CN110028200A - 一种小型净化槽混合液回流量自动调节装置与调节方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种小型净化槽混合液回流量自动调节装置与调节方法，所述自动调节装置在其进水槽设置超声液位检测装置，在混合液回流槽位于好氧硝化区上方的槽底并列安装若干电磁阀，通过控制器连接超声液位检测装置和电磁阀；PLC定时读取超声液位检测装置检测到的进水槽内水深，并计算连续一段时间内的平均水深，根据平均水深与设计水深的比值，延时控制电磁阀的开关；当平均水深与设计水深之比改变时，可以通过PLC延时控制电磁阀的开关，实现混合液回流至缺氧脱氮区的水量的自动调整。本发明提出可以根据小型净化槽实际进水量自动调整混合液回流量，同时控制缺氧区溶解氧，为反硝化提供缺氧条件，提高净化槽的脱氮效率。

Description

一种小型净化槽混合液回流量自动调节装置与调节方法
技术领域
本发明涉及一种污水处理装置，特别涉及小型净化槽混合液回流量自动调节装置与调节方法。
背景技术
随着中国持续推进新型城乡一体化和乡村振兴战略的实施，农村生活污水治理成为农村人居环境整治中十分重要的内容。与城镇生活污水相比，农村生活污水排放较为分散，收集难度大，处理工艺也不同于城镇生活污水，并且治理所需资金量大，导致我国农村生活污水处理率较低，因此加快农村生活污水的治理对提升农村人居环境、改善村庄水环境质量具有十分迫切的需要。
在农村生活污水治理中，净化槽是应用较多的处理设备，具有受地形影响小、污水收集简便、施工难度小等特点。其中小型净化槽通常作为分散型处理设施，处理1户至若干户村民的生活污水，可以有效地降解有机物和去除氨氮，但存在着运行不稳定、脱氮效率低的问题。生活污水脱氮需通过回流好氧硝化后的混合液至前段缺氧区，进行反硝化而实现回流混合液中硝酸盐的去除，回流量的大小需根据进水水量进行实时调整，并保证缺氧区的溶解氧低于0.5～1mg/L，才能进行有效脱氮。小型净化槽通常采用气提方式回流好氧硝化后的混合液，回流量取决于气提阀门的开启度，即用于气提的气量直接影响回流量的大小。但由于实际运行中小型净化槽进水的时变化系数很大，即进水流量变化很大，而净化槽的气提回流量通常是根据设计水量确定的，不能随实际进水流量的变化而实时调整；另一方面，尽管气提阀门的开启度可以调整，但当实际进水量小于设计流量时，若根据回流量的需求而减小用于混合液气提的气量，实际运行中存在气量不稳、回流经常中断的情况。由于上述两个原因，小型净化槽实际的回流量通常远大于反硝化脱氮所需的回流量，过大的回流量携带过多的溶解氧，导致缺氧反硝化区溶解氧偏高，破坏了反硝化条件，导致小型净化槽的反硝化脱氮效率很低，因此在保证混合液气提回流正常运行的情况下，根据进水流量实时调整混合液的回流量，是保证小型净化槽脱氮效率的关键因素。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于克服上述小型净化槽运行中的不足，提供一种小型净化槽混合液回流量自动调节装置与调节方法，根据实际进水流量自动调节混合液回流量，提高净化槽的脱氮效率。
技术方案：为实现上述发明目的，本发明所述的一种小型净化槽混合液回流量自动调节装置是针对采用气提方式回流好氧硝化区混合液的净化槽，所述自动调节装置包含有进水槽，在所述进水槽内设置用于检测所述进水槽水深的超声液位检测装置，待处理污水从所述进水槽进入预沉区进行预沉，预沉后的污水送入缺氧反硝化区进行反硝化处理，经过反硝化处理的污水送入好氧硝化区继续处理；
部分经过硝化处理的污水在气提阀的作用下，从好氧硝化区进入混合液提升管，从所述混合液提升管送入回流槽；所述回流槽穿过好氧硝化区且开口于所述缺氧反硝化区，位于所述好氧硝化区上方的回流槽槽底设置有用于控制进入所述好氧硝化区回流水量的电磁阀组件；另一部分经过硝化处理的污水从出水槽流出；
所述电磁阀组件为若干个个并联的电磁阀组成，所述电磁阀组件以及超声液位检测装置分别与控制器通信连接。
所述电磁阀组件由7个并联的电磁阀组成。
上述小型净化槽混合液回流量自动调节装置的调节方法，包括以下步骤：
(1)待处理污水从进水槽进入，超声液位检测装置检测进水槽内的水位，从进水槽进入的污水依次通过预沉区、缺氧反硝化区、好氧硝化区处理；部分经过好氧硝化区处理的污水在气提阀的作用下，从混合液提升管送入回流槽；
(2)控制器分别与电磁阀组件以及超声液位检测装置通信连接，控制器从每天的0时至24时，间隔读取超声液位检测装置检测到的进水槽内水深，并从0时开始依次计算连续一段时间内的平均水深，以及平均水深与设计水深的比值，根据该比值的大小，延时控制电磁阀组件的开关，通过控制电磁阀组件的开启数量，实现回流槽内的混合液回流至缺氧反硝化区的水量的自动调整。
步骤(2)中，每隔10分钟读取超声液位检测装置检测到的进水槽内水深，并从0时开始依次计算连续1小时的平均水深，以及平均水深与设计水深的比值，根据该比值的大小，延时30分钟控制电磁阀组件的开关，通过控制电磁阀组件中电磁阀的开启数量，实现回流槽内混合液进入缺氧反硝化区以及好氧硝化区的比例调整。
步骤(2)中，根据平均水深与设计水深的比值，划分若干控制区间，所述电磁阀组件中电磁阀的数量与控制区间的数量匹配。
步骤(2)中，所述电磁阀组件由7个并联的电磁阀组成。
步骤(2)中：当连续1小时的时间段内平均水深与设计水深之比小于0.1时，控制器在30分钟后控制打开电磁阀组件中的七个电磁阀，所有经气提回流的混合液流入好氧硝化区，此时回流至缺氧反硝化区的流量为0；
当连续1小时的时间段内平均水深与设计水深之比大于等于0.1小于0.4时，控制器在30分钟后控制打开七个电磁阀中五个电磁阀，关闭另两个电磁阀；
当连续1小时的时间段内平均水深与设计水深之比大于等于0.4小于0.7时，控制器在30分钟后控制打开七个电磁阀中四个电磁阀，关闭另三个电磁阀；
当连续1小时的时间段内平均水深与设计水深之比大于等于0.7小于1.0时，控制器在30分钟后控制打开七个电磁阀中三个电磁阀，关闭另四个电磁阀；
当连续1小时的时间段内平均水深与设计水深之比大于等于1.0小于1.5时，控制器在30分钟后控制打开七个电磁阀中两个电磁阀，关闭另五个电磁阀；
当连续1小时的时间段内平均水深与设计水深之比大于等于1.5小于2.0时，控制器在30分钟后控制打开七个电磁阀中一个电磁阀，关闭另六个电磁阀；
当连续1小时的时间段内平均水深与设计水深之比大于等于2.0时，控制器在30分钟后控制关闭七个电磁阀，所有经气提回流的混合液全部流入缺氧反硝化区。
有益效果：与现有技术相比，本发明针对采用气提方式回流好氧硝化区混合液的净化槽，在进水槽设置超声液位检测装置，在混合液回流槽位于好氧硝化区上方的槽底并列安装电磁阀组成电磁阀组件，PLC控制器连接超声液位检测装置和电磁阀，并根据液位检测装置反馈的进水槽水深，通过控制电磁阀的启闭自动调节回流量，可以实现净化槽根据实际进水水量来延时控制混合液回流量，同时有效控制缺氧反硝化区的溶解氧，保证反硝化所需的缺氧环境，提高小型净化槽的脱氮效率。
附图说明
图1为本发明一种小型净化槽混合液回流量自动调节装置示意图。
具体实施方式
以下对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
实施例1：如图1所示，一种小型净化槽混合液回流量自动调节装置，所述自动调节装置包括进水槽1、超声液位检测装置2、预沉区3、缺氧反硝化区4、好氧硝化区5、气提阀6、混合液提升管7、回流槽8、电磁阀组件9、出水槽10和控制器11(程序逻辑控制器，PLC)；电磁阀组件9为7个并联的电磁阀组成，电磁阀组件9以及超声液位检测装置2分别与控制器11通信连接。
自动调节装置的进水口处设置有用于待处理污水进入的进水槽1，进水槽内处安装有用于检测进水槽水位深度的超声液位检测装置2，待处理污水从进水槽1进入预沉区3进行预沉，预沉后的污水送入缺氧反硝化区4进行反硝化处理，经过反硝化处理的污水送入好氧硝化区5继续处理，经过好氧硝化区5处理的污水，在气提阀6的作用下，从好氧硝化区进入混合液提升管7，从混合液提升管7送入回流槽8；
回流槽8穿过好氧硝化区5进入缺氧反硝化区4，位于好氧硝化区5的回流槽8在槽底处设置有电磁阀组件9，电磁阀组件9用于控制进入好氧硝化区5的回流水量，如当电磁阀组件关闭时，回流水直接通过回流槽进入缺氧硝化区4，当电磁阀组件9部分开启，则有部分回流水通过开启的电磁阀进入好氧硝化区，部分进入缺氧硝化区4，当电磁阀组件9完全开启时，则回流水全部进入好氧硝化区；另一部分经过硝化处理的污水从出水槽10流出，不经回流处理。
通过实施例1所述的自动调节装置，实现污水处理的具体调节方法如下：
当污水由进水槽1进入预沉区3时，在进水槽1设置有超声液位检测装置2，PLC控制器从每天的0时至24时，每隔10分钟读取超声液位检测装置2检测到的进水槽内水深，并从0时开始依次计算连续1小时的平均水深H以及平均水深H与设计水深h的比值m，然后污水由预沉区3流入缺氧反硝化区4、好氧硝化区5，净化槽采用气提方式回流好氧硝化区混合液，混合液回流槽8位于缺氧反硝化区4和好氧硝化区5的上方，在位于好氧硝化区5上方的槽底并列安装七个电磁阀组成的电磁阀组件9，通过PLC连接超声液位检测装置2和电磁阀8，PLC根据平均水深H与设计水深h的比值m延时30分钟控制电磁阀组件9的开关，通过控制电磁阀组件9中电磁阀的开启数量，实现混合液回流至缺氧脱氮区4的水量的自动调整，经处理后的污水从净化槽的出水槽10排出。
设连续1小时的时间段内平均水深与设计水深之比为m，m分为0～0.1、0.1～0.4、0.4～0.7、0.7～1.0、1.0～1.5、1.5～2.0和≥2七个区间；当0≤m＜0.1，则PLC在30分钟后控制七个电磁阀8全部打开，所有气提回流的混合液均流入好氧硝化区5，进入缺氧反硝化区4的回流量为0；当0.1≤m＜0.4，则PLC在30分钟后控制打开七个电磁阀8中的五个电磁阀；当0.4≤m＜0.7，则PLC在30分钟后控制打开七个电磁阀8中四个电磁阀；当0.7≤m＜1.0，则PLC在30分钟后控制打开七个电磁阀8中三个电磁阀；当1.0≤m＜1.5，则PLC在30分钟后控制打开七个电磁阀8中两个电磁阀；当1.5≤m＜2.0，则PLC在30分钟后控制打开七个电磁阀8中一个电磁阀；当m≥2，则PLC在30分钟后控制七个电磁阀组件9中的电磁阀全部关闭，气提回流的混合液全部回流至缺氧反硝化区4。
应用例1：以下通过具体实施例进一步说明本发明：
小型净化槽设计处理水量为1000L/d，实际进水水量在2L～130L范围内波动，在应用混合液回流量自动调节方法前，不同时间段缺氧反硝化区溶解氧波动较大，在0.28～4.87mg/L之间，当实际进水远小于设计进水量时，混合液回流量过大，缺氧区的缺氧环境明显被破坏。原进水TN浓度为80.44±53.23mg/L，出水TN浓度为69.55±49.35mg/L，TN的平均去除率为14.59％。采用混合液回流量自动调节方法后缺氧反硝化区溶解氧可稳定控制在1mg/L以下，缺氧区溶解氧仅偶有波动，进水TN浓度为66.96±43.14mg/L，出水TN浓度为21.74±10.16mg/L，TN的去除率达到62.73％，脱氮效果提高明显。以上结果表明本发明的自动调节净化槽混合液回流量的方法相对于目前的净化槽技术，可有效控制缺氧区溶解氧浓度，保证缺氧区缺氧环境有利于反硝化脱氮。

Claims (7)

1.一种小型净化槽混合液回流量自动调节装置，其特征在于，所述自动调节装置包含有进水槽(1)，在所述进水槽(1)内设置用于检测所述进水槽(1)水深的超声液位检测装置(2)，待处理污水从所述进水槽(1)进入预沉区(3)进行预沉，预沉后的污水送入缺氧反硝化区(4)进行反硝化处理，经过反硝化处理的污水送入好氧硝化区(5)继续处理；
部分经过硝化处理的污水在气提阀(6)的作用下，从好氧硝化区进入混合液提升管(7)，从所述混合液提升管(7)送入回流槽(8)；所述回流槽(8)穿过好氧硝化区(5)且开口于所述缺氧反硝化区(4)，位于所述好氧硝化区(5)上方的回流槽槽底设置有用于控制进入所述好氧硝化区(5)回流水量的电磁阀组件(9)；另一部分经过硝化处理的污水从出水槽(10)流出；
所述电磁阀组件(9)为若干个个并联的电磁阀组成，所述电磁阀组件(9)以及超声液位检测装置(2)分别与控制器(11)通信连接。
2.根据权利要求1所述的小型净化槽混合液回流量自动调节装置，其特征在于，所述电磁阀组件(8)由7个并联的电磁阀组成。
3.一种利用如权利要求1或2所述的小型净化槽混合液回流量自动调节装置的调节方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)待处理污水从进水槽进入，超声液位检测装置检测进水槽内的水位，从进水槽进入的污水依次通过预沉区、缺氧反硝化区、好氧硝化区处理；部分经过好氧硝化区处理的污水在气提阀的作用下，从混合液提升管送入回流槽；
(2)控制器分别与电磁阀组件以及超声液位检测装置通信连接，控制器从每天的0时至24时，间隔读取超声液位检测装置检测到的进水槽内水深，并从0时开始依次计算连续一段时间内的平均水深，以及平均水深与设计水深的比值，根据该比值的大小，延时控制电磁阀组件的开关，通过控制电磁阀组件的开启数量，实现回流槽内的混合液回流至缺氧反硝化区的水量的自动调整。
4.根据权利要求3所述的小型净化槽混合液回流量自动调节装置的调节方法，其特征在于：步骤(2)中，每隔10分钟读取超声液位检测装置检测到的进水槽内水深，并从0时开始依次计算连续1小时的平均水深，以及平均水深与设计水深的比值，根据该比值的大小，延时30分钟控制电磁阀组件的开关，通过控制电磁阀组件中电磁阀的开启数量，实现回流槽内混合液进入缺氧反硝化区以及好氧硝化区的比例调整。
5.根据权利要求3所述的小型净化槽混合液回流量自动调节装置的调节方法，其特征在于：步骤(2)中，根据平均水深与设计水深的比值，划分若干控制区间，所述电磁阀组件中电磁阀的数量与控制区间的数量匹配。
6.根据权利要求3所述的小型净化槽混合液回流量自动调节装置的调节方法，其特征在于：步骤(2)中，所述电磁阀组件(8)由7个并联的电磁阀组成。
7.根据权利要求5所述的小型净化槽混合液回流量自动调节装置的调节方法，其特征在于步骤(2)中：
当连续1小时的时间段内平均水深与设计水深之比小于0.1时，控制器在30分钟后控制打开电磁阀组件中的七个电磁阀，所有经气提回流的混合液流入好氧硝化区，此时回流至缺氧反硝化区的流量为0；
当连续1小时的时间段内平均水深与设计水深之比大于等于0.1小于0.4时，控制器在30分钟后控制打开七个电磁阀中五个电磁阀，关闭另两个电磁阀；
当连续1小时的时间段内平均水深与设计水深之比大于等于0.4小于0.7时，控制器在30分钟后控制打开七个电磁阀中四个电磁阀，关闭另三个电磁阀；
当连续1小时的时间段内平均水深与设计水深之比大于等于0.7小于1.0时，控制器在30分钟后控制打开七个电磁阀中三个电磁阀，关闭另四个电磁阀；
当连续1小时的时间段内平均水深与设计水深之比大于等于1.0小于1.5时，控制器在30分钟后控制打开七个电磁阀中两个电磁阀，关闭另五个电磁阀；
当连续1小时的时间段内平均水深与设计水深之比大于等于1.5小于2.0时，控制器在30分钟后控制打开七个电磁阀中一个电磁阀，关闭另六个电磁阀；
当连续1小时的时间段内平均水深与设计水深之比大于等于2.0时，控制器在30分钟后控制关闭七个电磁阀，所有经气提回流的混合液全部流入缺氧反硝化区。
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CN114163070A (zh) * 2021-11-18 2022-03-11 南方创业（天津）科技发展有限公司 多级ao+mbbr一体化、模块化污水处理装置及其处理工艺

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