CN105096676B - 一种污水处理厂污泥厌氧消化池实训操作平台及考核方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种污水处理厂污泥厌氧消化池实训操作平台和考核方法，实训操作平台包括底板和运行有实训管理软件的控制器，所述底板正面左侧绘有消化池系统图，底板正面右侧嵌装有若干个控制按钮和若干个指示灯，所述控制按钮和指示灯都与控制器连接，所述控制器安装在底板背面，控制器与上位机连接。整个实训操作平台采用悬挂式板型结构，实训时挂在相应的支架上插电后即可使用。底板采用铁质双层亚光密纹喷塑结构。学生通过控制按钮进行操作，控制器根据输入确定消化池系统图的各部分状态并通过指示灯显示。所有操作都可以通过控制器记录以后上传到上位机与标准操作进行比较、评分。本方案适用于消化池操作人员的培训和考核。

Description

一种污水处理厂污泥厌氧消化池实训操作平台及考核方法

技术领域

本发明涉及仿真教学考核系统，尤其是涉及一种污水处理厂污泥厌氧消化池实训操作平台及考核方法。

背景技术

随着城市发展进程的加快，污水处理技术的不断成熟，污水处理厂的运行工况日益成熟稳定。然而，在污水处理厂消除有机污染的同时，也会产生大量的二次产物-污泥。污泥处理处置问题便日趋受到关注。在这样的大背景下污泥厌氧消化工艺越来越受到人们的青睐和关注。

污泥厌氧消化处理是利用兼性菌和厌氧菌进行厌氧生化反应，分解污泥中有机物质的一种污泥处理工艺。污泥厌氧消化是使污泥实现减量化、稳定化、无害化、资源化的重要环节。首先，有机物被厌氧消化分解，可使污泥稳定化，使之不易腐败。其次，通过厌氧消化，大部分病原菌或蛔虫卵被杀灭或作为有机物被分解，使污泥无害化。第三，随着污泥被稳定，将产生大量高热值的沼气，作为能源利用，使污泥资源化。另外，污泥消化后，其中的部分有机氮转化成了氨氮，提高了污泥的肥效。污泥厌氧消化是目前国际上最常用的污泥资源化方法之一，同时也是大型污水处理厂使污泥稳定化的有效办法。

目前国内污泥厌氧消化处理设施正常运行的比例不高，主要原因是一线工作人员经验缺乏，实操训练严重滞后，已不符合现实污泥处理要求。因此，研发一种新型污泥厌氧消化池实训操作平台，对污泥处理工进行有针对性的培训，对于推进污泥处理行业的发展与保护环境节能减排具有重要的现实意义。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的缺乏合适的消化池仿真教学考核系统的技术问题，提供一种可以高度模拟消化池现场操作、适用于教学以及考核的消化池实训操作平台及考核方法。

本发明针对上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种污水处理厂污泥厌氧消化池实训操作平台，包括底板和运行有实训管理软件的控制器，所述底板正面左侧绘有消化池系统图，底板正面右侧嵌装有若干个控制按钮和若干个指示灯，所述控制按钮和指示灯都与控制器连接，所述控制器安装在底板背面，控制器与上位机连接。

整个实训操作平台采用悬挂式板型结构，实训时挂在相应的支架上插电后即可使用。底板采用铁质双层亚光密纹喷塑结构。学生通过控制按钮进行操作，控制器根据输入确定消化池系统图的各部分状态并通过指示灯显示。所有操作都可以通过控制器记录以后上传到上位机与标准操作进行比较、评分。

作为优选，消化池系统图包括消化池图标、模拟管路和若干个阀门图标，第一阀门图标的第一端通过模拟管路连接第九阀门图标的第一端，第九阀门图标的第二端通过模拟管路连接消化池图标的第五接口，第一阀门图标的第二端通过模拟管路连接第二阀门图标的第一端，第二阀门图标的第二端通过模拟管路连接消化池图标的第四接口；第二阀门图标的第一端还通过模拟管路连接第二泵机图标的第一端；第三阀门图标的第一端通过模拟管路连接第二泵机图标的第二端，第三阀门图标的第二端通过模拟管路连接第七阀门图标的第一端；第四阀门图标的第一端通过模拟管路连接第三阀门图标的第一端，第四阀门图标的第二端通过模拟管路连接第十阀门图标的第一端，第十阀门图标的第一端还通过模拟管路连接第一泵机图标的第二端，第一泵机图标的第一端通过模拟管路连接第一阀门图标的第一端；第十阀门图标的第二端通过模拟管路连接消化池图标的第三接口；第七阀门图标的第二端通过模拟管路连接第五阀门图标的第二端，第五阀门图标的第一端通过模拟管路连接消化池图标的第二接口；第六阀门图标的第一端通过模拟管路连接第五阀门图标的第二端，第六阀门图标的第二端通过模拟管路连接消化池图标的第一接口；第八阀门图标的第一端通过模拟管路连接第七阀门图标的第一端，第八阀门图标的第二端通过模拟管路连接消化池图标的第七接口；模拟管路上嵌装有与控制器连接的模拟管路指示灯。

模拟管路指示灯用于指示模拟管路通畅或者关闭。

作为优选，消化池系统图还包括第十一阀门图标和第十二阀门图标，第十一阀门图标的第一端通过模拟管路连接第七阀门图标的第一端，第十一阀门图标的第二端通过模拟管路连接消化池图标的第六接口和第四接口；第十二阀门图标的第一端通过模拟管路连接第七阀门图标的第一端，第十二阀门图标的第二端通过模拟管路连接消化池图标的第四接口。

消化池系统图完全模拟实际消化池的结构，使学生在学习时能够完全掌握实际消化池的相应控制操作。

作为优选，底板正面右侧划分为泵机控制指示区域、初级考核区域、中级考核区域和高级考核区域；泵机控制指示区域嵌装有主泵运行指示灯、主泵停止指示灯、主泵启动按钮、主泵停止按钮、副泵运行指示灯、副泵停止指示灯、副泵启动按钮和副泵停止按钮；初级考核区域嵌装有与第一阀门图标对应的第一指示灯和第一按钮、与第二阀门图标对应的第二指示灯和第二按钮、与第三阀门图标对应的第三指示灯和第三按钮、与第四阀门图标对应的第四指示灯和第四按钮、与第五阀门图标对应的第五指示灯和第五按钮以及与第六阀门图标对应的第六指示灯和第六按钮；中级考核区域嵌装有与第七阀门图标对应的第七指示灯和第七按钮、与第八阀门图标对应的第八指示灯和第八按钮、与第九阀门图标对应的第九指示灯和第九按钮以及与第十阀门图标对应的第十指示灯和第十按钮；高级考核区域嵌装有与第十一阀门图标对应的第十一指示灯和第十一按钮以及与第十二阀门图标对应的第十二指示灯和第十二按钮。

控制按钮用于控制对应的模拟设备的开启和关闭，指示灯用于显示模拟设备的当前状态。

不同的考核区域对应不同等级的考核。

一种污水处理厂污泥厌氧消化池实训考核方法，包括以下步骤：

A、考官通过上位机选择考题，并选择考核模式为整体模式或逐步模式，如果考核模式为整体模式，则进入步骤B；如果考核模式为逐步模式，则进入步骤 F；

B、上位机发送指令至控制器，使控制器初始化到考核起始状态；

C、考生通过控制按钮进行操作，控制器通过控制按钮的输入确定消化池模拟实训挂板上的模拟泵机、模拟阀门和模拟管路的状态，并通过指示灯进行指示；同时控制器将考生的操作进行记录；

D、操作结束或者考核时间结束或者考官通过上位机结束考核以后，控制器将记录下的考生操作上传到上位机；

E、上位机从题库中调取正确操作，与考生操作进行比较，显示最终得分及错误操作部分，考核结束；

F、考生通过控制按钮进行操作，控制器通过控制按钮的输入确定消化池模拟实训挂板上的模拟泵机、模拟阀门和模拟管路的状态，并通过指示灯进行指示，同时控制器将考生的操作进行记录并实时上传；

G、上位机从题库中调取正确操作，将实时上传的考生操作逐步比较，当考生操作出现错误时，即刻停止考核并显示错误操作部分，考核结束；如果操作结束或者考核时间结束或者考官通过上位机结束考核都未出现错误操作，则根据已完成部分的操作计算得分，并显示最终得分。

本发明带来的实质性效果是，能够进行多种操作流程的考核和实训学习，该实训操作平台具有高可靠性好，安全高效，与实际污泥厌氧消化处理操作有很强的贴近性和操作性，能够模拟污泥厌氧消化处理工艺中的所有过程和各种操作规程。并且解决了污泥厌氧消化处理技术培训教学的安全性和实现起来难的问题。此实训操作平台还可以作为污泥处理技能考试使用。在安装方面不仅体积小，重量轻，外形美观，安装维护简便，而且操作简单，噪音低，杂音低，无污染，为广大污泥处理行业的技术人员提供了一个学习培训和考试的技能测试平台。

附图说明

图1和图2是本发明的一种消化池系统图的示意图；

图3是本发明的一种泵机控制指示区域示意图；

图4是本发明的一种初级考核区域示意图；

图5是本发明的一种中级考核区域和高级考核区域示意图；

图中：1、第一接口，2、第二接口，3、第三接口，4、第四接口，5、第五接口，6、第六接口，7、第七接口，8、第一泵机图标，9、第二泵机图标， 10、主泵运行指示灯，11、主泵停止指示灯，12、主泵启动按钮，13、主泵停止按钮，14、副泵运行指示灯，15、副泵停止指示灯，16、副泵启动按钮，17、副泵停止按钮，18、第一指示灯，19、第一按钮，20、第二指示灯，21、第二按钮，22、第三指示灯，23、第三按钮，24、第四指示灯，25、第四按钮，26、第五指示灯，27、第五按钮，28、第六指示灯，29、第六按钮，30、第七指示灯，31、第七按钮，32、第八指示灯，33、第八按钮，34、第九指示灯，35、第九按钮，36、第十指示灯，37、第十按钮，38、第十一指示灯，39、第十一按钮，40、第十二指示灯，41、第十二按钮，42、消化池图标，1#、第一阀门图标，2#、第二阀门图标，3#、第三阀门图标，4#、第四阀门图标，5#、第五阀门图标，6#、第六阀门图标，7#、第七阀门图标，8#、第八阀门图标，9#、第九阀门图标，10#、第十阀门图标，11#、第十一阀门图标，12#、第十二阀门图标。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例的一种污水处理厂污泥厌氧消化池实训操作平台，包括底板和运行有实训管理软件的控制器，所述底板正面左侧绘有消化池系统图，底板正面右侧嵌装有若干个控制按钮和若干个指示灯，所述控制按钮和指示灯都与控制器连接，所述控制器安装在底板背面，控制器与上位机连接。

如图1和图2所示，所述消化池系统图包括消化池图标42、模拟管路和若干个阀门图标，第一阀门图标1#的第一端通过模拟管路连接第九阀门图标9#的第一端，第九阀门图标9#的第二端通过模拟管路连接消化池图标的第五接口5，第一阀门图标1#的第二端通过模拟管路连接第二阀门图标2#的第一端，第二阀门图标2#的第二端通过模拟管路连接消化池图标的第四接口4；第二阀门图标 2#的第一端还通过模拟管路连接第二泵机图标9的第一端；第三阀门图标3#的第一端通过模拟管路连接第二泵机图标9的第二端，第三阀门图标3#的第二端通过模拟管路连接第七阀门图标7#的第一端；第四阀门图标4#的第一端通过模拟管路连接第三阀门图标3#的第一端，第四阀门图标4#的第二端通过模拟管路连接第十阀门图标10#的第一端，第十阀门图标10#的第一端还通过模拟管路连接第一泵机图标8的第二端，第一泵机图标8的第一端通过模拟管路连接第一阀门图标的1#第一端；第十阀门图标10#的第二端通过模拟管路连接消化池图标的第三接口3；第七阀门图标7#的第二端通过模拟管路连接第五阀门图标5# 的第二端，第五阀门图标5#的第一端通过模拟管路连接消化池图标的第二接口 2；第六阀门图标6#的第一端通过模拟管路连接第五阀门图标5#的第二端，第六阀门图标6#的第二端通过模拟管路连接消化池图标的第一接口1；第八阀门图标8#的第一端通过模拟管路连接第七阀门图标7#的第一端，第八阀门图标8# 的第二端通过模拟管路连接消化池图标的第七接口7；模拟管路上嵌装有与控制器连接的模拟管路指示灯。

消化池系统图还包括第十一阀门图标11#和第十二阀门图标12#，第十一阀门图标11#的第一端通过模拟管路连接第七阀门图标7#的第一端，第十一阀门图标11#的第二端通过模拟管路连接消化池图标的第六接口6和第四接口4；第十二阀门图标12#的第一端通过模拟管路连接第七阀门图标7#的第一端，第十二阀门图标12#的第二端通过模拟管路连接消化池图标的第四接口6。

底板正面右侧划分为泵机控制指示区域、初级考核区域、中级考核区域和高级考核区域。如图3所示，泵机控制指示区域嵌装有主泵运行指示灯10、主泵停止指示灯11、主泵启动按钮12、主泵停止按钮13、副泵运行指示灯14、副泵停止指示灯15、副泵启动按钮16和副泵停止按钮17。如图4所示，初级考核区域嵌装有与第一阀门图标对应的第一指示灯18和第一按钮19、与第二阀门图标对应的第二指示灯20和第二按钮21、与第三阀门图标对应的第三指示灯 22和第三按钮23、与第四阀门图标对应的第四指示灯24和第四按钮25、与第五阀门图标对应的第五指示灯26和第五按钮27以及与第六阀门图标对应的第六指示灯28和第六按钮29。如图5所示，中级考核区域嵌装有与第七阀门图标对应的第七指示灯30和第七按钮31、与第八阀门图标对应的第八指示灯32和第八按钮33、与第九阀门图标对应的第九指示灯34和第九按钮35以及与第十阀门图标对应的第十指示灯36和第十按钮37；高级考核区域嵌装有与第十一阀门图标对应的第十一指示灯38和第十一按钮39以及与第十二阀门图标对应的第十二指示灯40和第十二按钮41。

本实施例的一种污水处理厂污泥厌氧消化池实训考核方法，包括以下步骤：

A、考官通过上位机选择考题，并选择考核模式为整体模式或逐步模式，如果考核模式为整体模式，则进入步骤B；如果考核模式为逐步模式，则进入步骤 F；

B、上位机发送指令至控制器，使控制器初始化到考核起始状态；

C、考生通过控制按钮进行操作，控制器通过控制按钮的输入确定消化池模拟实训挂板上的模拟泵机、模拟阀门和模拟管路的状态，并通过指示灯进行指示；同时控制器将考生的操作进行记录；

D、操作结束或者考核时间结束或者考官通过上位机结束考核以后，控制器将记录下的考生操作上传到上位机；

E、上位机从题库中调取正确操作，与考生操作进行比较，显示最终得分及错误操作部分，考核结束；

F、考生通过控制按钮进行操作，控制器通过控制按钮的输入确定消化池模拟实训挂板上的模拟泵机、模拟阀门和模拟管路的状态，并通过指示灯进行指示；同时控制器将考生的操作进行记录并实时上传；

G、上位机从题库中调取正确操作，将实时上传的考生操作逐步比较，当考生操作出现错误时，即刻停止考核并显示错误操作部分，考核结束；如果操作结束或者考核时间结束或者考官通过上位机结束考核都未出现错误操作，则根据已完成部分的操作计算得分，并显示最终得分。

本方案的消化池实训操作平台充分结合了实际污泥厌氧消化池处理的工艺过程和实际操作方式；装置主要由可编程控制器、模拟管路指示灯、整个工艺模拟线路图、配有各种工业用实际按钮来模拟现场操作顺序。整个实训内容分为三个部分，初级培训及考核、中级培训及考核、高级培训及考核。

整个实训操作平台采用悬挂式结构，能够随时取放，具有简单、实用、方便等特点；平台底板采用铁质双层亚光密纹喷塑结构，底板左边配有消化池实际各种模拟管路，并画有实际消化池形状，所有管路上都标有实际阀门位置；底板后面配有工业控制器，主要是通过控制器控制按钮及指示灯按照实际的污泥消化池的处理过程运行。底板右边部分钳有主循环泵单元、副循环泵单元、主要是设有启动停止按钮，运行与停止监视指示灯完全与实际现场操作一样。整个实训操作平台设置有初级实训单元，主要设置有1、2、3、4、5、6阀门，中级实训区域主要设置有7、8、9、10管路开关阀门；高级实训区域主要设置有11、12阀门。

本实施例配有工业控制器，并配有考核实训程序，当学员进行实训考核时可编程控制器会根据实际按钮的输入状态，对监控指示灯进行相应的点亮，模拟管路也会进行相应的运行，老师只要根据初、中、高级实训项目，观察学员模拟管路是否正确。学员也可以通过此设备对消化池的运转过程及正确操作进行模拟操作，使学员对污泥厌氧消化处理有整体概念和认识，并且实训设备成本低，安全可靠。

本方案的污泥厌氧消化池实训操作平台为全国首家独创，是污水处理行业首创的实训考核装置，能够进行多种操作流程的考核和实训学习，该实训操作平台具有可靠性好，安全高效的特点。与实际污泥处理操作有很强的贴近性和操作性，能够模拟污泥厌氧消化处理工艺中的所有过程和各种操作规程，并且解决了污泥处理培训教学的安全性和实现起来难的问题。此实训操作平台还可以作为污泥处理技能考试使用。在安装方面不仅体积小，重量轻，外形美观，安装维护简便，而且操作简单，噪音低，杂音低，无污染，为广大污泥处理行业的技术人员提供了一个学习培训和考试的技能测试平台。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了控制器、阀门、按钮等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (4)

1.一种污水处理厂污泥厌氧消化池实训操作平台，其特征在于，包括底板和运行有实训管理软件的控制器，所述底板正面左侧绘有消化池系统图，底板正面右侧嵌装有若干个控制按钮和若干个指示灯，所述控制按钮和指示灯都与控制器连接，所述控制器安装在底板背面，控制器与上位机连接；

所述消化池系统图包括消化池图标、模拟管路和若干个阀门图标，第一阀门图标的第一端通过模拟管路连接第九阀门图标的第一端，第九阀门图标的第二端通过模拟管路连接消化池图标的第五接口，第一阀门图标的第二端通过模拟管路连接第二阀门图标的第一端，第二阀门图标的第二端通过模拟管路连接消化池图标的第四接口；第二阀门图标的第一端还通过模拟管路连接第二泵机图标的第一端；第三阀门图标的第一端通过模拟管路连接第二泵机图标的第二端，第三阀门图标的第二端通过模拟管路连接第七阀门图标的第一端；第四阀门图标的第一端通过模拟管路连接第三阀门图标的第一端，第四阀门图标的第二端通过模拟管路连接第十阀门图标的第一端，第十阀门图标的第一端还通过模拟管路连接第一泵机图标的第二端，第一泵机图标的第一端通过模拟管路连接第一阀门图标的第一端；第十阀门图标的第二端通过模拟管路连接消化池图标的第三接口；第七阀门图标的第二端通过模拟管路连接第五阀门图标的第二端，第五阀门图标的第一端通过模拟管路连接消化池图标的第二接口；第六阀门图标的第一端通过模拟管路连接第五阀门图标的第二端，第六阀门图标的第二端通过模拟管路连接消化池图标的第一接口；第八阀门图标的第一端通过模拟管路连接第七阀门图标的第一端，第八阀门图标的第二端通过模拟管路连接消化池图标的第七接口；模拟管路上嵌装有与控制器连接的模拟管路指示灯。

2.根据权利要求1所述的一种污水处理厂污泥厌氧消化池实训操作平台，其特征在于，消化池系统图还包括第十一阀门图标和第十二阀门图标，第十一阀门图标的第一端通过模拟管路连接第七阀门图标的第一端，第十一阀门图标的第二端通过模拟管路连接消化池图标的第六接口和第四接口；第十二阀门图标的第一端通过模拟管路连接第七阀门图标的第一端，第十二阀门图标的第二端通过模拟管路连接消化池图标的第四接口。

3.根据权利要求2所述的一种污水处理厂污泥厌氧消化池实训操作平台，其特征在于，底板正面右侧划分为泵机控制指示区域、初级考核区域、中级考核区域和高级考核区域；泵机控制指示区域嵌装有主泵运行指示灯、主泵停止指示灯、主泵启动按钮、主泵停止按钮、副泵运行指示灯、副泵停止指示灯、副泵启动按钮和副泵停止按钮；初级考核区域嵌装有与第一阀门图标对应的第一指示灯和第一按钮、与第二阀门图标对应的第二指示灯和第二按钮、与第三阀门图标对应的第三指示灯和第三按钮、与第四阀门图标对应的第四指示灯和第四按钮、与第五阀门图标对应的第五指示灯和第五按钮以及与第六阀门图标对应的第六指示灯和第六按钮；中级考核区域嵌装有与第七阀门图标对应的第七指示灯和第七按钮、与第八阀门图标对应的第八指示灯和第八按钮、与第九阀门图标对应的第九指示灯和第九按钮以及与第十阀门图标对应的第十指示灯和第十按钮；高级考核区域嵌装有与第十一阀门图标对应的第十一指示灯和第十一按钮以及与第十二阀门图标对应的第十二指示灯和第十二按钮。

4.一种基于权利要求1所述的污水处理厂污泥厌氧消化池实训操作平台的污水处理厂污泥厌氧消化池实训考核方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、考官通过上位机选择考题，并选择考核模式为整体模式或逐步模式，如果考核模式为整体模式，则进入步骤B；如果考核模式为逐步模式，则进入步骤F；

B、上位机发送指令至控制器，使控制器初始化到考核起始状态；

C、考生通过控制按钮进行操作，控制器通过控制按钮的输入确定消化池模拟实训挂板上的模拟泵机、模拟阀门和模拟管路的状态，并通过指示灯进行指示；同时控制器将考生的操作进行记录；

D、操作结束或者考核时间结束或者考官通过上位机结束考核以后，控制器将记录下的考生操作上传到上位机；

E、上位机从题库中调取正确操作，与考生操作进行比较，显示最终得分及错误操作部分，考核结束；

F、考生通过控制按钮进行操作，控制器通过控制按钮的输入确定消化池模拟实训挂板上的模拟泵机、模拟阀门和模拟管路的状态，并通过指示灯进行指示；同时控制器将考生的操作进行记录并实时上传；

G、上位机从题库中调取正确操作，将实时上传的考生操作逐步比较，当考生操作出现错误时，即刻停止考核并显示错误操作部分，考核结束；如果操作结束或者考核时间结束或者考官通过上位机结束考核都未出现错误操作，则根据已完成部分的操作计算得分，并显示最终得分。