CN109200649B - 一种污水处理系统及其处理方法 - Google Patents

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Abstract

一种污水处理系统及其处理方法，通过交替式过滤作业模式，在智能控制单元的优化算法监控下，及时的进行过滤单元的冲洗作业，大大降低了污渍塞满过滤袋体未及时清理后，对生态造成二次污染的可能性，智能优化控制，减少了冲洗用水资源的浪费程度，在空气加压增加污水处理效率的同时，辅助性的增加了污水溶氧作业，保证空气溶氧带来的的最佳自然溶氧值状态，且不用额外的增加氧气输送装置以及耗能，同时具备过滤物的回收处理的智能操作，工作安全可靠，处理结果平稳合规，处理质量标准稳定，在降低了人力劳作强度的同时，统一了动态的污水处理效果。

Description

一种污水处理系统及其处理方法
技术领域
本发明涉及一种污水处理装置的结构设计及其污水处理方法科学优化编排的技术领域，尤其是一种污水处理系统及其处理方法。
背景技术
随着工业的飞速发展，人们的生活水平逐年提高，工业级生活污水越来越多的污染了我们的生态环境，对人们的身体健康带来了较大的影响，对水体生物的多样性带来了严重的破坏，为了降低污水对自然环境的破坏，国家规定工业及生活污水必须经过水质降污处理后方能排出，但现有污水处理设备，设计复杂、操作不便、能耗较高，大大制约了污水处理装置的普及使用；
现有污水处理装置一般存在以下几种不足：
①一般情况下，污水里的化合物在喜氧菌作用下会发生生物降解，同时消耗水里的溶解氧，而水里的溶解氧由于空气里氧气的溶入及绿色水生植物的光合作用会不断得到补充，进而自然的对污水进行降污处理，但当水体受到有机物污染，耗氧严重，溶解氧得不到及时补充时，水体中的厌氧菌就会很快繁殖，有机物因腐败而使水体变黑、发臭，污泥的新陈代谢就会受到影响，污泥的膨胀现象发生丝状菌，滋生影响净化的效果；水中溶解氧的多少是衡量水体自净能力的一个指标；溶解氧值是研究水自净能力的一种依据；一般的溶解浓度应保持2mg/L，活性污泥能保持良好状态，处理效果会处在最佳状态，但现有的加氧污水处理装置大大增加氧气供应，使得污水溶氧度较高，这种极端处理模式大大降低了喜氧菌的降解能力；而且加氧泵的增加和管道释放氧气的结构设计，大大增加了后期的维护以及能源消耗，不利于节能环保的设计初衷；
②工业废水、生活污水的废水通过带孔隙的过滤介质或设施，大于孔隙尺寸的悬浮物被截留，使废水得到一定程度的净化，过滤介质或设施有格栅、筛网、砂、滤布、微孔管等多种，截留物可用水冲洗回收；过滤水的装置在过滤一端时间后，由于杂质的堵塞，得不到及时处理，或者处理过程复杂，耽误污水处理效率；还会造成污水的过滤不充分，堵塞物造成污水处理的进一步的浓度污染，而且设置自动的常开式反冲洗装置，大大浪费了水资源，没有很好的起到节约用水的目的，即污水过滤的冲洗处理与水资源的利用没有形成良好的性价比；
③智能化控制程度低，不具备优选算法设定与计算，造成污水过滤时的效果不稳定，处理后的质量标准不统一，人为参与控制的劳作强度过大，造成了动态以及随机性的污水处理不准确。
发明内容
为克服现有技术存在的不足与缺陷，本发明提供一种污水处理系统及其处理方法，通过交替式过滤作业模式，在智能控制单元的优化算法监控下，及时的进行过滤单元的冲洗作业，大大降低了污渍塞满过滤袋体未及时清理后，对生态造成二次污染的可能性，智能优化控制，减少了冲洗用水资源的浪费程度，在空气加压增加污水处理效率的同时，辅助性的增加了污水溶氧作业，保证空气溶氧带来的的最佳自然溶氧值状态，且不用额外的增加氧气输送装置以及耗能，同时具备过滤物的回收处理的智能操作，工作安全可靠，处理结果平稳合规，处理质量标准稳定，在降低了人力劳作强度的同时，统一了动态的污水处理效果。
一种污水处理系统及其处理方法，其中：
一种污水处理系统，包括：处理控制系统、冲洗装置、过滤装置、回收装置、污水输送装置以及空气输送装置；
进一步的，所述处理控制系统包括：中央控制单元、流量传感反馈电路、冲洗控制电路、回收控制电路、空气输送控制电路、阀门控制电路以及温度控制电路；所述流量传感反馈电路、冲洗控制电路、回收控制电路、空气输送控制电路、阀门控制电路以及温度控制电路分别与所述中央控制单元电信号连接；
作为一种举例说明，所述中央控制单元采用单片机结构设计，用程序算法，控制所述冲洗装置、过滤装置、回收装置、污水输送装置以及空气输送装置之间的工作；
进一步的，所述流量传感反馈电路用于接受流量计的电信号，并将电信号传递给中央控制单元实时监控处理；所述冲洗控制电路用于控制所述冲洗装置；所述回收控制电路用于控制所述回收装置；所述空气输送控制电路用于控制所述空气输送装置；
进一步的，所述冲洗装置用于冲洗过滤装置，保证过滤装置的过滤效果，包括：两边对称设置的冲洗头、安装支架、供水管路、上下行程轨道，所述两边对称设置的冲洗头均斜向下45度角固定设置在安装支架上，两边冲洗头之间留有一定的空间，用于安装所述过滤装置，所述安装支架活动安装在上下行程轨道上，所述供水管路与所述冲洗头连通，用于提供清洗用净水；
进一步的，所述过滤装置包括：两边对称设置的半圆形过滤袋，所述两边过滤袋侧面的一端彼此活动连接，另一端侧面通过电动执行器控制合起与打开，并保证合起时，两边过滤袋接缝处严实密封，形成一个一端开口，一端封闭的管道；所述过滤袋设置在所述冲洗头对称中间线之间；所述过滤袋开口一端与所述污水输送装置连通；
作为一种举例说明，所述两边过滤袋侧面的一端彼此活动连接为一片整体过滤袋折弯后，左右呈对称设置的活动连接结构；
作为一种举例说明，为保证两边过滤袋接缝处严实密封，所述两边接缝处的过滤袋边缘设置有软皮包边结构；
作为一种举例说明，为保证两边过滤袋合起时，形成良好的管道效应，所述两边过滤袋内部还设置有对称的支撑龙骨结构；
进一步的，所述回收装置包括：容纳袋体，所述容纳袋体上部设置有开口结构，所述开口结构通过打开机构可以完成打开与关闭操作，所述开口结构上部设置有伞状遮挡部件，呈左右对称的结构设置，当所述开口结构关闭后，伞状结构可以保证整个容纳袋体处于其遮挡之下；所述回收装置设置在所述过滤装置的正下方，设置有重量传感器，当回收的物质重量达到标定值时，处理控制系统收到重量信号，及时进行废物回收；
作为一种举例说明，通过多次实验，伞状结构可以很好的保证容纳袋体不会因为污水的淋湿产生重量参数的异常数据；
作为一种举例说明，所述容纳袋体与过滤袋采用相同的过滤材质；
作为一种举例说明，所述回收装置设置在过滤装置的下方，可保证无需变动过滤装置即可完成过滤杂质的回收，大大增强了设备的稳定性、降低了结构设计的复杂度以及单位能耗；
进一步的，所述污水输送装置包括：壳体，污水进口，污水输出口、空气输入口、电动阀门以及流量计，所述污水进口设置在壳体的上方，用于流入污水，所述污水输出口设置在所述壳体的一侧下方，用于输出污水，所述空气输入口与所述空气输送装置连通，用于输入动力空气，作为调整污水流出污水输出口的动力，所述污水输出口上设置有电动阀门，所述电动阀门外侧靠近所述壳体内部的管路上设置有流量计；
作为一种举例说明，所述污水输出口的数量为不低于2个的自然数；方便一个过滤袋过滤效应降低后的冲洗替换；
进一步的，所述空气输送装置采用空气压缩输送机装置，具备空气输出的可控与可调功能，且其内部设置有空气加热装置，用于防止冬季处理污水时，污水结冰对过滤袋产生的不良影响；
一种污水处理方法，包括如下步骤：
步骤一、建立设定参数及公示关系；
其中：Q1：代表污水出口的实时流量值；Q2：代表空气输送装置输送空气的实时输送值，该值设定后即为恒定不变；t：代表污水处理发生的时间值；M：代表污水的浓度值；
设计积分公示：t＝∫M(Q2–△Q1/Q2)；
步骤二、当△t/(△Q1+△t)大于1时，处理控制系统正常进行污水处理操作，污水输送装置容纳好单位体积的污水后，关闭污水进口，控制空气输送装置进行空气压力的恒定输出，对污水输送装置中的污水进行压力挤出，同时污水自然溶氧；
步骤三、当△t/(△Q1+△t)小于1时，处理控制系统控制冲洗装置，进行清洗操作，清洗工作过的过滤装置，同时控制其中一个污水出水口关闭，另一个污水出水口打开，继续进行污水处理操作；
作为一种举例说明，经过多次建模与实体模型试验，污水的浓度，处理的流量速度以及空气压力对过滤袋的过滤使用额定满负荷值均有影响，通过微积分的公式可以很好的表示处理时间的长短；
作为一种举例说明，过滤袋随着过滤污水的时间增加，其处理污水的能力因富过滤杂质的堆积而逐步降低，当达到过滤袋本体合理的使用时间时，进行及时的清理将会大大提高过滤袋的过滤效果；
步骤三、进行冲洗装置工作时，过滤装置的电动执行器与回收装置的开口结构先行同时打开，而后两边的冲洗头开始喷水，自上而下的清洗，将过滤袋里外两侧充分清理；
步骤四、当回收装置的重量达到回收额定值时，发出信号，提醒操作人员进行回收装置的清理回收；
作为一种举例说明，所述清理回收的杂质可用于生产原料的提炼以及重金属回收等；
步骤五、经过过滤处理的废水，在具备了自然溶氧的最佳状态下，排入固定管道。
本发明的有益效果：
1、污水处理的结构方式设计巧妙，简单安全，工作可靠；
2、没有额外增加溶氧设备和耗能，达到自然的溶氧效果；
3、降低了污水处理的工作繁杂程度，降低了人力的使用；
4、污水处理值稳定可靠，没有人为参与带来的结果波动。
附图说明
图1是一种污水处理系统结构设计框图
图2是一种污水处理系统结构之冲洗装置结构示意图(包括正视图与左视图的罗列)
图3是一种污水处理系统结构之过滤装置结构示意图(打开状态)
图4是一种污水处理系统结构之回收装置结构示意图(打开状态)
图5是一种污水处理系统结构之污水输送装置结构示意图
图6是一种污水处理方法之污水出口的实时流量值与时间的关系效果图
图7一种污水处理系统结构之流量传感反馈电路结构的优选实施例原理示意图
图8一种污水处理系统结构之冲洗控制电路结构的优选实施例原理示意图
图9是一种污水处理系统结构之中央控制单元原理示意图
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。
参照图1至图6所示，一种污水处理系统及其处理方法，其中：
一种污水处理系统，包括：处理控制系统101、冲洗装置102、过滤装置103、回收装置104、污水输送装置105以及空气输送装置106；
进一步的，所述处理控制系统101包括：中央控制单元901、流量传感反馈电路902、冲洗控制电路903、回收控制电路904、空气输送控制电路905、阀门控制电路906以及温度控制电路907；所述流量传感反馈电路、冲洗控制电路、回收控制电路、空气输送控制电路、阀门控制电路以及温度控制电路分别与所述中央控制单元电信号连接；
作为一种举例说明，所述中央控制单元采用单片机结构设计，用程序算法，控制所述冲洗装置102、过滤装置103、回收装置104、污水输送装置105以及空气输送装置106之间的工作；
进一步的，所述流量传感反馈电路用于接受流量计的电信号，并将电信号传递给中央控制单元实时监控处理；所述冲洗控制电路用于控制所述冲洗装置102；所述回收控制电路用于控制所述回收装置104；所述空气输送控制电路702用于控制所述空气输送装置106；
进一步的，所述冲洗装置102用于冲洗过滤装置103，保证过滤装置103的过滤效果，包括：两边对称设置的冲洗头201、安装支架202、供水管路203、上下行程轨道204，所述两边对称设置的冲洗头201均斜向下45度角固定设置在安装支架202上，两边冲洗头201之间留有一定的空间，用于安装所述过滤装置103，所述安装支架202活动安装在上下行程轨道204上，所述供水管路203与所述冲洗头201连通，用于提供清洗用净水；
进一步的，所述过滤装置103包括：两边对称设置的半圆形过滤袋301，所述两边过滤袋侧面的一端彼此活动连接，另一端侧面通过电动执行器303控制合起与打开，并保证合起时，两边过滤袋301接缝处严实密封，形成一个一端开口，一端封闭的管道；所述过滤袋301设置在所述冲洗头201对称中间线之间；所述过滤袋开口一端与所述污水输送装置连通；
作为一种举例说明，所述两边过滤袋301侧面的一端彼此活动连接为一片整体过滤袋折弯后，左右呈对称设置的活动连接结构；
作为一种举例说明，为保证两边过滤袋301接缝处严实密封，所述两边接缝处的过滤袋边缘设置有软皮包边结构302；
作为一种举例说明，为保证两边过滤袋301合起时，形成良好的管道效应，所述两边过滤袋301内部还设置有对称的支撑龙骨结构；
进一步的，所述回收装置包括：容纳袋体401，所述容纳袋体上部设置有开口结构402，所述开口结构402通过打开机构可以完成打开与关闭操作，所述开口结构402上部设置有伞状遮挡部件403，呈左右对称的结构设置，当所述开口结构402关闭后，伞状结构403可以保证整个容纳袋体401处于其遮挡之下；所述回收装置104设置在所述过滤装置103的正下方，回收装置104设置有重量传感器，当回收的物质重量达到标定值时，处理控制系统101收到重量信号，及时进行废物回收；
作为一种举例说明，通过多次实验，伞状结构403可以很好的保证容纳袋体401不会因为污水的淋湿产生重量参数的异常数据；
作为一种举例说明，所述容纳袋体401与过滤袋301采用相同的过滤材质；
作为一种举例说明，所述回收装置104设置在过滤装置103的下方，可保证无需变动过滤装置103的位置即可完成过滤杂质的回收，大大增强了设备的稳定性、降低了结构设计的复杂度以及单位能耗；
进一步的，所述污水输送装置105包括：壳体501，污水进口502，污水输出口503、空气输入口504、电动阀门505以及流量计506，所述污水进口502设置在壳体的上方，用于流入污水，所述污水输出口503设置在所述壳体的一侧下方，用于输出污水，所述空气输入口504与所述空气输送装置106连通，用于输入动力空气，作为调整污水流出污水输出口503的动力，所述污水输出口503上设置有电动阀门505，所述电动阀门外侧靠近所述壳体内部的管路上设置有流量计506；
作为一种举例说明，所述污水输出口503的数量为不低于2个的自然数；方便一个过滤袋301过滤效应降低后的冲洗替换；
进一步的，所述空气输送装置106采用空气压缩输送机装置，具备空气输出的可控与可调功能，且其内部设置有空气加热装置701，用于防止冬季处理污水时，污水结冰对过滤袋产生的不良影响；
一种污水处理方法，包括如下步骤：
步骤一、建立设定参数及公示关系；
其中：Q1：代表污水出口的实时流量值；Q2：代表空气输送装置输送空气的实时输送值，该值设定后即为恒定不变；t：代表污水处理发生的时间值；M：代表污水的浓度值；
设计积分公示：t＝∫M(Q2–△Q1/Q2)；
步骤二、当△t/(△Q1+△t)大于1时，处理控制系统101正常进行污水处理操作，污水输送装置105容纳好单位体积的污水后，关闭污水进口，控制空气输送装置105进行空气压力的恒定输出，对污水输送装置105中的污水进行压力挤出，同时污水自然溶氧；
步骤三、当△t/(△Q1+△t)小于1时，处理控制系统101控制冲洗装置102，进行清洗操作，清洗工作过的过滤装置103，同时控制其中一个污水出水口关闭，另一个污水出水口打开，继续进行污水处理操作；
作为一种举例说明，经过多次建模与实体模型试验，污水的浓度，处理的流量速度以及空气压力对过滤袋的过滤使用额定满负荷值均有影响，通过微积分的公式可以很好的表示处理时间的长短；
作为一种举例说明，过滤袋随着过滤污水的时间增加，其处理污水的能力因富过滤杂质的堆积而逐步降低，当达到过滤袋本体合理的使用时间时，进行及时的清理将会大大提高过滤袋的过滤效果；
步骤三、进行冲洗装置102工作时，过滤装置103的电动执行器303与回收装置104的开口结构先行同时打开，而后两边的冲洗头201开始喷水，自上而下的清洗，将过滤袋301里外两侧充分清理；
步骤四、当回收装置104的重量达到回收额定值时，发出信号，提醒操作人员进行回收装置104的清理回收；
作为一种举例说明，所述清理回收的杂质可用于生产原料的提炼以及重金属回收等；
步骤五、经过过滤处理的废水，在具备了自然溶氧的最佳状态下，排入固定管道。
作为一种举例说明，所述中央控制单元901包括：单片机的1、2、3、4、5口分别与电容串联后后彼此并联导通，所述1、2、3、4、5口在串联电容前还分别与电压V33电连接；所述单片机的RST端与电容C22串联后接地，该端还同时与所述单片机的13口电连接；所述单片机的14口通过电容C21与13口交流导通；单片机的15口接地，其7口与电阻R21串联后电连接冲洗控制电路903，其8口串联电阻R22后分别与冲洗控制电路903、回收控制电路904以及单片机的9口电信号连接，所述单片机的9、10、11、12口彼此并联后接地；所述单片机的18口与电容C23串联后电连接空气输送控制电路905的一端，所述空气输送控制电路905的另一端与温度控制电路907的一端电连接，所述温度控制电路907的另一端与单片机16口电连接，所述温度控制电路907的又一端与阀门控制电路906的一端电连接，阀门控制电路906的另一端与单片机17口电连接；单片机的18口与19口之间还通过晶振Y1彼此连通；所述单片机的19口与电容C24串接后电连接流量传感反馈电路902；
本发明污水处理的结构方式设计巧妙，简单安全，工作可靠；没有额外增加溶氧设备和耗能，达到自然的溶氧效果；降低了污水处理的工作繁杂程度，降低了人力的使用；污水处理值稳定可靠，没有人为参与带来的结果波动；
以上所述的仅为本发明的优选实施例，所应理解的是，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的思想和原则之内所做的任何修改、等同替换等等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种污水处理系统，其特征在于，包括：处理控制系统、冲洗装置、过滤装置、回收装置、污水输送装置以及空气输送装置；
所述处理控制系统包括：中央控制单元、流量传感反馈电路、冲洗控制电路、回收控制电路、空气输送控制电路、阀门控制电路以及温度控制电路；所述流量传感反馈电路、冲洗控制电路、回收控制电路、空气输送控制电路、阀门控制电路以及温度控制电路分别与所述中央控制单元电信号连接；
所述流量传感反馈电路用于接受流量计的电信号，并将电信号传递给中央控制单元实时监控处理；所述冲洗控制电路用于控制所述冲洗装置；所述回收控制电路用于控制所述回收装置；所述空气输送控制电路用于控制所述空气输送装置；
所述冲洗装置用于冲洗过滤装置，保证过滤装置的过滤效果，包括：两边对称设置的冲洗头、安装支架、供水管路、上下行程轨道，所述两边对称设置的冲洗头均斜向下45度角固定设置在安装支架上，两边冲洗头之间留有一定的空间，用于安装所述过滤装置，所述安装支架活动安装在上下行程轨道上，所述供水管路与所述冲洗头连通，用于提供清洗用净水；
所述过滤装置包括：两边对称设置的半圆形过滤袋，所述两边过滤袋侧面的一端彼此活动连接，另一端侧面通过电动执行器控制合起与打开，并保证合起时，两边过滤袋接缝处严实密封，形成一个一端开口，一端封闭的管道；所述过滤袋设置在所述冲洗头对称中间线之间；所述过滤袋开口一端与所述污水输送装置连通；
所述回收装置包括：容纳袋体，所述容纳袋体上部设置有开口结构，所述开口结构通过打开机构可以完成打开与关闭操作，所述开口结构上部设置有伞状遮挡部件，呈左右对称的结构设置，当所述开口结构关闭后，伞状结构可以保证整个容纳袋体处于其遮挡之下；所述回收装置设置在所述过滤装置的正下方，设置有重量传感器，当回收的物质重量达到标定值时，处理控制系统收到重量信号，及时进行废物回收；
所述污水输送装置包括：壳体，污水进口，污水输出口、空气输入口、电动阀门以及流量计，所述污水进口设置在壳体的上方，用于流入污水，所述污水输出口设置在所述壳体的一侧下方，用于输出污水，所述空气输入口与所述空气输送装置连通，用于输入动力空气，作为调整污水流出污水输出口的动力，所述污水输出口上设置有电动阀门，所述电动阀门外侧靠近所述壳体内部的管路上设置有流量计；
所述空气输送装置采用空气压缩输送机装置，具备空气输出的可控与可调功能，且其内部设置有空气加热装置；
所述中央控制单元采用单片机结构，用程序算法，控制所述冲洗装置、过滤装置、回收装置、污水输送装置以及空气输送装置之间的工作；
所述中央控制单元包括：单片机的1、2、3、4、5口分别与电容串联后后彼此并联导通，所述1、2、3、4、5口在串联电容前还分别与电压V33电连接；所述单片机的RST端与电容C22串联后接地，所述单片机的RST端还同时与所述单片机的13口电连接；所述单片机的14口通过电容C21与13口交流导通；单片机的15口接地，其7口与电阻R21串联后电连接冲洗控制电路，其8口串联电阻R22后分别与冲洗控制电路、回收控制电路以及单片机的9口电信号连接，所述单片机的9、10、11、12口彼此并联后接地；所述单片机的18口与电容C23串联后电连接空气输送控制电路的一端，所述空气输送控制电路905的另一端与温度控制电路的一端电连接，所述温度控制电路的另一端与单片机16口电连接，所述温度控制电路的又一端与阀门控制电路的一端电连接，阀门控制电路的另一端与单片机17口电连接；单片机的18口与19口之间还通过晶振Y1彼此连通；所述单片机的19口与电容C24串接后电连接流量传感反馈电路。
2.根据权利要求1所述的一种污水处理系统，其特征在于，所述两边过滤袋侧面的一端彼此活动连接为一片整体过滤袋折弯后，左右呈对称设置的活动连接结构。
3.根据权利要求1或2所述的一种污水处理系统，其特征在于，为保证两边过滤袋接缝处严实密封，所述两边接缝处的过滤袋边缘设置有软皮包边结构。
4.根据权利要求1或2所述的一种污水处理系统，其特征在于，为保证两边过滤袋合起时，形成良好的管道效应，所述两边过滤袋内部还设置有对称的支撑龙骨结构。
5.根据权利要求4所述的一种污水处理系统，其特征在于，所述容纳袋体与过滤袋采用相同的过滤材质。
6.根据权利要求1所述的一种污水处理系统，其特征在于，所述污水输出口的数量为不低于2个的自然数。
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