一種帶自控的曝氣生物濾池處理系統的製作方法
2023-06-19 15:53:01
本實用新型屬於水處理技術領域，具體說，涉及一種帶自控的曝氣生物濾池處理系統。
背景技術：
曝氣生物濾池簡稱BAF，BAF最初應用於汙水深度處理，是集生物氧化和截留懸浮固體於一體，省去了二沉池。該工藝具有良好的顆粒過濾性能和生物富集性能，具有容積負荷高、水力負荷大、水力停留時間短的優點，對SS、COD、BOD、氮、磷等有害汙染物具有強的去除作用。由於BAF具有良好的處理性能，且隨著其核心組成填料的更新發展，以及工藝參數的優化改進，使BAF的應用範圍擴展至微汙染源水處理、難降解有機物處理、低溫汙水硝化等領域。
現有的曝氣生物濾池仍存在自動化程度不高，並且曝氣不均勻，同時因填料掛膜或工藝條件等因素影響水處理效率，上述問題均限制了BAF的推廣普及，因此需要一種帶有自控功能的曝氣生物濾池處理系統。
技術實現要素：
本實用新型的目的在於提供一種帶自控的曝氣生物濾池處理系統，以解決上述問題。
本實用新型的實施例提供了一種帶自控的曝氣生物濾池處理系統，包括曝氣生物濾池處理裝置和自動控制裝置；自動控制裝置與曝氣生物濾池處理裝置連接，用於對曝氣生物濾池處理裝置的進水流量及曝氣進行自動控制。
進一步，曝氣生物濾池處理裝置包括進水箱、出水箱、進水泵、曝氣泵，以及四個依次排列的反應柱，進水泵與四個反應柱分別相連，用於將進水箱的水輸送至四個反應柱內，曝氣泵與四個反應柱分別相連，用於為反應柱提供氧氣；反應柱包括圓柱形反應室，反應室內從上往下依次為填料層和承託層，反應室底部的進水口連接反應室和進水箱，位於反應柱上部的出水口連接出水箱及反應室；反應室下方設有與反應室同直徑的氣室，氣室與反應室間有鈦板曝氣盤相隔，氣室的中部設有進氣口，進氣口連接氣室和曝氣泵，氣室的底部裝有排空閥。
進一步，反應柱包括第一反應柱、第二反應柱、第三反應柱及第四反應柱，第一反應柱內的填料層由天然沸石和改性沸石分兩層1:1配比裝填，裝填順序自上而下為天然沸石、改性沸石；第二反應柱全部由天然沸石裝填；第三反應柱由天然沸石和陶粒分兩層1:1配比裝填，裝填順序自上而下為沸石、陶粒；第四反應柱全部由陶粒裝填。
進一步，承託層由鵝卵石裝填。
進一步，曝氣泵通過氣體流量計與氣室的進氣口連接。
進一步，反應室設有採樣口。
進一步，自動控制裝置，包括可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller，簡稱PLC)自控箱、pH在線檢測儀、溶解氧(Dissolved Oxygen，DO)在線檢測儀、氧化還原電位(Oxidation-Reduction potential，ORP)在線檢測儀、液位浮球閥控制器及進水電磁閥；可編程邏輯控制器自控箱與液位浮球閥控制器及進水電磁閥連接，用於自動控制和記錄系統運行狀況；液位浮球閥控制器用於控制進水箱的水位，當液位低於安全設定值時，自動關停所述進水泵；進水電磁閥與進水泵及浮球閥控制器連接，用於控制進水管路的閉合；pH在線檢測儀、溶解氧在線檢測儀、氧化還原電位在線檢測儀分別用於實時在線檢測pH、溶解氧及氧化還原電位。
進一步，自動控制裝置，還包括自動控制裝置控制面板，自動控制裝置控制面板包括pH控制器、溶解氧控制器、氧化還原電位控制器、電源指示燈、曝氣泵啟停控制開關。
與現有技術相比本實用新型的有益效果是：將自動控制裝置與曝氣生物濾池處理裝置相連，實現了對該處理裝置的進水流量與曝氣的控制。所述的自動控制裝置採用可編程邏輯控制器聯合pH、溶解氧、氧化還原電位在線檢測儀，可實現對工藝系統處理狀況的實時監控，節省了人力、降低了能耗。所述的曝氣生物濾池處理裝置採用鈦板曝氣，提高了曝氣均勻度和充氧效率；同時採用多介質複合填料，提高了有機物和含氮汙染物的去除效率。
附圖說明
圖1是本實用新型一種帶自控的曝氣生物濾池處理系統曝氣生物濾池處理裝置的結構示意圖；
圖2是本實用新型一種帶自控的曝氣生物濾池處理系統反應柱的結構示意圖；
圖3是本實用新型一種帶自控的曝氣生物濾池處理系統自動控制裝置控制面板的示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖所示的各實施方式對本實用新型進行詳細說明，但應當說明的是，這些實施方式並非對本實用新型的限制，本領域普通技術人員根據這些實施方式所作的功能、方法、或者結構上的等效變換或替代，均屬於本實用新型的保護範圍之內。
參圖1及2所示，圖1是本實用新型一種帶自控的曝氣生物濾池處理系統曝氣生物濾池處理裝置的結構示意圖；圖2是本實用新型一種帶自控的曝氣生物濾池處理系統反應柱的結構示意圖。
本實施例提供了一種帶自控的曝氣生物濾池處理系統，包括曝氣生物濾池處理裝置和自動控制裝置；自動控制裝置與曝氣生物濾池處理裝置連接，用於對曝氣生物濾池處理裝置的進水流量及曝氣進行自動控制。
在本實施例中，曝氣生物濾池處理裝置包括進水箱1、出水箱3、進水泵5(蠕動泵)、曝氣泵7，以及四個依次排列的反應柱201、202、203、204，進水泵5與四個反應柱分別相連，用於將進水箱1的水輸送至四個反應柱內，曝氣泵7與四個反應柱分別相連，用於為反應柱提供氧氣；反應柱包括直徑為120mm、高550mm的圓柱形反應室，反應室內從上往下依次裝有填料層9和承託層10，距反應室底部17.5mm處的進水口13連接反應室和進水箱1，位於反應柱上部70mm處的出水口14連接出水箱3及反應室。反應室下方設有高50mm並與反應室同直徑的氣室11，氣室11與反應室間有鈦板曝氣盤12相隔，氣室11的中部設有進氣口15，進氣口15連接氣室11和曝氣泵7，氣室11的底部裝有排空閥17，方便排空氣室11內積水。曝氣泵7通過氣體流量計8與氣室11的進氣口15連接。反應室還設有採樣口16。為了提高BAF系統的曝氣均勻度和溶解氧濃度，本實施例通過在氣室與反應柱間安裝鈦板(鈦板曝氣盤12)，用鈦板進行曝氣。鈦板屬於微孔(孔徑0.45-100μm)曝氣裝置，且氣泡均勻，同時還具有耐腐蝕、重量輕、強度高、不堵塞的優點，大大提高了曝氣的均勻度和充氧效率。
在本實施例中，反應柱包括第一反應柱201(1#)、第二反應柱202(2#)、第三反應柱203(3#)及第四反應柱204(4#)，第一反應柱201內的填料層由天然沸石和改性沸石分兩層1:1配比裝填，裝填順序自上而下為天然沸石、改性沸石；第二反應柱202全部由天然沸石裝填；第三反應柱203由天然沸石和陶粒分兩層1:1配比裝填，裝填順序自上而下為沸石、陶粒；第四反應柱204全部由陶粒裝填。為了提高BAF系統的水處理效率，本實施例通過填料的篩選、優化配比，構建了多介質複合填料BAF系統，顯著提高了BAF系統的有機物和含氮汙染物的去除效率。
在本實施例中，承託層10由鵝卵石裝填，介於主體填料(填料層9)與曝氣盤(鈦板曝氣盤12)中間。
在本實施例中，自動控制系統硬體包括可編程邏輯控制器自控箱4，液位浮球閥控制器，進水電磁閥6，pH在線檢測儀，溶解氧在線檢測儀，氧化還原電位在線檢測儀。PLC是實現控制和記錄的主體單元，其由電源、中央處理單元、存儲器、輸入輸出接口電路、功能模塊和通信模塊組成。可編程邏輯控制器自控箱4可自動控制和記錄系統運行狀況。液位浮球閥控制器及進水電磁閥6與可編程邏輯控制器自控箱4連接，液位浮球閥控制器用於控制進水箱1的水位，當液位低於安全設定值時，自動關停進水泵5，防止進水泵5空轉；進水電磁閥6與進水泵5及浮球閥控制器連接，進水電磁閥6的啟停除與進水泵5聯動外，還與液位浮球閥控制器聯動，用於控制進水管路的閉合。pH在線檢測儀實時檢測反應柱出水的pH值；DO在線檢測儀用於檢測反應柱內的溶解氧濃度；ORP在線檢測儀用於檢測反應柱出水的氧化還原電位值。
在本實施例中，自動控制裝置還包括自動控制裝置組態，自動控制裝置組態主要包括曝氣生物濾池工藝總圖、實時曲線、歷史曲線、歷史數據報表、實時數據報表五個功能模塊，實現了遠程監控、數據分析等功能。其中，工藝總圖是對整套BAF處理系統的管理和監控，可控制進水泵5、進水電磁閥6、曝氣泵7的啟停，同時可控制進水泵5的轉速和流量；實時曲線是以曲線方式顯示各反應柱實時測量數據(包括pH、DO、ORP)；歷史曲線通過歷史時間查詢過去某一時刻或某一時間段的歷史數據；歷史數據報表以報表的形式顯示歷史數據，並且可以設置查詢時間範圍和間隔，歷史數據可導出為EXCEL格式文件；實時數據報表以報表的形式顯示實時數據。
在本實施例中，自動控制裝置還包括自動控制裝置控制面板，參圖3所示的自動控制裝置控制面板(手動操作面板)的示意圖，主要包括pH控制器18、DO(溶解氧)控制器19、ORP(氧化還原電位)控制器20、電源指示燈21、曝氣泵啟停控制開關22四個部分。其中pH控制器18、DO控制器19、ORP控制器20分別顯示實時pH、DO、ORP數據；電源指示燈21的明暗用於顯示系統的供電狀況；曝氣泵啟停控制開關22共4個，可以分別控制相對應的4個曝氣泵7的啟動與關閉。
本實用新型通過提供了一種帶自控的曝氣生物濾池處理系統，具有如下有益效果：
1)通過構建了PLC智能控制聯合pH、DO、ORP在線檢測儀的自動控制系統，提高了BAF處理系統的自動化程度；
2)通過採用鈦板微孔曝氣盤代替傳統曝氣砂頭，大大提高了曝氣的均勻度和充氧效率；
3)通過建立4組不同材質、不同配比、不同組合填料的反應柱，顯著提高了裝置的有機物和含氮汙染物的去除效率。
上文所列出的一系列的詳細說明僅僅是針對本實用新型的可行性實施方式的具體說明，它們並非用以限制本實用新型的保護範圍，凡未脫離本實用新型技藝精神所作的等效實施方式或變更均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
對於本領域技術人員而言，顯然本實用新型不限於上述示範性實施例的細節，而且在不背離本實用新型的精神或基本特徵的情況下，能夠以其他的具體形式實現本實用新型。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示範性的，而且是非限制性的，本實用新型的範圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和範圍內的所有變化囊括在本實用新型內。