CN110950490A

CN110950490A - 基于物联网的移动式水处理装置

Info

Publication number: CN110950490A
Application number: CN201911083998.5A
Authority: CN
Inventors: 沈黄亮; 黎宁
Original assignee: Qidong Huaye Metal Material Co Ltd
Current assignee: Qidong Huaye Metal Material Co Ltd
Priority date: 2019-11-07
Filing date: 2019-11-07
Publication date: 2020-04-03

Abstract

本发明公开了一种基于物联网的移动式水处理装置，包括集装箱，在集装箱内并排设有控制区和反应箱，控制区内设置工控机GSM模块、工控单片机、PLC以及触摸屏，工控单片机分别于工控GSM模块、PLC、触摸屏连接；反应箱通过隔板分割成依次连接的活性炭吸附池、第一PH调整池、气浮池、第二PH调整池、缺氧池、好氧池、沉淀池和氧化池。本发明设置在一个集装箱的箱体内，结构紧凑、占地面积小，可以方便地运输至河边、渠道边或湖边，进行污水处理。解决了企业排水渠道、饮用水水源地、湖泊以及河道等地污水难处理、处理成本高，容易造成二次污染、安装及调试周期长等问题；污水处理流程可以自动化运行。

Description

基于物联网的移动式水处理装置

技术领域

本发明涉及物联网领域，尤其是一种基于物联网的移动式水处理装置。

背景技术

对于大多数的中小企业污染监管，目前多还是采用飞检、抽检或者通过相关指标（如用电用水等）推断企业的排污来开展工作，这样浪费了大量的人力和物力。同时，对于部分企业来说，企业治污技术水平偏低，运营人员难以获得有效技术支持，企业提供节能减排优化方案时缺乏数据支持。而且，现有的污水处理设备因为设备复杂、占地大、固定投资大，运行成本高等原因，多建造在污水处理厂、厂矿企业等地，无法直接对企业排水渠道、饮用水水源地、湖泊以及河道等地突发性环境水污染事件进行处理，无法实时实地有针对性地对污染水体进行治理。

发明内容

本申请人针对上述现有水处理装置无法处理突发性水污染问题、污染监管浪费人力的缺点，提供一种结构合理的基于物联网的移动式水处理装置，从而可以方便地设置在企业排水渠道、饮用水水源地、湖泊以及河道等地，通过物联网实时监控水质信息，方便对突发性水污染事件进行及时应急处理，减少污染监管的人力。

本发明所采用的技术方案如下：

一种基于物联网的移动式水处理装置，包括集装箱，在集装箱内并排设有控制区和反应箱，控制区内设置工控机GSM模块、工控单片机、PLC以及触摸屏，工控单片机分别于工控GSM模块、PLC、触摸屏连接；反应箱通过隔板分割成依次连接的活性炭吸附池、第一PH调整池、气浮池、第二PH调整池、缺氧池、好氧池、沉淀池和氧化池。

作为上述技术方案的进一步改进：

电磁阀、原水提升泵、搅拌曝气泵、气液混合泵、中间提升泵、生化曝气泵、硝化液循环泵及污泥排放泵均设置在集装箱内的控制区，并通过继电器电路与PLC连接。

原水提升泵连接活性炭吸附池，活性炭吸附池通过管路连通第一PH调整池，第一PH调整池通过池底的过水通道与气浮池连通，气浮池通过管路连通第二PH调整池，第二PH调整池通过中间提升泵连通缺氧池，缺氧池、好氧池、沉淀池和氧化池通过管路依次连接，氧化池连接出水管路。

从气浮池末端通过管路串联气液混合泵后连接气浮池内的溶气释放器；活性炭吸附池、第一PH调整池、气浮池、第二PH调整池分别连接搅拌曝气泵；缺氧池、好氧池、沉淀池和氧化池分别连接生化曝气泵。

第一PH调整池、气浮池和第二PH调整池分别通过电磁阀与投药装置连接。

缺氧池和好氧池内投加悬浮流动填料。

活性炭吸附池中设置导流筒和透水过滤网，透水过滤网上固定多个活性炭过滤包。

工控GSM模块通过GSM网络与固定监测站连接，固定监测站通过Zigbee网络与浮动监测设备连接。

本发明的有益效果如下：

本发明设置在一个集装箱的箱体内，结构紧凑、占地面积小，可以方便地运输至河边、渠道边或湖边，进行污水处理。解决了企业排水渠道、饮用水水源地、湖泊以及河道等地污水难处理、处理成本高，容易造成二次污染、安装及调试周期长等问题。

本发明的污水处理流程可以自动化运行，污水处理过程几乎无需人工干涉最大限度的减少了人员维护频率，系统运行的稳定性能好。

附图说明

图1为本发明的具体实施方式的结构示意图。

图2为本发明的控制架构图。

图中：1、浮动监测设备；2、水质传感器；3、定位服务模块；4、从CPU处理模块；5、从Zigbee通讯模块；6、固定监测站；7、主Zigbee通讯模块；8、主CPU处理模块；9、单片机；10、单片机GSM模块；11、GSM网络；12、移动式水处理装置；13、工控机GSM模块；14、工控单片机；15、PLC；16、触摸屏；17、原水提升泵；18、活性炭吸附池；19、导流筒；20、第一PH调整池；21、气浮池；22、气液混合泵；23、第二PH调整池；24、中间提升泵；25、生化曝气泵；26、缺氧池；27、好氧池；28、沉淀池；29、氧化池；30、污泥排放泵；31、硝化液循环泵；32、电磁阀；33、投药装置；34、搅拌曝气泵。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，整个移动式水处理装置12的全部设备设置在一个集装箱的箱体内，集装箱内并排设有控制区和反应箱，控制区内设置工控机GSM模块13、工控单片机14、PLC15以及触摸屏16。反应箱通过隔板分割成依次连接的活性炭吸附池18、第一PH调整池20、气浮池21、第二PH调整池23、缺氧池26、好氧池27、沉淀池28和氧化池29。进水管路通过原水提升泵17连接活性炭吸附池18的入水口。活性炭吸附池18中设置导流筒19和透水过滤网，在使用时，透水过滤网上固定多个活性炭过滤包，污水通过导流筒19导流流经活性炭过滤包，使得污水和活性炭之间进行充分混合接触反应，活性炭利用自身的发达空隙具有很大的表面积，让污水中的有机物吸附在活性炭的表面，处理后的污水通过管路进入第一PH调整池20。第一PH调整池20通过池底的过水通道与气浮池21连通，从气浮池21末端通过管路串联气液混合泵22后连接气浮池21内的溶气释放器。气浮池21的出水口通过管路连通第二PH调整池23的入水口，第二PH调整池23的出水口通过中间提升泵24连通缺氧池26，活性炭吸附池18、第一PH调整池20、气浮池21、第二PH调整池23的池底的搅拌曝气系统分别连接搅拌曝气泵34。缺氧池26、好氧池27、沉淀池28和氧化池29通过管路依次连接，氧化池29连接出水管路。硝化液回流泵31通过管路分别连接好氧池27和缺氧池26，硝化液回流泵用于将好氧池27的硝化液回流到前部缺氧池26，硝化液回流比为100%。缺氧池26和好氧池27内投加悬浮流动填料，用以增加微生物浓度，节省降低一体化设备容积负荷。缺氧池26、好氧池27、沉淀池28和氧化池29的池底的生化曝气系统分别连接生化曝气泵25。污泥排放泵30通过管路连接沉淀池28和排泥口。

第一PH调整池20、气浮池21的絮凝室、第二PH调整池23和氧化池29分别通过电磁阀32与投药装置33连接。第一PH调整池20中投加氢氧化钠，用于将污水调成弱碱性；气浮池21中投加絮凝剂，第二PH调整池23中投加硫酸或盐酸，将污水调成中性，以便后面的缺氧、好氧反应。第一PH调整池20和第二PH调整池23通过投加化学试剂对水质进行调节，使水质达到后续处理所需条件。通过投放相应的水处理试剂可以改善局部水系的水质。投加的化学试剂的量根据进水的流量或酸碱程度决定，PLC 15控制电磁阀32开启投药装置33的料口，通过控制电磁阀32开启的时间达到控制化学试剂的投放量的目的。如此，即使容量较小的池子，在进水水质波动大时，只需通过投药装置灵活调整投加的化学试剂的量，就可以使水质改善，节省了调节池的空间尺寸；由于第一PH调整池20和第二PH调整池23较小，易于控制和操作，运行成本低。电磁阀32、原水提升泵17、搅拌曝气泵34、气液混合泵22、中间提升泵24、生化曝气泵25、硝化液循环泵31及污泥排放泵30均设置在集装箱内的控制区，并通过继电器电路与PLC15连接，工控单片机14分别于工控机GSM模块13、PLC15、触摸屏16连接，电气设备集中在控制区，设备之间连接所需的电线短，便于线路布置。

如图2所示，本发明移动式水处理装置12通过GSM网络11与固定监测站6连接，固定监测站6通过Zigbee网络与浮动监测设备1连接。浮动监测设备1布设于企业排水渠道、饮用水水源地、湖泊中间面以及河湖断面等水域，浮动监测设备1中的水质传感器2和定位服务模块3分别依次连接从CPU处理模块4与从Zigbee通讯模块5，水质传感器2可以实时采集浊度、溶解氧、深度、硝酸根离子、环境光、温度、PH值、绿藻、电导率、铵/氨离子、总溶解气体或ORP等水质信息，定位服务模块3实时采集位置信息，从CPU处理模块4通过从Zigbee通讯模块5将采集到的水质信息和位置信息发送至固定监测站6。固定监测站6包括依次串联的主Zigbee通讯模块7、主CPU处理模块8，单片机9及单片机GSM模块10。主CPU处理模块8实时接收浮动监测设备1输出的位置信息和水质信息，进行数据精度校正和解析处理，并通过格式转换，将上述信息发送至单片机9；单片机9将水质信息与预设的水质阈值进行比较，并将水质比较结果、水质信息与对应位置信息通过GSM网络11发送至移动式水处理装置12。移动式水处理装置12的工控单片机14通过工控机GSM模块13所接收的水质比较结果、水质信息和对应的位置信息，并将比较结果超标的水质信息做出处理，制定污水处理方案。本发明的所有设备安装在一个集装箱的箱体内，结构紧凑、占地面积小，易于实现了废水处理装置一体化。本发明通过牵引机动车方便地牵引移动至河边、渠道边或湖边，只需将控制设备接电后就可以进行污水处理，移动方便，实时实地有针对性地对污染水体进行治理。

工控单片机14通过光电隔离电路与PLC15相连， PLC15控制电磁阀32、原水提升泵17、搅拌曝气泵34、气液混合泵22、中间提升泵24、生化曝气泵25、硝化液循环泵31及污泥排放泵30进行相应动作，使污水被原水提升泵17吸入活性炭吸附池18，再依次流经第一PH调整池20、气浮池21、第二PH调整池23、缺氧池26、好氧池27、沉淀池28和氧化池29进行污水处理。整个污水处理流程可以自动化运行。污水处理过程几乎无需人工干涉最大限度的减少了人员维护频率，系统运行的稳定性能好。本发明解决了企业排水渠道、饮用水水源地、湖泊以及河道等地污水难处理、处理成本高，容易造成二次污染、安装及调试周期长等问题。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，在不违背本发明精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改。

Claims

1.一种基于物联网的移动式水处理装置，其特征在于：包括集装箱，在集装箱内并排设有控制区和反应箱，控制区内设置工控机GSM模块（13）、工控单片机（14）、PLC（15）以及触摸屏（16），工控单片机（14）分别于工控GSM模块（13）、PLC（15）、触摸屏（16）连接；反应箱通过隔板分割成依次连接的活性炭吸附池（18）、第一PH调整池（20）、气浮池（21）、第二PH调整池（23）、缺氧池（26）、好氧池（27）、沉淀池（28）和氧化池（29）。

2.按照权利要求1所述的基于物联网的移动式水处理装置，其特征在于：电磁阀（32）、原水提升泵（17）、搅拌曝气泵（34）、气液混合泵（22）、中间提升泵（24）、生化曝气泵（25）、硝化液循环泵（31）及污泥排放泵（30）均设置在集装箱内的控制区，并通过继电器电路与PLC（15）连接。

3.按照权利要求1所述的基于物联网的移动式水处理装置，其特征在于：原水提升泵（17）连接活性炭吸附池（18），活性炭吸附池（18）通过管路连通第一PH调整池（20），第一PH调整池（20）通过池底的过水通道与气浮池（21）连通，气浮池（21）通过管路连通第二PH调整池（23），第二PH调整池（23）通过中间提升泵（24）连通缺氧池（26），缺氧池（26）、好氧池（27）、沉淀池（28）和氧化池（29）通过管路依次连接，氧化池（29）连接出水管路。

4.按照权利要求1所述的基于物联网的移动式水处理装置，其特征在于：从气浮池（21）末端通过管路串联气液混合泵（22）后连接气浮池（21）内的溶气释放器；活性炭吸附池（18）、第一PH调整池（20）、气浮池（21）、第二PH调整池（23）分别连接搅拌曝气泵（34）；缺氧池（26）、好氧池（27）、沉淀池（28）和氧化池（29）分别连接生化曝气泵（25）。

5.按照权利要求1所述的基于物联网的移动式水处理装置，其特征在于：第一PH调整池（20）、气浮池（21）和第二PH调整池（23）分别通过电磁阀（32）与投药装置（33）连接。

6.按照权利要求1所述的基于物联网的移动式水处理装置，其特征在于：缺氧池（26）和好氧池（27）内投加悬浮流动填料。

7.按照权利要求1所述的基于物联网的移动式水处理装置，其特征在于：活性炭吸附池（18）中设置导流筒（19）和透水过滤网，透水过滤网上固定多个活性炭过滤包。

8.按照权利要求1所述的基于物联网的移动式水处理装置，其特征在于：工控GSM模块（13）通过GSM网络与固定监测站（6）连接，固定监测站（6）通过Zigbee网络与浮动监测设备（1）连接。