CN111470617A - 一体化污水处理装置的菌群控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一体化污水处理装置的菌群控制系统，包含监测系统、供水装置、主控模块、污泥补给装置和供氧装置，所述监测系统用于监测一体化污水处理装置中调节池的污水进水量、液位高度、水体含氧量中的至少一种参数，监测系统将监测到的参数传输给主控模块，所述主控模块的输出与供水装置、污泥补给装置和供氧装置的控制端相连，以通过对一体化污水处理装置中调节池的污水的进水量、液位高度、水体含氧量中的至少一种关联菌群生活环境的参数调解，实现菌群活性的控制。本发明与现有技术相比解决了现有技术中不能实现菌群环境的自动控制与调节的问题。

Description

一体化污水处理装置的菌群控制系统

技术领域

本发明涉及污水处理领域，具体涉及一种一体化污水处理装置的菌群控制系统。

背景技术

根据现有一体化污水处理系统工艺原理及结构基本为污水池-格栅-调节池-一体化污水处理装置(厌氧-缺氧-好氧-MBR膜-抽吸泵-消毒-直排或回用)。污水池污水流至调节池，一体化污水处理处理装置MBR膜池设置液位计，低液位时调节池输送泵启动输水至一体化污水处理装置，高液位停止。现在各地一体化污水处理装置普遍存在短期运行与短期停运状态(因一体化污水处理装置设计实施时一般按照最大污水处理量进行实施，但实际污水量普遍较小，设备基本按照设计负荷进行运行。如设计处理量为20T/h，但实际污水量普遍较低，因此就会导致设备每天前期生化系统处于一个额定负荷运行，每天的后期生化系统处于一个无水曝气的过程，系统维护人员不能够及时、频繁的做到对负荷大小的调节)，导致活性菌群长期处于一个营养(生活污水)断断续续的状态，直接导致活性菌群活性不高、活性污泥泥龄偏短、污泥缺营养老化、菌群过氧老化、系统出水水质波动较大等缺点，根据现状该问题并未引起大家重视。生化系统中活性菌群靠吸收生活污水中的碳源生长、繁殖，并在生长繁殖过程中对污水中的有害物质进行硝化、反硝化处理，降低污水中的COD、氨氮、总氮、总磷等有害物质，使被处理污水达标排放，活性菌群的活性与污水量变化息息相关。在一些特殊自然情况下，如雨季或是干涸期，实际污水量变化较大，如按照设定的额定负荷去运行，会导致一体化污水处理装置中后期缺水或是水量较多，对一体化污水处理装置中的活性菌群影响较大，并且在活性菌群长时间工作下和进水水质的波动会导致活性菌群的活性降低，会影响污水处理效果。为了减小污水水量变化对活性菌群的影响，给菌群提供一个良好的生活环境，并保证一体化污水处理系统中污水处理达标排放，于是本发明提供了一种一体化污水处理装置的菌群控制系统。

发明内容

针对现有技术中所存在的不足，本发明的目的在于提供一体化污水处理装置的菌群控制系统，以解决了现有技术中不能实现菌群环境的自动控制与调节的问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一体化污水处理装置的菌群控制系统，包含监测系统、供水装置、主控模块、污泥补给装置和供氧装置，所述监测系统用于监测一体化污水处理装置中调节池的污水进水量、液位高度、水体含氧量中的至少一种参数，监测系统将监测到的参数传输给主控模块，所述主控模块的输出端与供水装置、污泥补给装置和供氧装置的控制端相连，以通过对一体化污水处理装置中调节池的污水的进水量、液位高度、水体含氧量中的至少一种关联菌群生活环境的参数调解，实现菌群活性的控制。

优选的，所述监测系统还包含水质PH值传感器，水质PH值传感器用于监测一体化污水处理装置中净化池的污水或污泥的PH值，以通过PH值监控至少一种酸碱度敏感菌群的生存环境。

优选的，所述污泥补给装置包含用于添加及储备活性污泥的储料箱、电控开关阀门、传输通道，储料箱设有输出口，且输出口通过电控开关阀门与传输通道固定连接，传输通道延伸至一体化污水处理装置中的净化池；电控开关阀门的控制端与主控模块的输出端连接，电控开关阀门的开启关闭以实现活性污泥的补给。

一体化污水处理装置的菌群控制系统，通过监测系统监测污水在设定时间的累计进水量，主控模块根据换算得到平均单位时间的进水量，将平均单位时间进水量再换算成平均供水负荷；通过主控模块与供水装置连接，使供水装置根据平均供水负荷进行恒流运作，使一体化污水处理装置中的净化池一直有稳定的污水进入；保证净化池中的活性菌群不会断粮，维持活性菌群的活性；通过在供氧装置增加污水的含氧量，使污水的含氧量更充足更适合活性菌群生存；通过水质PH值传感器得知菌群活性来判断是否需要开启污泥补给装置，让污泥补给装置补入活性污泥，使污水处理效果进一步提升。

相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：本发明中一直有恒定的污水进入一体化污水处理装置的净化池中，保证净化池中的活性菌群不会断粮，且避免由于污水水量的一直波动太大造成的排放水质不达标的问题；供氧装置使污水含氧更充足，保证活性菌群活性更好；监测活性菌群环境的PH值，通过污泥补给装置根据PH值自动补给污泥到净化池中，进一步完善净化池的净化效果。

附图说明

图1为实施例的系统装置图；

其中1、水流计；2、液位计；3、变频抽吸泵；4、主控模块；5、驱动模块；6、无线数据采集发送器；7、无线数据采集接收器；8、调节池进水管道；9、净化池供水管道；10、调节池；11、供氧装置；12、出气管道；13、进水阀门；14、污泥补给装置；15、温度传感器；16、风机；17、净化池；18、污泥沉淀区；19、污泥采集阀门；20、污泥传输通道；21、过滤网；22、回流管道；23、回流阀门；24、水质PH值传感器；25、电控排出阀门；26、清水供给装置；27、混合腔；28、污泥采集传输装置。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

实施例

根据本发明的一个实施例，一体化污水处理装置的菌群控制系统，包含监测系统、供水装置、主控模块4、污泥补给装置14和供氧装置11。如图1，为菌群控制系统的装置图，一体化污水处理装置中包含调节池10、调节池进水管道8、净化池供水管道9、净化池17和污泥沉淀区18，通过调节池进水管道8向调节池10进水，净化池供水管道9出水到净化池17，其中净化池17里面含有活性污泥，活性污泥中含有大量的活性菌群，通过这些活性菌群的对污水进行初步处理，再给一体化污水处理装置中的其他环节进行进一步的净化，净化池17中活性菌群的活性是净化池17净化效果的关键。监测系统用于监测调节池10的污水的进水量、液位高度、水体含氧量中的至少一种参数，监测系统将监测到的参数传输给主控模块4，主控模块4的输出端与供水装置、污泥补给装置14和供氧装置11的控制端相连；以通过对调节池10的污水的进水量、液位高度、水体含氧量中的至少一种关联菌群生活环境的参数调解，实现菌群活性的控制。

其中监测系统包含水流计1、液位计2和水含氧量传感器，液位计2固定设置在调节池10外壁上，并且液位计2的输出端与主控模块4输入端连接，用于检测调节池10的污水液位变化；水流计1设置在调节池进水管道8上，并且水流计1的输出端与主控模块4输入端连接，用于检测调节池进水管道8的进水量；水含氧量传感器的输出端与主控模块4输出端连接用于监测调节池10中的污水含氧量。水流计1和液位计2将监测到的数据传输给主控模块4，此处的主控模块4采用PLC控制模块，一体化污水处理装置的菌群控制系统的控制功能由主控模块4的程序实现。主控模块4与供水装置相连以改变供水装置的供水负荷，使供水装置能够根据进水量自适应调节净化池供水管道9的出水量给净化池17。其中供水装置包含变频抽吸泵3和驱动模块5，驱动模块5的输入端与主控模块4的输出端相连，驱动模块5的输出端与变频抽吸泵3的控制端相连，以驱动变频抽吸泵3工作，变频抽吸泵3通过净化池供水管道9将调节池10内的污水抽出送到净化池17中。供氧装置11为调节池10中的污水增加含氧量，供氧装置11包含气泵与出气管道12，气泵的控制端与主控模块4的输出端相连，气泵的空气输出端与出气管道12连接，出气管道12用于延伸至调节池10中，以向调节池10传输氧气。在出气管道12上设置多个单向阀门，便于将氧气从多个阀门传输到污水中，使污水中含氧量更充足。污泥补给装置14与净化池17连通根据菌群活性判断是否向净化池17中补给污泥，进一步提升净化池17的净水效果。污泥补给装置14包含用于添加及储备活性污泥的储料箱、电控开关阀门、传输通道，储料箱设有输出口，且输出口通过电控开关阀门与传输通道固定连接，传输通道延伸至至净化池17；电控开关阀门的控制端与主控模块4的输出端连接，电控开关阀门的开启关闭以实现活性污泥的补给。并在在调节池进水管道8处设置有进水阀门13，进水阀门13的控制端与主控模块4的输出端连接用于控制进水阀门13的开关状态，当液位计2检测到调节池10的水位过高，主控模块4控制进水阀门13关闭。

根据本发明的另一个实施例，监测系统还包含水质PH值传感器24，水质PH值传感器24的输出端与主控模块4的输入端连接，水质PH值传感器24用于监测净化池17的污水或污泥的PH值，以通过PH值监控至少一种酸碱度敏感菌群的生存环境，并通过监测到的菌群PH值以得知菌群活性来判断是否需要补给污泥。如在活性菌群中存在硝化细菌可以对污水中的有害物进行处理，为了得知活性菌群的活性，可以通过测试活性菌群环境的PH值来获知。硝化细菌在污水处理中的适应环境PH值介于6至8.5之间，最适宜的PH值介于6.5至7.5之间，当PH低于6时，真菌开始与细菌竞争，PH低于4.5时，活性污泥中原生动物将全部消失，硝化细菌的活动会受到抑制，活性污泥絮体受到破坏，极易产生污泥膨胀现象；当PH超过8.5时，硝化细菌的代谢速率将受到极大的不利影响，菌胶团会解体，也会产生污泥膨胀现象，活性大大降低。活性污泥混合液本身对PH值变化具有一定的缓冲作用，因为微生物的代谢活动能改变其活动环境的PH值，所以通过测试污泥中菌群环境的PH值可以得知菌群的代谢活动得知菌群活性。

根据本发明的另一个实施例，对前面实施例的进一步优化，一体化污水处理装置的菌群控制系统还包括污泥采集传输装置28、清水供给装置26和污泥混合装置。污泥采集传输装置28包含污泥采集阀门19和污泥传输通道20；污泥传输通道20为螺旋输送机或传送带，螺旋输送机或传送带的传输工作部延伸至污泥沉淀区18，图中未示出污泥采集传输装置28向污泥混合装置送入污泥的路径。清水供给装置26含有自动控制阀，自动控制阀的控制端与主控模块4的输出端连接，用于控制清水供给装置26的供水情况。污泥混合装置为Y型混合装置，污泥混合装置设有第一输入通道、第二输入通道与混合腔27，其中污泥采集传输装置28用于采集净化池17的污泥，污泥采集传输装置28的输出端、清水供给装置26的输出端分别与污泥混合装置的第一输入通道、第二输入通道对应相接，以传输污泥、清水至混合腔27中进行混合；水质PH值传感器24设置在混合腔27的侧壁，以监测污泥与清水混合液的PH值。混合腔27还设有输出通道，且输出通道上设有电控排出阀门25；混合腔27通过输出通道延伸至污泥沉淀区18，电控排出阀门25的控制端与主控模块4的输出端相连以控制电控排出阀门25的开启与关闭。混合腔27混合空间大于第一输入通道、第二输入通道的空间，以便于清水和污泥混合，通过污泥与清水混合后测得的PH值相比直接测量污水的PH值更能准确的反映菌群的实际生存环境，相关测试方法也比人工作业更为便捷。主控模块4在设定时间内会开启污泥采集阀门19使污泥进入到污泥混合装置中，并同时开启清水供给装置26，使清水和污泥混合便于水质PH值传感器24检测到污泥中的PH值并给主控模块4读取对比，通过PH值的对比得知污泥中菌群的活性情况，当PH值对照后表明菌群活性较低时，则开启污泥补给装置14向净化池17中补给活性污泥，维持净化池17的净化能力，并且开启电控排出阀门25将测试后的混合污泥流入到污泥沉淀区18中回收利用。

根据本发明的另一个实施例，对前一个实施例的优化，由于长时间的净化和水量的变化会导致菌群活性变差，在一段时间后将净化池17中的活性污泥排出到污泥沉淀区18中，并且将污泥沉淀区18中不含污泥的污水回流进净化池17中，做进一步的处理，于是一体化污水处理装置的菌群控制系统还包括过滤网21、回流管道22和回流阀门23，污泥沉淀区18通过污泥传输通道20与净化池17底通道连接，污泥采集阀门19的控制端与主控模块4的输出端连接并设置在污泥传输通道20与净化池17底连接接口处，回流阀门23的控制端与主控模块4的输出端连接并设置在回流管道22与净化池17接连接口处；过滤网21设置在回流管道22与污泥沉淀区18连接接口处，为了防止杂质回流进入到净化池17中。

根据本发明的另一个实施例，监测系统还包含温度传感器15和风机16，在净化池17中设置温度传感器15，温度传感器15的输出端与主控模块4的输入端连接用于监测一体化污水处理装置中净化池17温度环境.风机16包含冷风机与热风机，冷风机、热风机的控制端或供电控制端与主控模块4的输出端相连，进一步给净化池17中的菌群提供一个合适的温度环境，更好的维持活性菌群的活性。

根据本发明的另一个实施例，对前面实施例的进一步优化，一体化污水处理装置的菌群控制系统还可以包含无线数据采集发送器6和无线数据采集接收器7，无线数据采集发送器6的采集端分别与液位计2的输出端和水流计1的输出端连接，无线数据采集接收器7的输出端与主控模块4的采集端连接，且将无线数据采集发送器6设置在调节池进水管道8处，无线数据采集接收器7设置在净化池供水管道9处，无线数据采集发送器6和无线数据采集接收器7的设置距离在可接收范围内。采用无线传输的方式将采集到的数据传输给主控模块4，避免调节池10过大而远距离的走信号传输线导致信号中断或是信号延迟。

根据前面的实施例阐述具体菌群控制方法，如需要24小时时间的累计进水量，通过液位计2得知调节池10液位的变化，水流计1得知调节池进水管道8的进水量，无线数据采集发送器6就可以得知24小时内的累计进水量。无线数据采集发送器6将累计进水量数据发送给无线数据采集接收器7，无线数据采集接收器7接收到累计进水量数据再传输给主控模块4，主控模块4获得累计进水量数据，经主控模块4内部程序的算法处理可得到平均单位时间的进水量再换算成平均供水负荷；主控模块4再将平均供水负荷换成驱动变频抽吸泵3的控制信号，再通过驱动模块5去驱动控制变频抽吸泵3，变频抽吸泵3就会按照设定的供水负荷值工作抽水，从而达到变频抽吸泵3恒流运作抽水送到净化池17。同时供氧装置11会往调节池10里供氧来增加污水的含氧量；温度传感器15持续采集净化池17中污水的温度，通过热风机、冷风机去控制污水的温度平衡，不超过活性菌群的最佳生活温度范围。

由于净化池17的进水量的变化和活性菌群在长时间的污水处理中，菌群活性仍会受到一些影响，为了净水效果更好，通过水质PH值传感器24测得菌群环境的PH值给主控模块4，再通过主控模块4去控制污泥补给装置14自动补给活性污泥。为了防止多次补给污泥后净化池17中堆积太多污泥，所以需先将净化池17底部的污泥排出，通过主控模块4去控制污泥采集阀门19的打开，将污泥排出到污泥沉淀区18，然后再打开污泥补给装置14的开关投入污泥，进一步完善净化池17的净水能力。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一体化污水处理装置的菌群控制系统，其特征在于：包含监测系统、供水装置、主控模块、污泥补给装置和供氧装置，所述监测系统用于监测一体化污水处理装置中调节池的污水进水量、液位高度、水体含氧量中的至少一种参数，监测系统将监测到的参数传输给主控模块，所述主控模块的输出端与供水装置、污泥补给装置和供氧装置的控制端相连，以通过对一体化污水处理装置中调节池的污水的进水量、液位高度、水体含氧量中的至少一种关联菌群生活环境的参数调解，实现菌群活性的控制。

2.根据权利要求1所述的一体化污水处理装置的菌群控制系统，其特征在于：所述监测系统包含水流计、液位计和水含氧量传感器，液位计用于监测一体化污水处理装置中调节池的污水液位情况，水流计用于监测一体化污水处理装置中调节池的污水进水量，水含氧量传感器用于监测一体化污水处理装置中调节池的污水含氧量。

3.根据权利要求2所述的一体化污水处理装置的菌群控制系统，其特征在于：所述监测系统还包含水质PH值传感器，水质PH值传感器用于监测一体化污水处理装置中净化池的污水或污泥的PH值，以通过PH值监控至少一种酸碱度敏感菌群的生存环境。

4.根据权利要求3所述的一体化污水处理装置的菌群控制系统，其特征在于：所述供氧装置包含气泵与出气管道，气泵的控制端与主控模块的输出端相连，气泵的空气输出端与出气管道连接，出气管道用于延伸至一体化污水处理装置中的调节池里，以向调节池传输氧气。

5.根据权利要求4所述的一体化污水处理装置的菌群控制系统，其特征在于：所述污泥补给装置包含用于添加及储备活性污泥的储料箱、电控开关阀门、传输通道，储料箱设有输出口，且输出口通过电控开关阀门与传输通道固定连接，传输通道延伸至一体化污水处理装置中的净化池；电控开关阀门的控制端与主控模块的输出端连接，电控开关阀门的开启关闭以实现活性污泥的补给。

6.根据权利要求5所述的一体化污水处理装置的菌群控制系统，其特征在于：还包括污泥采集传输装置、清水供给装置和污泥混合装置；污泥混合装置设有第一输入通道、第二输入通道与混合腔，其中污泥采集传输装置用于采集一体化污水处理装置中净化池的污泥，污泥采集传输装置的输出端、清水供给装置的输出端分别与污泥混合装置的第一输入通道、第二输入通道对应相接，以传输污泥、清水至混合腔中进行混合；所述水质PH值传感器设置在混合腔的侧壁，以监测污泥与清水混合液的PH值。

7.根据权利要求6所述的一种一体化污水处理装置的菌群控制系统，其特征在于：所述混合腔还设有输出通道，且输出通道上设有电控排出阀门；混合腔通过输出通道延伸至一体化污水处理装置的净化池，电控排出阀门的控制端与主控模块的输出端相连。

8.根据权利要求7所述的一体化污水处理装置的菌群控制系统，其特征在于：所述污泥采集传输装置包含螺旋输送机或传送带，螺旋输送机或传送带的传输工作部延伸至一体化污水处理装置中的污泥沉淀区。

9.根据权利要求8所述的一体化污水处理装置的菌群控制系统，其特征在于：所述监测系统还包含温度传感器，温度传感器的输出端与主控模块的输入端相连，用于监测一体化污水处理装置中净化池温度环境；对应的，一体化污水处理装置的菌群控制系统还包含冷风机与热风机，冷风机、热风机的控制端或供电控制端与主控模块的输出端相连。

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