汙水處理動態控制裝置的製作方法

2023-11-06 13:18:47

專利名稱：汙水處理動態控制裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及汙水處理技術領域，特別涉及一種汙水處理動態控制方裝置。
背景技術：
隨著現代工、農業的發展，產生了大量的工業、農業和生活廢棄物並隨 之釋放到環境中，使得環境受到汙染，由於廢棄物中存在大量有毒有害物質， 嚴重影響了人類的正常生活與生產。其中，以水汙染是主要的汙染之一。曰
前，全世界每年約有4200多億立方米的汙水排入江河湖海，有大概5.5萬億立 方米的淡水受到了汙染，這相當於全球徑流總量的14%以上。多年來，研究 人員採用了包括生物處理、化學處理、熱處理、催化氧化、相轉移和光解等 方法應用於廢水處理中。但目前這些方法，都存在著局限，而且處理費用太咼。
目前，在現有的生化處理系統中，最初的設計建造方式較多採用的是預 先設定好固定水量、水質COD濃度值進行傳統的時間控制方法，再依此確定 相關處理控制參數，如單位時間處理量、曝氣量及各工藝段的停留時間等， 而這些處理控制參數是固定值，不能進行實時調整或在線控制。因此，現有
的汙水處理方法在實際運行時存在以下問題
1、 由於現有的汙水處理系統無法根據進水量進行實時的調整與控制，因 此，當進水量與水質變化值與預先設定值偏差較大時，在處理過程中，系統 將無法精確的進行處理，從而造成排放水中的水質不能達到標準，或者由於 曝氣過量，導致浪費能耗，還可能會引發低負荷汙泥膨脹。
2、 由於現有的汙水處理系統無法根據水質中的變化參數進行實時的調整 與控制，致使操作管理人員無法及時了解總進水量及水質的變化，從而無法對其進行準確控制，也因此造成了出水水質不達標，也浪費了可再生利用的 水資源。
3、大多數汙水處理廠曝氣量的分配、供應效果很不理想，溶解氧濃度控 制滯後、精度低、波動大、能耗高並直接影響處理效果；而曝氣電耗佔汙水 處理廠總運行成本的80%左右，故應避免無效曝氣以節約能耗。

實用新型內容
為解決上述存在的缺陷，本實用新型還提供一種能夠有效調節汙水處理 系統中的相關控制參數的分析控制體系，使其符合水質排放標準，由於整個 處理過程採用全自動動態控制方式，操作簡便安全，在避免無效曝氣的同時 還可以降低系統運行能耗的一種汙水處理動態控制裝置。
為實現上述目的，本實用新型提供一種汙水處理動態控制裝置，包括進 水調節池、多個生化池與中間調節水池，所述進水調節池與所述生化池及所 述中間調節水池之間通過管路相連接，其特徵在於，所述進水調節池、所述 生化池與所述中間調節水池內部還分別設有COD濃度傳感器、液位傳感器與 溶解氧濃度傳感器，所述COD濃度傳感器、所述液位傳感器與所述溶解氧濃 度傳感器內部還分別與分析控制裝置相連接。
所述分析控制裝置還分別與水質故障分析模塊及電控裝置相連接。
所述電控裝置還與變頻器及曝氣設備連接。
所述曝氣設備的一端與所述變頻器連接，另一端通過管道與所述進水調 節池及所述生化池相連接。
所述中間調節水池的內部與一側分別設有回流水泵與排水管，所述回流 水泵通過管道與所述生化池連接。
所述中間調節水池的一側還可以設置沉澱池。
所述沉澱池分別與所述生化池連接。
所述曝氣設備可採用潛水曝氣機、表面曝氣機或鼓風機。
所述生化池內還設有於用於與吸附水質中微生物或雜質的生物填料。
與現有技術相比，本實用新型具有以下優點本實用新型提供的汙水處理動態控制裝置，進水調節池與生化池及中間 調節水池之間通過管路相連接，進水調節池、生化池與中間調節水池內部還
分別設有COD濃度傳感器、液位傳感器與溶解氧濃度傳感器，COD濃度傳 感器、液位傳感器與溶解氧濃度傳感器內部還分別與分析控制裝置相連接。 分析控制裝置與水質故障分析模塊及電控裝置相連接，該電控裝置還與變頻 器及曝氣設備連接。本實用新型能夠確保處理後排放水中的COD濃度與溶解 氧濃度完全符合水質排放標準，不會對環境造成二次汙染，並且還可以對進 水量與排水量等參數實現精確控制；另外，由於在整個處理過程採用全自動 動態控制方式，不但可以對單位時間內水處理量及曝氣量實現精確控制，還 能夠在實現最小能耗前提下確保處理後排放水完全符合水質標準，從而提高 了汙水處理的效果。本實用新型實現了對水中溶解氧濃度的精確控制，避免 無效曝氣，可將運行用電能耗降低20%—50%以上。


圖l為本實用新型汙水動態處理裝置結構框圖。
具體實施方式

圖1為本實用新型汙水動態處理裝置結構框圖，該裝置由進水調節池、 多個生化池與中間調節水池構成，進水調節池通過水泵、控制閥與管道與其 相鄰的生化池相連接，而多個生化池還通過管道及管道末端設置的回流水泵 與中間調節水也相連接，回流水泵用於將不符合標準的水質回流並導入生化 池進水處重新進行處理。根據工藝需要，在生化池與中間調節水池之間還可 以設置沉澱池，沉澱池兩側分別與生化水池及中間調節水池相連接。在中間 調節水池的另一側還設有用於排放達標水的水泵與控制閥，如中水回用則該 水泵與控制閥與下一級池體或設備連接。分析控制裝置的兩端分別與水質故 障分析模塊及電控裝置連接，其中，電控裝置還與變頻器及曝氣設備連接。 該曝氣設備用於為進水調節池內水質進行充氧及攪拌，還用於設置於生化池 內水質的溶解氧濃度。曝氣設備根據不同的需要可以採用鼓風機、潛水曝氣機或表面曝氣機用於對池內進行曝氣充氧，如果此時系統需要承受較高的
COD負荷率時，可以採用將兩臺或兩臺以上的鼓風機並聯後，再通過管道對 池中的水質進行曝氣處理。當一臺或兩臺及以上曝氣設備在額定功率狀態運 行時，當生化池內溶解氧濃度超過系統所需值時，說明曝氣過量；當曝氣設 備存在多餘的無效曝氣量時，分析控制裝置將啟動變頻器進行工作頻率的逐 級下調，在降低曝氣設備運行功率及曝氣量情況下，將生化池內溶解氧濃度 調整至適宜水平。溶解氧濃度在l一10mg/L之間，具體數值以中間調節水池 內COD濃度值低於終端排水要求的COD值、且兩者的差值在10%以內的實 際需要為準。變頻器與每個曝氣設備相連接，用於對控制與調節曝氣設備的 運行參數，並且根據運行參數對曝氣設備進行精確控制，使其能夠均勻的對 水質進行曝氣操作，不但避免了由於曝氣量過大或過小，影響到水質中的溶 解氧濃度不穩定的情況發生，還有利於保持水質中微生物的活性。通過動態 控制方法及裝置實現了對水中溶解氧濃度的精確控制，避免無效曝氣，可將 運行用電能耗降低20%—50%以上。
在進水調節池內部設有COD濃度傳感器與液位傳感器；生化池內部設有 溶解氧濃度傳感器；中間調節水池內部設有COD濃度傳感器。
生化池可採用活性汙泥生物法、生物接觸氧化法、厭氧/好氧方法、厭氧/ 缺氧/好氧生物脫氮除磷方法、序列間歇式活性汙泥法及其衍生、變形工藝等 水處理方法對生化池內的水質進行處理，採用曝氣方式對生化池內的有機物 進行生物降解處理。多個生化池中均設有溶解氧濃度傳感器。COD濃度傳感 器、液位傳感器與溶解氧濃度傳感器分別與分析控制裝置連接，其中，分析 控制裝置用於接收各傳感器發送的數據，對該數據進行對比與計算，並且對 計算所得出數據對相關設備的操作進行精確的控制。COD濃度傳感器用於檢 測進水調節池中COD濃度值並發送至分析控制裝置，經對比得出COD負荷 率，從而根據COD負荷率計算出汙水處理系統的單位時間處理水量、生化反 應所需溶解氧含量及各工藝的反應時間的控制參數。
中間調節水池位於生化系統末端對生化處理流程起二次調節作用，中間 調節水池內的水質用於確定被處理過的汙水是否可進入下一流程或返回上一級進行二次處理。其內部也設有COD濃度傳感器，並可以將此時水質中的 COD濃度值發送至分析控制裝置，分析控制裝置將此時COD濃度值與排放 水標準值進行比較，如果符合標準便可以通過水泵與控制閥進行排放或回用， 如果不符合標準則通過回流水泵導入生化池重新進行處理，然後待符合標準 後，再通過水泵與控制閥進行排放或回用。
液位傳感器可採用浮球傳感器、超聲波水位探測器或在線液位傳感器等， 用於將進水調節池內的汙水總量實時發送到分析控制裝置。分析控制裝置將 接收到的液位信號與其預先設定的最小允許工作水量值進行對比，如果接收 到的液位信號值高於預先設定的最小容量值，則允許汙水通過提升水泵向生 化池注入；如果接收到的液位信號值等於或低於預先設定的最小容量值，那 麼分析控制裝置則向進水泵發出關閉信號，從而關閉進水泵，停止汙水向生 化池中注入。另外，分析控制裝置將液位傳感器發送的信號分析後，並且根 據進水泵的工作時間與流量參數，從而確定單位周期內汙水的總進水量。
溶解氧濃度傳感器用於檢測生化池內水質中的溶解氧濃度，並將溶解氧 濃度值發送至分析控制裝置，然後將其與COD負荷率進行計算比對後，對曝 氣設備設置曝氣量的大小與時間對生化池進行曝氣操作，從而將生化池內水 質中的溶解氧濃度設置在l一10mg/L之間。另外，在生化池中設有生物填料， 汙水導入生化池的過程中，水中的雜質與微生物自動吸附於生物填料並被微 生物分解、吸收，減少水中有機雜質的含量。另外，由於水質故障分析模塊 與分析控制裝置相連接，因此水質故障分析模塊可以調用分析控制裝置中由 COD濃度傳感器、液位傳感器與溶解氧濃度傳感器發送到的信息數據。
水質故障分析模塊主要是通過進水調節池與中間調節水池中設置的COD 濃度傳感器採集的COD數據，在計算生化池內水質COD濃度去除率的基礎 上，與溶解氧濃度傳感器數據、生化反應時間等條件結合，分析水質中微生 物的生物膜生長狀態及水質故障原因，能夠對於生化系統中出現問題時表現 的徵兆及時做出準確的判斷，並及時做出適當調整與控制，從而避免水質故 障的發生。
本裝置通過管道與水泵將進水調節池、多個生化池、沉澱池與中間調節水池相連接，然後將通過分析控制裝置對汙水處理過程中的所使用的設備進 行統一式精確控制，從而形成一個將汙水由注入與排放的循環體系，不但減 少了控制步驟，大大減輕了工作人員的勞動強度，不但操作簡便，還可以通 過避免無效曝氣等方式來降低系統運行能耗，從而提高了汙水處理的效果。
綜上所述，本實用新型實現了對水中溶解氧濃度的精確控制，避免無效
曝氣，可將運行用電能耗降低20%—50%以上。可針對紡織印染、石油化工、 造紙、醫藥、食品、機械加工等領域所產生的工業有機廢水及生活廢水進行 處理，從而使處理後的汙水能夠達到國家排放標準或回收利用。
以上公開的僅為本實用新型的幾個具體實施例，但是，本實用新型並非 局限於此，任何本領域的技術人員能思之的變化都應落入本實用新型的保護 範圍。
權利要求1、一種汙水處理動態控制裝置，包括進水調節池、多個生化池與中間調節水池，所述進水調節池與所述生化池及所述中間調節水池之間通過管路相連接，其特徵在於，所述進水調節池、所述生化池與所述中間調節水池內部還分別設有COD濃度傳感器、液位傳感器與溶解氧濃度傳感器，所述COD濃度傳感器、所述液位傳感器與所述溶解氧濃度傳感器內部還分別與分析控制裝置相連接。
2、 如權利要求1所述的汙水處理動態控制裝置，其特徵在於，所述分析 控制裝置還分別與水質故障分析模塊及電控裝置相連接。
3、 如權利要求2所述的汙水處理動態控制裝置，其特徵在於，所述電控 裝置還與變頻器及曝氣設備連接。
4、 如權利要求3所述的汙水處理動態控制裝置，其特徵在於，所述曝氣 設備的一端與所述變頻器連接，另一端通過管道與所述進水調節池及所述生 化池相連接。
5、 如權利要求1所述的汙水處理動態控制裝置，其特徵在於，所述中間 調節水池的內部與一側分別設有回流水泵與排水管，所述回流水泵通過管道 與所述生化池連接。
6、 如權利要求1所述的汙水處理動態控制裝置，其特徵在於，所述中間 調節水池的一側還可以設置沉澱池。
7、 如權利要求1或6所述的汙水處理動態控制裝置，其特徵在於，所述 沉澱池分別與所述生化池連接。
8、 如權利要求3所述的汙水處理動態控制裝置，其特徵在於，所述曝氣 設備可採用潛水曝氣機、表面曝氣機或鼓風機。
9、 如權利要求1所述的汙水處理動態控制裝置，其特徵在於，所述生化 池內還設有於用於與吸附水質中微生物或雜質的生物填料。
專利摘要本實用新型涉及一種汙水處理動態控制裝置，其中，進水調節池、生化池與中間調節水池內部還分別設有COD濃度傳感器、液位傳感器與溶解氧濃度傳感器，COD濃度傳感器、液位傳感器與溶解氧濃度傳感器內部還分別與分析控制裝置相連接。分析控制裝置與水質故障分析模塊及電控裝置相連接，該電控裝置還與變頻器及曝氣設備連接。本實用新型能夠確保處理後排放水中的相關參數完全符合水質排放標準，由於在整個處理過程採用全自動動態控制方式，不但可以對單位時間內水處理量及曝氣量實現精確控制，還能夠在實現最小能耗前提下確保處理後排放水完全符合水質標準，從而提高了汙水處理的效果。
文檔編號C02F9/14GK201276471SQ20082013582
公開日2009年7月22日 申請日期2008年10月8日 優先權日2008年10月8日
發明者銳 張, 閆長軍 申請人:閆長軍;張 銳