控制装置用于根据进水口水质、进水口流量和出水口水质计算投药参数。
优选的，所述投药装置包括变频器和由所述变频器驱动的投药泵。
优选的，所述控制装置包括数据采集单元、计算单元和通讯单元；所述采集单元用于从所述进水端检测仪、出水端检测仪获取水质参数；所述计算单元用于根据水质参数和水质设定值计算投药参数；所述通讯单元用于将所述投药参数传输至所述投药装置。
优选的，所述污水处理药剂投加系统还包括上位机或服务器，所述通讯单元还用于与所述上位机或服务器通讯。
优选的，所述控制装置为PLC控制柜。
优选的，所述PLC控制柜包括型号为S7-200的PLC。
优选的，所述进水端检测仪和出水端检测仪均为总磷检测仪。
污水处理系统，包括上述任一项所述的污水处理药剂投加系统。
相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：通过进水端检测仪检测进水口水质，出水端检测仪检测出水口水质，控制装置根据进水口的水质实时计算出投药参数；同时根据相关标准定义的水质指标设定值和出水口水质实时修正所述投药参数；实现了基于前馈和反馈复合的污水处理药剂投加控制系统，具有控制过程反应迅速，投药量调节精确的优点，可以达到保证出水口水质达标的同时节省药剂，避免多余药剂污染环境的效果。
附图说明
图1是本实用新型提供的污水处理药剂投加系统的结构示意图。
110、进水端检测仪；120、出水端检测仪；130、控制装置；140、投药装置；150、流量计。
具体实施方式
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
如图1所述的污水处理药剂投加系统，包括用于检测进水口水质的进水端检测仪110、用于检测出水口水质的出水端检测仪120、用于根据进水口水质和出水口水质计算投药参数的控制装置130和用于根据投药参数投药的投药装置140，进水端检测仪110、出水端检测仪120和投药装置140均与控制装置130连接。
优选的，进水端检测仪110和出水端检测仪120均为带有通讯功能的总磷检测仪或氨氮检测仪。本实施例中以进水端检测仪110和出水端检测仪120均为总磷检测仪为例。总磷检测仪可以是总磷测定仪、总磷分析仪、污水总磷测定仪等装置，其工作原理可为钼酸铵分光光度法、微电脑光电子比色检测原理等，一般可从市面上直接采购。
本实施例以总磷值为最终控制目标，通过进水端检测仪110将进水口的总磷含量发送至控制装置130；控制装置130根据进水口的总磷含量实时计算出投药参数；同时根据相关标准定义的出水总磷指标设定值与出水端检测仪120检测到的出水口实际总磷值实时修正所述投药参数；再将投药参数传递给投药装置140，之后投药装置140根据所述投药参数对除磷加药池进行加药。
本实用新型所述的污水处理药剂投加系统，通过进水端检测仪110检测进水口水质，出水端检测仪120检测出水口水质，控制装置130根据进水口的水质实时计算出投药参数；同时根据相关标准定义的水质指标设定值和出水口水质实时修正所述投药参数；实现了基于前馈和反馈复合的污水处理药剂投加控制，具有控制过程反应迅速，投药量调节精确的优点，可以达到保证出水口水质达标的同时节省药剂，避免多余药剂污染环境的效果。
进一步，污水处理药剂投加系统还包括用于检测进水口流量的流量计150，流量计150与控制装置130连接。流量计150测得的进水流量可以反映污水处理的负荷大小，可以进一步精确投药参数。投药参数可以是药物体积、质量等。典型的，投药参数为药物流量时，可以通过如下计算式计算：
Qt’＝α×162.5÷31×CTP_in×Q (1)
e＝CTP_out-CTP_set (2)
Qt＝Qt’+e×KP+KI×∫e (3)
其中，Qt’表示修正前的投药参数—第一药剂投加量，其单位是mg/h；Qt表示修正后的投药参数—第二药剂投加量，其单位也是mg/h；α为投加系数，实际投加时建议通过投加试验确定；CTP_in为除磷加药池前进水处的总磷浓度，根据各厂实际情况确定，单位mg/L；CTP_out为除磷加药池出水处的总磷浓度，根据各厂实际情况确定，单位mg/L；CTP_set为设定出水总磷浓度，单位mg/L；Q为进水流量，单位L/h；162.5是三氯化铁(FeCl3)的摩尔质量，31是磷(P)的摩尔质量；KP为比例系数，KI为积分系数，均由实际试验确定；e为出水总磷浓度值与总磷设定值的误差；∫e为对e做积分处理。
公式(1)体现的是控制装置130根据进水口的总磷含量和进水口的流量实时计算出投药参数；公式(2)体现的是出水口的总磷含量和水质设定值(本实施例中为总磷设定值)的偏差；公式(3)体现的是根据出水总磷指标设定值与出水端检测仪120检测到的出水口实际总磷值的偏差对投药参数进行修正。
优选的，投药装置140包括变频器和由变频器驱动的投药泵(图未示)。采用变频器控制的投药泵具有节能、调节迅速的优点。
进一步，控制装置130包括数据采集单元、计算单元和通讯单元(图未示)；采集单元用于从进水端检测仪110、出水端检测仪120获取水质参数；计算单元用于根据水质参数和水质设定值计算投药参数；通讯单元用于将投药参数传输至投药装置140。
作为本实用新型的进一步改进，污水处理药剂投加系统还包括上位机或服务器(图未示)，相应的，通讯单元还用于与上位机或服务器通讯。控制装置130通过连接线或以太网与上位机或服务器通讯，可以远程监测数据采集单元采集得到的各种参数数据、也可以远程计算得到的药剂投加量以及相应的投药频率，并可以远程控制药剂量的投加。
优选的，控制装置130为PLC控制柜，PLC控制柜可以包括型号为S7-200的PLC。
本实用新型所述的污水处理药剂投加系统更进一步的实施在于应用本污水处理药剂投加系统的污水处理药剂投加系统。污水处理药剂投加系统中进水口、出水口、投药池等的设置可以根据现有技术实现，例如采用A2/O工艺的后置除磷，一般将化学药剂(如三氯化铁)投加到二沉池后的一个混合池(除磷加药池)中，并在其后设置沉淀池。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。