序批式廢水處理生物反應器的製作方法
2023-10-07 01:22:39
專利名稱：序批式廢水處理生物反應器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種序批式廢水處理生物反應器，具體是涉及一種設有嵌入式控制裝置的序批式廢水處理生物反應器。
背景技術：
典型的序批式廢水處理生物反應器(Sequence Batch Reactor)的工作程序為進水及厭氧混合、曝氣、沉澱、出水排放、靜置。裝置由反應器主體、進氣閥、進水閥、出水閥、排泥閥等構成。底部的進氣閥分別連接空氣瓶和氮氣瓶，由它們之間的切換實現系統的好氧與厭氧狀態。
具體的操作過程為反應器中含有一定體積的活性汙泥，首先是通過進水閥進一定量的水，到達指定體積後關閉進水閥。根據工藝要求，按照設計時間進行厭氧反應(在實驗室研究、中試等的小規模實驗時，先開啟氮氣，用氮氣趕盡反應器中的氧氣，以達到厭氧狀態；在汙水處理廠等大規模操作時，只需通過適當時間的靜置即可達到厭氧狀態)。厭氧反應完成之後，關閉氮氣閥，開啟空氣或氧氣泵曝氣進行好氧反應，好氧過程結束後，關閉空氣泵，廢水開始靜置沉澱，處理後的澄清水在反應器上部，活性汙泥沉在反應器下部。處理後水經過出水閥排到反應器外部，上清液排空後反應器處於閒置狀態，完成一個循環周期，然後可以再開啟進水閥開始下一個廢水處理周期。另外，根據工藝需要，還要定期排出一部分反應器底部的活性汙泥，具體的排泥量由工藝條件設計而定。將pH計、溶解氧儀(DO儀)、溫度計等探頭放入廢水中，可以實時監測反應過程的pH值、DO值的變化情況，根據需要加酸或加鹼調節pH值，通過調節進氣閥的開度來控制DO值，通過熱電偶來實現反應溫度的恆定或階梯控制。
進水、進氣、排水、排泥等每個工藝段的工作時間與廢水的性質、流量、處理要求等因素有關，是實驗室研究、中試及實際工業化廢水處理去除化學需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、懸浮物、除磷脫氮等領域常用的一種技術。
現在在廢水處理的實驗室規模、中小試規模或工業應用方面多採用人工手動控制進水、進氣、排水、排泥，在多周期的連續工作流程中，往往不能實現全天24小時的準確工藝轉換，常常因為沒有按時排水、進水而使反應器內營養不足，活性汙泥由於內源呼吸作用而死亡，或者因通空氣、氮氣時間不合理而造成活性汙泥性質的改變，這些因素均可能導致廢水處理效果變差甚至失敗。
發明內容
本實用新型的目的在於針對已有技術存在的缺點，提供一種序批式廢水處理生物反應器的嵌入式控制裝置。採用了本裝置後，本實用新型完全可以實現半自動、全自動的全新工作方法，克服人工作業的種種弊端，提高操作精度、速度、尤其在長時間及閉環控制時可以達到很高的精度及響應，從而可以大大提高工作效率。
為達到上述目的，本實用新型採取了以下技術方案
序批式廢水處理生物反應器，主要包括反應器1、進水閥2、出水閥3、進氣閥4、排泥閥6及檢測儀表7、8、9；進水閥、出水閥、進氣閥、排泥閥均使用電磁閥或電泵，在反應器外部設有一個中央控制器10，各個閥門和檢測儀表皆通過專用接口電路與中央控制器相聯接。
上述的檢測儀表7為COD儀，檢測儀表8為DO儀，檢測儀表9為pH儀。
作為對上述技術方案的改進，在反應器1中設有一個液位傳感器11，液位傳感器通過專用接口電路與中央控制器10相聯接。
同已有技術相比，本實用新型具有如下優點操作精度高、重複性好、系統整定方便、可長時間無人工作。使用智能化系統集成技術，精確控制(定時、定量)反應過程，與各種分析計量儀表整合後可實現閉環控制。另外，中控器還通過NETLINK與網絡連接，可以實現遠程監控。
圖1為序批式廢水處理生物反應器的嵌入式控制裝置；圖2為本實用新型的控制系統連接圖；圖3為本實用新型的控制程序流程圖。
具體實施方式
以下結合附圖來對本實用新型進行描述，但本實用新型要求保護的範圍並不局限於本實施方式所描述的範圍。
序批式廢水處理生物反應器，主要包括反應器1、進水閥2、出水閥3、進氣閥4、排泥閥6及檢測儀表7；進水閥、出水閥、進氣閥、排泥閥均使用電磁閥或電泵，在反應器外部設有一個中央控制器10，各個閥門和檢測儀表皆通過專用接口電路與中央控制器相聯接。
作為對上述技術方案的改進，在反應器1中設有一個液位傳感器11，液位傳感器通過專用接口電路與中央控制器10相聯接。
裝置的軟硬體安裝完畢後，由操作人員在觸控螢幕控制界面或電腦彈出菜單設定運行參數，包括進水液位、排水液位、厭氧反應時間(氮氣閥開啟)、好氧反應時間(空氣泵開啟)、排泥周期、排泥量等。
系統開始運行後，由中控器10對進水閥2發出開啟指令，開始進水，水位傳感器11將水位信號傳輸到中控器10，到達指定液位後，中控器10發出指令關閉進水閥2。然後開啟氮氣閥5，當溶解氧儀顯示到了預定的溶解氧狀態後，關閉氮氣閥。保持厭氧狀態到設定的厭氧反應時間結束。這時，空氣泵或氧氣泵4開啟，好氧時間也是事先設定。到達預定時間後，中控器10發出信號關閉空氣泵。這時系統處於靜置沉澱狀態，處理後的廢水與活性汙泥由於比重不同而得到分層，水在反應器上部，汙泥在下部。此時，排水閥3開啟，同樣由水位傳感器11將液位下降情況傳輸到中控器，當到達指定液位後，關閉排水閥。這時，完成一個運行周期。
在廢水處理過程中，通常活性汙泥的量會逐漸增多，為保持系統處理效果的穩定，要根據處理要求定期排泥以控制活性汙泥的泥齡(總汙泥量/每次排泥量＝泥齡，相當於系統中的活性汙泥全部再生一次所需時間)。在實驗室研究過程中，不同的泥齡通常是對處理效果很重要的一個操作參數，因此，操作人員可根據需要自行設定排泥閥是每個運行周期結束後排一次泥、排多少泥，還是運行幾個周期後排一次泥。
中控器不僅能控制各個閥門的開啟、關閉時間，還能控制其開度，與總的運行周期相配合。在首次設定運行參數時，操作人員可根據經驗設定，然後再根據反應器的實際情況進行微調，之後可以形成固定程序。
可根據用戶的實際需要，菜單式設定每個工藝階段的工作時間，進水、出水、排泥、進氣等閥門需採用電磁控制閥門或泵體，過程參數如COD、DO、pH等檢測儀器需具有232接口，方便連接到中控器。
權利要求1.序批式廢水處理生物反應器，主要包括反應器(1)、進水閥(2)、出水閥(3)、進氣閥(4)、排泥閥(6)及檢測儀表(7)；進水閥、出水閥、進氣閥、排泥閥均使用電磁閥或電泵，其特徵在於在反應器外部設有一個中央控制器(10)，各個閥門和檢測儀表皆通過專用接口電路與中央控制器相聯接。
2.根據權利要求1所述的序批式廢水處理生物反應器，其特徵在於在反應器(1)中設有一個液位傳感器(11)，液位傳感器通過專用接口電路與中央控制器(10)相聯接。
專利摘要本實用新型公開了一種設有嵌入式控制裝置的序批式廢水處理生物反應器。本實用新型主要包括反應器、進水閥、出水閥、進氣閥、排泥閥及檢測儀表；進水閥、出水閥、進氣閥、排泥閥均使用電磁閥或電泵，在反應器外部設有一個中央控制器，各個閥門和檢測儀表皆通過專用接口電路與中央控制器相聯接。本實用新型操作精度高、重複性好、系統整定方便、可長時間無人工作。使用智能化系統集成技術，精確控制(定時、定量)反應過程，與各種分析計量儀表整合後可實現閉環控制。另外，中控器還通過NETLINK與網絡連接，可以實現遠程監控。
文檔編號C02F3/30GK2755080SQ20042001477
公開日2006年2月1日 申請日期2004年1月15日 優先權日2004年1月15日
發明者任源, 韋朝海 申請人:華南理工大學