CN112047581A

CN112047581A - 一种粪便污水处理的控制系统

Info

Publication number: CN112047581A
Application number: CN202011004440.6A
Authority: CN
Inventors: 李钊全; 魏益群; 欧永韬
Original assignee: Guangdong Diyi Building Materials Technology Co ltd
Current assignee: Guangdong Diyi Building Materials Technology Co ltd
Priority date: 2020-09-22
Filing date: 2020-09-22
Publication date: 2020-12-08

Abstract

本发明提出了一种粪便污水处理的控制系统，包括污水处理装置、控制器、氨氮传感器和终端，所述污水处理装置包括依次用于粪便污水处理的过滤区、厌氧区、曝气区、沉淀区和终清区；所述氨氮传感器设于污水处理线的沉淀区，用于检测水中氨氮含量并将所检测到的数据发送至控制器中；所述厌氧区内设有第一微生物投放器，所述曝气区内设有第二微生物投放器，所述控制器根据水中所检测到的氨氮含量是否达到设定值来控制第二微生物投放器中微生物的投放；所述控制器将所接收到的数据上传至终端。本发明能够根据粪便污水的具体情况进行智能处理粪便污水，极大提高了排放标准，最大限度减少污染。

Description

一种粪便污水处理的控制系统

技术领域

本发明涉及污水处理设备技术领域，具体涉及一种粪便污水处理的控制系统。

背景技术

目前，我国的污水处理厂主要是面向城市，人群分散聚居地，例如部分农村地区、旅游景区、度假村等，由于居住房屋分散，数量庞大，粪便污水集中收集处理难度较大，这些地区的生活污水一直处于被忽视状态，常用的自然三级化粪处理方式排放标准不达标的情况下直接排放至河流，对当地的生态环境造成极大的破坏。而随着社会经济的发展，旅游景区、农村养殖畜牧业的规模化，这些人群分散聚居地的生活污水对于环境的污染程度并没有得到改善，反而逐年加大，对此，我国相关政策已规定对不能纳入城市污水收集系统的农村居民区、旅游景区、度假村等分散的人群聚居地排放的污水和工业废水应就地处理达标排放。

现有粪便等生活污水的处理技术中，都是通过先消毒后处理的方式进行，先消毒的方式存在的最大的问题是，残留在生活污水中的消毒水成分会影响微生物的存活，排放水质不达标。

化粪池是一种利用固液分离、沉淀、过滤、曝气和微生物的原理，去除生活污水中悬浮性有机物的处理设施。然而，现有的化粪池主要都是人工进行处理，通过人工投放微生物到化粪池对粪便污水进行处理，并且微生物的投放量根据人工经验进行投放，不仅需要专人看护，成本高，而且无法有效地根据粪便污水的具体情况进行智能处理粪便污水。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种粪便污水处理的控制系统，能够根据粪便污水的具体情况进行智能处理粪便污水，极大提高排放标准，最大限度减少污染。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种粪便污水处理的控制系统，包括污水处理装置、控制器、氨氮传感器和终端，所述污水处理装置包括依次用于粪便污水处理的过滤区、厌氧区、曝气区、沉淀区和终清区；所述氨氮传感器设于污水处理线的沉淀区，用于检测水中氨氮含量并将所检测到的数据发送至控制器中；所述厌氧区内设有第一微生物投放器，所述曝气区内设有第二微生物投放器，所述控制器根据水中所检测到的氨氮含量是否达到设定值来控制第二微生物投放器中微生物的投放；所述控制器将所接收到的检测数据上传至终端。

进一步的，所述控制器中，当水中所检测到的氨氮含量达到第一设定值时，所述控制器按第一微生物预设量进行投放微生物；当水中所检测到的氨氮含量达到第二设定值时，所述控制器按第二微生物预设量进行投放微生物。

进一步的，沉淀区底部和终清区底部分别设置有沉淀区循环管和终清区循环管，厌氧区尾端底部设有与厌氧区前端底部相连通的厌氧区循环管，沉淀区循环管、终清区循环管以及厌氧区循环管在旋涡泵前汇合，所述旋涡泵输出端与厌氧区的前端底部连通；所述沉淀区底部、终清区底部和厌氧区尾端分别设有用于检测污泥高度的红外传感器，所述控制器根据所检测到的污泥高度是否达到设定高度来控制旋涡泵工作。

进一步的，终清区的排水口出设置有水浊度检测仪，所述控制器根据水浊度检测仪的检测结果控制第一微生物投放器和第二微生物投放器中微生物的投放量。

进一步的，所述过滤区内设有用于过滤固体垃圾的过滤装置，所述过滤装置上设有重力传感器，所述控制器根据所述重力传感器所检测的重力值对所过滤出来的垃圾进行清理。

进一步的，所述终清区内设置有氯锭投放器，所述控制器根据进入终清区的流量比例确定氯锭投放量并进行投放氯锭。

进一步的，所述终端包括移动端和PC端，所述移动端包括手机和平板。

进一步的，所述终端用于将控制器所接收的数据实时显示，并对异常数据进行实时预警。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明中粪便污水依次通过过滤区、厌氧区、曝气区、沉淀区和终清区进行处理，最终得到符合排放标准的清水；在处理过程中，通过在沉淀区设置用于检测水中氨氮含量的氨氮传感器，然后控制器根据水中所检测到的氨氮含量是否达到设定值来控制第二微生物投放器中微生物的投放，而设定值可根据具体情况进行人工设置，从而实现智能处理粪便污水，极大地节约了成本。另外，还可在终清区的排水口出设置有水浊度检测仪，在沉淀区底部、终清区底部和厌氧区尾端分别设有用于检测污泥高度的红外传感器，控制器根据水浊度检测仪的检测结果修正第一微生物投放器、第二微生物投放器中微生物的投放，控制器还根据红外传感器中所检测到的污泥高度控制旋涡泵工作，从而对粪便污水的整个处理过程进行智能调节，实现智能处理粪便污水。其中，控制器将所接收到的检测数据实时上传到终端，方便对处理过程进行实时监控，以对异常数据进行预警。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为污水处理装置的结构示意图；

图2为本发明粪便污水处理的控制系统的系统框图。

附图标识：厌氧区1、初步过滤装置10、过滤桶101、污水进入口102、污水排放口103、第一微生物投放器11、厌氧区循环管12、曝气区2、第二微生物投放器21、曝气装置22、供氧泵221、输气管222、曝气板223、沉淀区3、沉淀区循环管31、氨氮传感器32、终清区4、终清区循环管41、斜隔板5、旋涡泵6、氯锭投放器7、浊度检测仪8。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1及图2，本发明实施方式公开了一种粪便污水处理的控制系统，包括污水处理装置、控制器、氨氮传感器32和终端，所述污水处理装置包括依次用于粪便污水处理的过滤区10、厌氧区1、曝气区2、沉淀区3和终清区4；所述氨氮传感器32设于污水处理线的沉淀区4，用于检测水中氨氮含量并将所检测到的数据发送至控制器中；所述厌氧区1内设有第一微生物投放器11，所述曝气区2内设有第二微生物投放器21，所述控制器根据水中所检测到的氨氮含量是否达到设定值来控制第二微生物投放器21中微生物的投放；所述控制器将所接收到的检测数据上传至终端。

其中，污水处理装置中，各区的分工情况具体如下：

过滤区，过滤区内设有用于过滤固体垃圾的过滤装置，其包括过滤桶101，过滤桶101上设有污水进入口102和污水排放口103，污水排放口103与厌氧区1的入水口连通，在过滤桶101上设有抽屉式过滤网，过滤掉难以分解的且体积较大的垃圾(如塑料制品，乳胶制品，以及意外跌入马桶的其他物品)，抽屉式过滤网便于垃圾的及时清理；

厌氧区，具有“S”形通路，且厌氧区1设有第一微生物投放器11，用于投放厌氧菌或兼性厌氧菌，污水经入水口进入厌氧区1后在“S”形通路中延长与厌氧区微生物的混合时间8～12h，使微生物消耗污水中的有机物；

曝气区，曝气区2内设有第二微生物投放器21和曝气装置22，第二微生物投放器21用于投放好氧菌或兼性好氧菌，经厌氧区微生物处理后的污水进入曝气区2与第二微生物投放器21投放的微生物混合，好氧微生物通过自身分解代谢和合成代谢把有机物分解成CO₂和H₂O，并消耗污水中的C、N、P、S等元素；其中曝气装置22包括供氧泵221、输气管222和曝气板223，曝气板223上设有出气微孔，曝气板223进入曝气区2液面之下，曝气板223通过输气管222与供氧泵221连接，供氧泵221可直接往曝气区2的污水中送入空气提高水的含氧量；

沉淀区和终清区依次设于曝气区2之后，污水经曝气区微生物处理后进入沉淀区3沉淀，沉淀完成的上层清水进入终清区4等待排放，污水经再次沉淀之后排放。

进一步的，曝气区2与沉淀区3之间设有斜隔板5隔开，斜隔板5朝曝气板223方向倾斜，斜隔板5使曝气区2中被气体搅动的污水瞬速静止下来，便于下一步的沉淀。

控制器中，当水中所检测到的氨氮含量达到第一设定值时，所述控制器按第一微生物预设量进行排放微生物；当水中所检测到的氨氮含量达到第二设定值时，所述控制器按第二微生物预设量进行排放微生物。本发明实施方式中，可对水中的氨氮含量进行分级处理，设置最低设定值和最高设定值，当氨氮传感器32检测到水中氨氮含量低于最低设定值时，控制器控制第二微生物投放器21不排放微生物；而当氨氮含量在最低设定值与最高设定值时，投入少量微生物；而当氨氮含量高于最高设定值时，投入较多的微生物。其中，至于投入多少量的微生物可根据实际情况在控制器中进行设置，这样就可以根据粪便污水的具体情况往曝光区中投入相应量的微生物，从而实现智能处理。

进一步的，如图1及图2所示，沉淀区3底部和终清区4底部分别设置有沉淀区循环管31和终清区循环管41，厌氧区1尾端底部设有与厌氧区1前端底部相连通的厌氧区循环管12，沉淀区循环管31、终清区循环管41以及厌氧区循环管12在旋涡泵6前汇合，所述旋涡泵6输出端与厌氧区1的前端底部连通；所述沉淀区3底部、终清区4底部和厌氧区1尾端分别设有用于检测污泥高度的红外传感器，所述控制器根据所检测到的污泥高度是否达到设定高度来控制旋涡泵6工作。具体的，可分别在沉淀区循环管31、终清区循环管41以及厌氧区循环管12内设置电磁阀，当红外传感器检测到污泥高度高于预设高度时，则打开相应循环管内的电磁阀，将与其连通区域内的污泥通过旋涡泵6抽到厌氧区1的前端。例如，当检测到沉淀区3底部和终清区4底部中的污泥高度高于控制器中预设高度值，而厌氧区1尾端中的污泥高度低于控制器中的预设高度值时，控制器打开沉淀区循环管31和终清区循环管41中的电磁阀，关闭厌氧区循环管12中的电磁阀，同时打开旋涡泵6以将沉淀区3和终清区4内的污泥抽到厌氧区1的前端；其他情况以此类推。

当污泥的高度过高时，由于污泥中还可能含有有机物或其他物质，因此本发明实施方式中通过红外传感器检测污泥高度，以便于及时通过旋涡泵6这些污泥抽到前端进行再次分解，以充分分解污水中的成分。本发明中通过控制器来控制污泥的泵送，实现智能处理粪便污水。并且，红外传感器所检测到的数据同时上传到终端，以便于在终端实现实时监控。

进一步的，终清区4的排水口出设置有水浊度检测仪8，控制器根据水浊度检测仪的检测结果控制第一微生物投放器和第二微生物投放器中微生物的投放量。当浊度检测仪8检测到水的浊度不达标时，说明处理后的排放水中的有机物含量还较高，因此需要加大第一微生物投放器11和第二微生物投放器21中微生物的投放，以有效分解有机物。

其中，所述终清区4内设有氯锭投放器7，所述控制器根据进入终清区4的流量比例确定氯锭的投放量，然后根据按照所确定的氯锭投放量进行投放氯锭。具体的，控制器通过控制氯锭投放器7的电磁阀来控制氯锭的投放量，当进入终清区4的流量比例较大时，加大氯锭的投放量；反之，则减少氯锭的投放量，以保证排出水达到浊度标准。

进一步的，所述过滤装置上设有重力传感器，所述控制器根据所述重力传感器所检测的重力值对所过滤出来的垃圾进行清理。其中重力传感器设置在过滤装置上水流的背面，当重力传感器检测到重力较大时，证明此时过滤装置上的垃圾较多，需要进行清理，则可通过机械手或者其他装置对过滤装置上的垃圾进行清理，此时可在终端上实现预警；当重力传感器检测到压力较小时，证明此时过滤装置上的垃圾较少，不需要处理。重力传感器所检测的重力值会传输到控制器中，控制器会将所述重力值上传至终端，从而可对过滤区中的过滤情况进行实时预警。

本发明实施方式中，氨氮传感器可选用蓝尼诗尔的LN-ISAD氨氮传感器，控制器选用SIEMENS SIMATIC S7-200SMART，水浊度传感器选用REMOND AOTO/瑞蒙德，型号：RMD-ZT；红外传感器为激光对射传感器选用品牌：huchdq/沪创，型号：E3F-20L/20C1的传感器。而重力传感器可选用斯巴托的重力传感器，型号：SBT674。

进一步的，所述终端包括移动端和PC端，所述移动端包括手机和平板。具体的，终端用于将控制器所接收的数据实时显示，并对异常数据进行实时预警。其中，污泥高度、水的浊度、第一预设值、第二预设值等均可在终端进行设置，然后终端将所设置的这些数据发送到控制器中，控制器根据所设置的这些数据对第二微生物投放器21、电磁阀、旋涡泵6和氯锭投放器7等进行控制，从而实现智能处理粪便污水。本发明实施方式中，终端可实时对所检测到的数据进行监控，当发现异常时可进行预警，通知工作人员进行处理。其中，污泥高度、水的浊度、第一预设值和第二预设值等可根据具体情况进行设置。

综上所述，本发明中粪便污水依次通过过滤区、厌氧区1、曝气区2、沉淀区3和终清区4进行处理，最终得到符合排放标准的清水；在处理过程中，通过在沉淀区3设置用于检测水中氨氮含量的氨氮传感器32，然后控制器根据水中所检测到的氨氮含量是否达到设定值来控制第二微生物投放器21中微生物的投放，而设定值可根据具体情况进行人工设置，从而实现智能处理粪便污水，极大地保证了排放的标准。另外，还可在终清区4的排水口出设置有水浊度检测仪8，控制器根据水浊度检测仪8的检测结果控制修正第一微生物投放器、第二微生物投放器的投放量；在沉淀区3底部、终清区4底部和厌氧区1尾端分别设有用于检测污泥高度的红外传感器，控制器还根据红外传感器中所检测到的污泥高度控制旋涡泵6工作，以控制污泥的沉积量；可见，本发明实施方式的粪便污水处理灵活度高，可以更加精准控制排放标准，降低无故消耗，实现智能处理粪便污水。

其中，控制器将所接收到的检测数据实时上传到终端，方便对处理过程进行实时监控，以对异常数据进行预警。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种粪便污水处理的控制系统，其特征在于，包括污水处理装置、控制器、氨氮传感器和终端，所述污水处理装置包括依次用于粪便污水处理的过滤区、厌氧区、曝气区、沉淀区和终清区；所述氨氮传感器设于污水处理线的沉淀区，用于检测水中氨氮含量并将所检测到的数据发送至控制器中；所述厌氧区内设有第一微生物投放器，所述曝气区内设有第二微生物投放器，所述控制器根据水中所检测到的氨氮含量是否达到设定值来控制第二微生物投放器中微生物的投放；所述控制器将所接收到的检测数据上传至终端。

2.根据权利要求1所述粪便污水处理的控制系统，其特征在于，所述控制器中，当水中所检测到的氨氮含量达到第一设定值时，所述控制器按第一微生物预设量进行投放微生物；当水中所检测到的氨氮含量达到第二设定值时，所述控制器按第二微生物预设量进行投放微生物。

3.根据权利要求1所述粪便污水处理的控制系统，其特征在于，沉淀区底部和终清区底部分别设置有沉淀区循环管和终清区循环管，厌氧区尾端底部设有与厌氧区前端底部相连通的厌氧区循环管，沉淀区循环管、终清区循环管以及厌氧区循环管在旋涡泵前汇合，所述旋涡泵输出端与厌氧区的前端底部连通；所述沉淀区底部、终清区底部和厌氧区尾端分别设有用于检测污泥高度的红外传感器，所述控制器根据所检测到的污泥高度是否达到设定高度来控制旋涡泵工作。

4.根据权利要求1所述粪便污水处理的控制系统，其特征在于，终清区的排水口出设置有水浊度检测仪，所述控制器根据水浊度检测仪的检测结果控制第一微生物投放器和第二微生物投放器中微生物的投放量。

5.根据权利要求1所述粪便污水处理的控制系统，其特征在于，所述过滤区内设有用于过滤固体垃圾的过滤装置，所述过滤装置上设有重力传感器，所述控制器根据所述重力传感器所检测的重力值对所过滤出来的垃圾进行清理。

6.根据权利要求1所述粪便污水处理的控制系统，其特征在于，所述终清区内设置有氯锭投放器，所述控制器根据进入终清区的流量比例确定氯锭投放量并进行投放氯锭。

7.根据权利要求1所述粪便污水处理的控制系统，其特征在于，所述终端包括移动端和PC端，所述移动端包括手机和平板。

8.根据权利要求1所述粪便污水处理的控制系统，其特征在于，所述终端用于将控制器所接收的数据实时显示，并对异常数据进行实时预警。