CN110386744B - 太阳能一体化污水处理设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳能一体化污水处理设备,包括远程PLC控制平台、太阳能光伏板、污水储能电池、污水处理模块,所述的污水处理模块包括变频定量提升系统、多级好氧系统和微型气浮系统,所述的远程PLC控制平台采用4G或5G信号进行数据传输,用于实现多个设备之间的同步管理,所述的太阳能光伏板设置在污水处理模块上方并通过线路与污水储能电池连接,所述的远程PLC控制平台和污水储能电池设置在污水处理模块外侧。该设备为一体化设备,安装维护成本较低,具有耗能低、长时间持续工作,水泵出水量可调等特点,尤其适合农村乡镇生活污水的处理。

Description

太阳能一体化污水处理设备
技术领域
本发明涉及污水处理设备技术领域,更具体的说,涉及一种太阳能一体化污水处理设备。
背景技术
农村生活污水处理是将生活污水中的有害物质和污染环境成份清除、降解做无害处理。农村生活污水处理要着重考虑选用成熟可靠,适合农村特点和实际污水处理适用技术,近年来,农村生活污水处理工艺各异,但都是各单元处理技术的不同组合。农村污水处理实用技术包括化粪池、污水净化沼气池、普通曝气池、序批式生物反应器、氧化沟、生物接触氧化池、人工湿地、土地处理和生态塘等。现有技术中该类一体化污水处理设备存在着在乡镇村中污水设备用电、进水流量不稳定、设备后期运维困难、污水收集困难等问题,主要原因包括传统设备发电系统与处理体统为分体结构,污水罐必须进行地埋安装成本高、材料损耗多,占地面积广,安装复杂,工作过程中使用的普通水泵无法调节出水大小,功率较大最小都需要230W以上才能达到使用要求。
发明内容
本发明的目的是提供了一种太阳能一体化污水处理设备,该设备为一体化设备,安装维护成本较低,具有耗能低、长时间持续工作,水泵出水量可调等特点,尤其适合农村乡镇生活污水的处理。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
一种太阳能一体化污水处理设备,包括远程PLC控制平台、太阳能光伏板、污水储能电池、污水处理模块,所述的污水处理模块包括变频定量提升系统、多级好氧系统和微型气浮系统,所述的远程PLC控制平台采用4G或5G信号进行数据传输,用于实现多个设备之间的同步管理,所述的太阳能光伏板设置在污水处理模块上方并通过线路与污水储能电池连接,所述的远程PLC控制平台和污水储能电池设置在污水处理模块外侧。
进一步,所述的变频定量提升系统包括光伏控制器、变频水泵控制器、光伏板、变频提升水泵和两个液位传感器,所述的两个液位传感器分别安装在污水池上方和处理池上方,所述的光伏板通过线路与光伏控制器连接,所述的光伏控制器通过线路与变频水泵控制器连接,所述的变频提升水泵安装在污水池下方通过线路与变频水泵控制器连接且输出端通过管路连接到处理池内部,所述的两个液位传感器均通过线路连接到变频水泵控制器上,所述的光伏控制器、变频水泵控制器、变频提升水泵和两个液位传感器均通过光伏板供电,所述的变频提升水泵外壳为双层,所述的变频提升水泵和变频水泵控制器采用反馈式曲线性启动模式。
进一步,所述的微型气浮系统包括控制器、溶气罐、释放器和气浮池,所述的控制器通过线路连接有溶气水泵,所述的溶气水泵通过管路分别与气浮池和溶气罐连通,其中位于气浮池内部的管路上设有进水端,所述的溶气罐上方进气管路上设有气阀,所述的气阀通过线路与控制器连接,所述的溶气罐下方出水端连接有释放器,所述的释放器深入到气浮池内部,所述的进气管路外端连接有空气压缩机,所述的空气压缩机通过线路与控制器连接。
进一步,所述的太阳能一体化污水处理设备采用地上式一体化蜂窝状结构。
与已有技术相比,本发明的有益效果如下:
本发明中通过变频水泵控制器和变频提升水泵,降低了传统污水处理设备水泵的功耗,功耗最低可达50W;采用太阳能光伏供电,尤其适合农村地区,解决了现有污水处理设备供电困难的问题;通过污水池和处理池的两个液位传感器配合变频水泵控制器,可以动态调整变频水泵的工作功率,达到高效稳定节能,解决污水处理时进水量不稳定的问题;因采用变频控制技术配合纯太阳能供电设备,可以实现阴雨天太阳能也能正常发电从而解决太阳能供电不足的问题,实现设备全年的正常运转;采用地上式一体化蜂窝状结构,安装成本低,材料损耗少,占地面积小,较传统分体结构安装更加简单,本设备采用融合式污水处理工艺,供电为纯太阳能供电,系统出水一级A。
附图说明
图1为本发明变频定量提升系统结构示意图;
图2为本发明微型气浮系统结构示意图;
图3为本发明一体化污水处理设备结构示意图;
图中:1、污水池;2、变频提升水泵;3、液位传感器;4、变频水泵控制器;5、光伏控制器;6、光伏板;7、处理池;8、溶气水泵;9、控制器;10、气阀;11、溶气罐;12、释放器;13、气浮池;14、进水端;15、远程PLC控制平台;16、污水储能电池;17、污水处理模块。
具体实施方式
为了使发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体图示,进一步阐述本发明。
如图3所示,一种太阳能一体化污水处理设备,包括远程PLC控制平台15、太阳能光伏板6、污水储能电池16、污水处理模块17,污水处理模块17包括变频定量提升系统、多级好氧系统和微型气浮系统,远程PLC控制平台15采用4G或5G信号进行数据传输,用于实现多个设备之间的同步管理,太阳能光伏板6设置在污水处理模块17上方并通过线路与污水储能电池16连接,远程PLC控制平台15和污水储能电池16设置在污水处理模块17外侧。
如图1所示,变频定量提升系统包括光伏控制器5、变频水泵控制器4、光伏板6、变频提升水泵2和两个液位传感器3,两个液位传感器3分别安装在污水池1上方和处理池7上方,光伏板6通过线路与光伏控制器5连接,光伏控制器5通过线路与变频水泵控制器4连接,变频提升水泵2安装在污水池1下方通过线路与变频水泵控制器4连接且输出端通过管路连接到处理池7内部,两个液位传感器3均通过线路连接到变频水泵控制器4上,光伏控制器5、变频水泵控制器4、变频提升水泵2和两个液位传感器3均通过光伏板6供电,变频提升水泵2外壳为双层,变频提升水泵2和变频水泵控制器4采用反馈式曲线性启动模式。
如图2所示,微型气浮系统包括控制器9、溶气罐11、释放器12和气浮池13,控制器9通过线路连接有溶气水泵8,溶气水泵8通过管路分别与气浮池13和溶气罐11连通,其中位于气浮池13内部的管路上设有进水端14,溶气罐11上方进气管路上设有气阀10,气阀10通过线路与控制器9连接,溶气罐11下方出水端14连接有释放器12,释放器12深入到气浮池13内部,进气管路外端连接有空气压缩机,空气压缩机通过线路与控制器9连接。
其中,太阳能一体化污水处理设备采用地上式一体化蜂窝状结构。
本设备采用4G远程PLC管控平台(根据国家5G发展可升级为5G平台),传统设备会因为设备选址问题导致设备管控困难、管理人员多、管理混乱,可实现多个设备同步管理,只需一到两名管理人员便可管控整个片区设备。
本设备为纯太阳能供电工艺、普通设备如选用纯太阳能工艺会有建设成本高,阴雨天及夜晚因没有光照而导致设备无法正常运行等,但本设备通过采用最新的动力再平衡系统及变频控制技术,可根据设备用电情况进行调整,实现阴雨天太阳能正常发电从而解决太阳能供电不足的问题、实现设备全年的正常运转。
本设备采用地上式一体化蜂窝状结构,传统设备发电系统与处理体统为分体结构,污水罐必须进行地埋安装成本高、材料损耗多,占地面积广,安装复杂;设备通过重新的一体化设计,发电系统、控制系统、处理系统一体化建设,节约材料,减少制造成本,便于安装。罐体采用蜂窝状加强杆,结构稳定,在减少耗材的情况下罐体不会出现形变,膨胀的问题,从而节省制造成本;
本设备采用融合式的污水处理工艺。污水处理经变频提升泵2(普通水泵在使用过程中无法调节出水大小,功率较大最小都需要230w以上才能达到使用要求,变频泵可根据水量大小进行调节最低耗能只有50w)定量将污水提升到处理罐中进行生化处理,罐体内部结构为多级好氧加气浮系统组合,多级好氧采用微纳米曝气功率最小为45w,风压可达35~40Kpa;气浮器功率为130W左右;相较于传统少则一两千瓦的设备本设备有节约能源,减少建设成本等优点;
其中变频定量提升系统,通过液位传感器3控制水泵工作功率,达到高效稳定节能解决污水处理时进水量不稳定。因为污水中杂质较多,采用了双层防护保证电机运转稳定安全。根据太阳能供电的特点,采用了反馈式曲线性启动的模式,避免了电机启动瞬间的高电流和高功率输出,给与太阳能发电系统的双层防护,解决的太阳能设备的故障率高的问题。而传统提升设备功率最低都在250W左右,采用变频技术水泵的最低功耗可达50w左右达到节能目的减少发电系统的损耗。
微型气浮系统为本太阳能一体化配套设备,具有功率低、释放浓度大等优点。气浮器将处理后部分清水(设计指标为20-40%,通常采用30%)经溶气水泵8,加压进水溶气罐11中与空气进行混合,空气溶解到水中,这时的溶气效率达到80%以上;溶气罐11中的空气由控制器9控制空气压缩机,自动补充到溶气罐11中;溶气罐11出来的溶气水,经过释放器12,使溶气水压力减压释放,使溶气水压力减为零或负压,溶解在水中的空气充水中释放出来,形成粒径为20-50um的微气泡,微气泡同污水中的悬浮物结合,部分微气泡就直接生长在微型气浮机悬浮物中,使悬浮物在污水中的比重变小,直至浮上水体表面形成大量浮渣,再由刮沫机,把浮渣清除,气浮池13低部的清水,经清水集水管,进入气浮清水池后,除部分作为回流溶气水外,可直接向外排放或进入后一级处理设备
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种太阳能一体化污水处理设备,其特征在于:包括远程PLC控制平台、太阳能光伏板、污水储能电池、污水处理模块,所述的污水处理模块包括变频定量提升系统、多级好氧系统和微型气浮系统,所述的远程PLC控制平台采用4G或5G信号进行数据传输,用于实现多个设备之间的同步管理,所述的太阳能光伏板设置在污水处理模块上方并通过线路与污水储能电池连接,所述的远程PLC控制平台和污水储能电池设置在污水处理模块外侧,所述的变频定量提升系统包括光伏控制器、变频水泵控制器、光伏板、变频提升水泵和两个液位传感器,所述的两个液位传感器分别安装在污水池上方和处理池上方,所述的光伏板通过线路与光伏控制器连接,所述的光伏控制器通过线路与变频水泵控制器连接,所述的变频提升水泵安装在污水池下方通过线路与变频水泵控制器连接且输出端通过管路连接到处理池内部,所述的两个液位传感器均通过线路连接到变频水泵控制器上,所述的光伏控制器、变频水泵控制器、变频提升水泵和两个液位传感器均通过光伏板供电,所述的变频提升水泵外壳为双层,所述的变频提升水泵和变频水泵控制器采用反馈式曲线性启动模式,所述的微型气浮系统包括控制器、溶气罐、释放器和气浮池,所述的控制器通过线路连接有溶气水泵,所述的溶气水泵通过管路分别与气浮池和溶气罐连通,其中位于气浮池内部的管路上设有进水端,所述的溶气罐上方进气管路上设有气阀,所述的气阀通过线路与控制器连接,所述的溶气罐下方出水端连接有释放器,所述的释放器深入到气浮池内部,所述的进气管路外端连接有空气压缩机,所述的空气压缩机通过线路与控制器连接。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能一体化污水处理设备,其特征在于:所述的太阳能一体化污水处理设备采用地上式一体化蜂窝状结构。
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