CN113321301A - 一种自适应一体化污水处理系统及调节方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种自适应一体化污水处理系统及调节方法，涉及污水处理领域。系统包括反应池和调节池，还包括流量控制装置、搅拌装置、曝气装置、排液装置、液位监测装置、水质监测装置，还包括与上述装置电连接的控制装置；流量控制装置、液位监测装置和水质监测装置把水量、液位高度和水质的信号传输给控制装置，控制装置控制搅拌装置的速率、时间和曝气装置的通气量、时间，水质监测装置监测达标后把信号传输给控制装置，控制装置控制排液装置将达标的污水排出，实现自适应一体化污水处理。调节方法包括水量和水质的自适应调节方法。本发明解决了现有农村污水处理设备中，对水量水质变化存在适应性差，从而使得污水处理不达标的问题。

Description

一种自适应一体化污水处理系统及调节方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种自适应一体化污水处理系统及调节方法。
背景技术
随着新农村的不断发展，农村废水排放量也日益增加，对农业生态环境和水体环境产生的负面影响也日趋严重，因此，亟需寻求一种污水处理方法对农村废水进行有效处理。农村污水主要由生活污水以及雨水构成，其主要存在悬浮物浓度较高、含有多种病原体、排放源分散、水质水量变化大的特点。
目前，农村污水主要采用批序式污泥法(SBR)处理的方式。SBR是一种采用间歇式曝气方式处理污水的技术，工艺处理过程由进水、曝气、沉淀、出水四个时序组成。但是它们在实际运行中存在以下问题：1)由于农村污水中C、N、P等营养元素严重不均衡，特别是COD浓度低，使得设备中微生物生长缓慢，甚至无法维持微生物的正常生长繁殖，从而导致系统脱氮除磷效率低，且无法稳定运行；2)农村污水水量水质变化大，而该设备处理规模较小，从而经常出现水质不达标的情况，因此，该设备存在对水量水质变化的适应性较差的问题。
CN 212559622 U中公开了一种SBR一体化污水处理设备，该SBR一体化污水处理设备包括池体、进水管、曝气设备和滗水器，所述池体上方设有开口且内部装有生物填料；所述进水管的进水端高于池体的最高工作液位且装有止回阀；所述曝气设备位于池体内生物填料的下方；所述曝气设备连接有伸出池体外的曝气管道；所述滗水器浮在池体内的液面处；所述滗水器通过钢丝软管与出水管连接。该污水处理设备采用生物绳填料，更有利于活性污泥附着生长，有效地保证生化处理效率；且采用无动力浮块式滗水器，并通过液位控制系统和出水自动控制阀门调控出水，从而提高处理效率，节约运行能耗。该一体化污水处理设备，虽然采用了生物绳填料的方式来保证微生物的附着生长，但由于农村污水中本身存在C、N、P等营养元素严重不均衡，因此，该设备应用于农村污水仍然存在微生物生长缓慢，甚至无法维持微生物的正常生长繁殖的问题，从而使得处理后的水质不达标。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自适应一体化污水处理系统及调节方法，以解决现有农村污水处理设备中，对水量水质变化存在适应性差，从而使得污水处理不达标的问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种自适应一体化污水处理系统，包括，
反应池；
调节池，调节池中的污水通过流量控制装置后输送至反应池中，调节池上设有污水进口，流量控制装置用于监测和调节进入反应池中的污水量；
搅拌装置、曝气装置和排液装置，用于搅拌污水、给污水提供空气和污水排出；
液位监测装置和水质监测装置，用于监测反应池、调节池中污水的液位高度和监测反应池中污水的水质；
控制装置，所述流量控制装置、搅拌装置、曝气装置、排液装置、液位监测装置和水质监测装置均与控制装置电连接；
流量控制装置、液位监测装置和水质监测装置把水量、液位高度和水质的信号传输给控制装置，控制装置控制搅拌装置的速率、时间和曝气装置的通气量、时间，水质监测装置监测达标后把信号传输给控制装置，控制装置控制排液装置将达标的污水排出，实现自适应一体化污水处理。
优选的，所述调节池与所述反应池通过进液管道相连，进液管道上设有所述的流量控制装置；
所述流量控制装置包括设在进液管道进口端的水泵、设在进液管道上的流量计和设在进液管道出口端的进液调节阀；
所述水泵、流量计和进液调节阀均与所述控制装置电连接。
优选的，所述搅拌装置包括转轴和驱动转轴转动的电机，所述转轴上间隔设有多个搅拌桨；
其中至少一个搅拌桨上还设有搅拌加强件，所述搅拌加强件包括连接件、弹性伸缩杆和加强搅拌叶，连接件套设在转轴上，连接件的两端分别连接一弹性伸缩杆的一端，两个所述弹性伸缩杆的另一端分别连接一片加强搅拌叶，两片所述加强搅拌叶的上端分别与其中一个所述搅拌桨的两端可转动连接；
通过所述控制装置控制电机，带动转轴使搅拌桨转动，并通过转轴转动的快慢控制两个弹性伸缩杆的伸缩量，伸缩量调节两个加强搅拌叶的开合状态。
优选的，所述曝气装置包括导气管和多个曝气盘；
多个所述曝气盘间隔布置在所述反应池底部的导气管上，并与导气管相连通；
所述导气管上还设有进气调节阀、进气口端还连接有气泵，进气调节阀和气泵均设在所述反应池的外侧；
所述进气调节阀和气泵均与所述控制装置电连接，控制装置控制进气调节阀的开关和气泵的进气量。
优选的，所述曝气盘内具有与所述导气管相连通的腔体，所述腔体的顶部间隔布置有多个有曝气孔，曝气孔的出口端还设有沉孔；
所述沉孔中设有气体流量调节块，气体流量调节块的一端与所述沉孔的内壁相铰接，另一端与所述沉孔的内壁相抵接，通过曝气孔中气体流量的大小，控制气体流量调节块的导通状态；
所述沉孔的直径大于所述曝气孔的直径，所述气体流量调节块的另一端还设有弹性伸缩限位杆；
所述曝气盘靠近所述沉孔内壁的位置还设有用于容纳所述弹性伸缩限位杆的盲孔。
优选的，所述液位监测装置包括设在调节池顶部的液位计Ⅰ和设在反应池顶部的液位计Ⅱ，液位计Ⅰ和液位计Ⅱ均匀所述控制装置电连接，通过液位计Ⅰ和液位计Ⅱ将调节池和反应池中的液位高度传输给控制装置。
优选的，所述排液装置包括排液管和设在排液管上的排液调节阀，排液调节阀与所述控制装置电连接，通过控制装置控制排液调节阀的开关，使污水排出；
所述水质监测装置的水质监测探头设在所述反应池内，且其位置地位低于排液管的进液口位置。
优选的，还包括与所述反应池相连的碳源投加装置，碳源投加装置的出口端设在所述反应池的顶部，通过碳源投加装置给反应池中的污水补充碳源；
碳源投加装置的出口端出还设有进料调节阀，进料调节阀与所述控制装置电连接，通过控制装置控制进料调节阀，以控制加入反应池中的碳源投加量。
优选的，还包括设备间，所述水质监测装置、控制装置、气泵和碳源投加装置均位于设备间中。
本发明还提供了自适应一体化污水处理系统的调节方法，包括，
水量的自适应调节：通过控制装置设定调节池和反应池的液位高度，当液位监测装置监测到调节池内的液位高度，在4个周期内液位连续上升时，控制装置控制流量控制装置增大调节池流入反应池中的进水量，并通过控制装置控制搅拌装置的速率和曝气装置的通气量，以提高反应池中的处理量；
当液位监测装置监测到调节池内的液位高度，在4个周期内液位连续下降时，控制装置控制流量控制装置减少调节池流入反应池中的进水量，并通过控制装置控制搅拌装置的速率和曝气装置的通气量，以降低反应池中的处理量，实现自适应水量调节；
水质的自适应性调节：通过控制装置设定水质标准，水质标准包括COD、氨氮和总氮；当水质监测装置监测到反应池中污水的COD或氨氮未达到设定标准时，控制装置控制曝气装置的通气量，并增加曝气时间，直至水质监测装置监测达到设定标准；
当水质监测装置监测到反应池中污水的总氮未达到设定标准时，控制装置控制搅拌装置的速率，并延长搅拌时间，直至水质监测装置监测达到设定标准。
优选的，当4个周期内仍未达到设定水质标准时，控制装置控制碳源投加装置开启，并通过水质监测装置实时监测水质情况，直至达到设定水质标准。
本发明的有益效果：
1)本发明的自适应一体化污水处理系统，通过设置流量监测装置实时监测调节池中污水流入反应池中的进水量，并将信号传输给控制装置；通过液位监测装置实时监测调节池和反应池中的水位高度，并将信号传输给控制装置；通过水质监测装置实时监测反应池中污水的水质情况，并将信号传输给控制装置；通过控制装置接收到的水位高度、水质情况与控制装置中的预设值相比较，再通过控制装置控制调节流量控制装置的进水量，搅拌装置的速率、时间和曝气装置的通气量、时间，当反应池中的污水的水质指标达到预设值时，控制装置控制排液装置将达标的污水排出，从而实现了自适应一体化污水处理，解决了现有农村污水处理设备中，对水量水质变化存在适应性差，以及污水处理不达标的问题；
2)通过在搅拌桨上设置搅拌加强件，当转轴转动过程中，产生离心力，使弹性伸缩杆伸长，加强搅拌叶绕其转动点向远离转轴，并随转轴转动，从而增强了对污水的搅拌效果；当转轴停止转动后，离心力消失，弹性伸缩杆收缩，加强搅拌叶均绕其转动点靠近转轴，进行收拢，减小了其在反应池体内占用空间小，提高了结构稳定性；
3)通过在曝气盘的曝气孔上设置沉孔，在沉孔中设置气体流量调节块对曝气孔进行密封，弹性伸缩限位杆为气体流量调节块对曝气孔的密封提供了锁止力，当曝气孔内的压力增大至一定量时，气体流量调节块绕其转动点转动，弹性伸缩限位杆伸长，曝气孔向反应池中导气；且弹性伸缩限位杆具有限位作用，气体流量调节块转动角度，曝气孔内排出的空气向反应池的中心轴外侧方向扩散，从而使空气分布均匀，提高了反应池内的好氧反应的效率，增强了污水中的有机污染物质的去除能力；
4)本发明的自适应一体化污水处理系统的调节方法，通过流量控制装置监测到调节池进入反应池中的进水流量小于设定进水流量时，缩短进水时间，减少单次进水量，同时缩短搅拌时间和曝气时间，增加闲置时间，流量控制装置监测到调节池进入反应池中的进水流量值大于设定进水流量时，延长进水时间，增加单次进水量，同时增加搅拌时间和曝气时间，缩短闲置时间，从而实现了水量的自适应调节；通过水质监测装置监测到反应池中的COD值和氨氮值超标时，增加曝气时间，并持续监测DOD值或氨氮值变化，使最终达到设定COD值和设定氨氮值，当监测到反应池中的总氮值超标时，增加缺氧搅拌时间，即增加反硝化的反应时间，从而实现了水质的自适应调节，在农村污水处理领域，具有推广应用价值。
附图说明
图1为本发明的自适应一体化污水处理系统的结构示意图；
图2为图1中沿A-A处的剖视图；
图3为图2中B-B处的局部放大图。
其中，1-反应池，2-调节池，201-污水进口，3-搅拌装置，301-转轴，302-搅拌桨，303-连接件，304-弹性伸缩杆，305-加强搅拌叶，306-电机，4-曝气装置，401-导气管，402-曝气盘，403-进气调节阀，404-气泵，405-腔体，406-曝气孔，407-沉孔，408-气体流量调节块，409-弹性伸缩限位杆，410-盲孔，5-排液装置，501-排液管，502-排液调节阀，6-水质监测装置，601-水质监测探头，7-控制装置，8-进液管道，801-水泵，802-流量计，803-进液调节阀，9-液位计Ⅰ，10-液位计Ⅱ，11-碳源投加装置，12-设备间。
具体实施方式
以下将参照附图和优选实施例来说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书中所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
如图1所示，一种自适应一体化污水处理系统，包括，
反应池1；
调节池2，调节池2中的污水通过流量控制装置后输送至反应池1中，调节池2上设有污水进口201，流量控制装置用于监测和调节进入反应池1中的污水量；
搅拌装置3、曝气装置4和排液装置5，用于搅拌污水、给污水提供空气和污水排出；
液位监测装置和水质监测装置6，用于监测反应池1、调节池2中污水的液位高度和监测反应池1中污水的水质；
控制装置7，流量控制装置、搅拌装置3、曝气装置4、排液装置5、液位监测装置和水质监测装置6均与控制装置7电连接；
流量控制装置、液位监测装置和水质监测装置6把水量、液位高度和水质的信号传输给控制装置7，控制装置7控制搅拌装置3的速率、时间和曝气装置4的通气量、时间，水质监测装置6监测达标后把信号传输给控制装置7，控制装置7控制排液装置5将达标的污水排出，实现自适应一体化污水处理。
通过设置流量监测装置实时监测调节池中污水流入反应池中的进水量，并将信号传输给控制装置；通过液位监测装置实时监测调节池和反应池中的水位高度，并将信号传输给控制装置；通过水质监测装置实时监测反应池中污水的水质情况，并将信号传输给控制装置；通过控制装置接收到的水位高度、水质情况与控制装置中的预设值相比较，再通过控制装置控制调节流量控制装置的进水量，搅拌装置的速率、时间和曝气装置的通气量、时间，当反应池中的污水的水质指标达到预设值时，控制装置控制排液装置将达标的污水排出，从而实现自适应一体化污水处理，解决了现有农村污水处理设备中，对水量水质变化存在适应性差，以及污水处理不达标的问题。
其中，当流量控制装置监测到流入反应池中的污水量大时，控制装置控制增大搅拌装置的速率，延长搅拌时间，以及增加曝气装置的通气量，延长曝气时间，使得反应池中的污水处理达标；当流入反应池中的污水量小时，控制装置控制减小搅拌装置的速率，缩短搅拌时间，以及降低曝气装置的通气量，缩短曝气时间，再使反应池中的污水处理达标的前提下，降低能耗。
同时，本实施例的一体化污水处理系统是生物反应池、沉淀池于一体的设备，在同一池体空间内实现不同阶段的污水处理反应，并配备间歇可调式的曝气装置，实现活性污泥法的间歇式、序批式运行，避免了传统的污水处理工艺复杂、占地多、运维繁琐、能耗大等缺点。
本实施例中，控制装置为自动控制设备，设备中可预设液位高度、水质标准，当液位监测装置和水质监测装置将信号传输给自动控制设备时，自动控制设备内部系统自动与预设值进行对比后，将流量、搅拌速率和时间、曝气量和时间信号传输给流量控制装置、搅拌装置和曝气装置，使反应池中的污水处理达标后排放，从而实现自适应一体化污水处理。
调节池2与反应池1通过进液管道8相连，进液管道8上设有的流量控制装置；
流量控制装置包括设在进液管道8进口端的水泵801、设在进液管道8上的流量计802和设在进液管道8出口端的进液调节阀803；
水泵801、流量计802和进液调节阀803均与控制装置7电连接。
调节池中的污水通过进液管道流入反应池中，流量计用于将进水流量信号传输给控制装置，控制装置控制水泵的工作时间和进液调节阀的开启和关闭。当液位监测装置监测到调节池中的液位上升时，控制装置控制延长水泵工作时间和开启进液调节阀，反之亦然。
其中，水泵的安全系数为2～3，即水泵流量大于污水排入流量。
搅拌装置3包括转轴301和驱动转轴转动的电机306，转轴301上间隔设有多个搅拌桨302；
其中至少一个搅拌桨302上还设有搅拌加强件，搅拌加强件包括连接件303、弹性伸缩杆304和加强搅拌叶305，连接件303套设在转轴301上，连接件303的两端分别连接一弹性伸缩杆304的一端，两个弹性伸缩杆304的另一端分别连接一片加强搅拌叶305，两片加强搅拌叶305的上端分别与其中一个所述搅拌桨302的两端可转动连接；
通过控制装置7控制电机306，带动转轴301使搅拌桨302转动，并通过转轴301转动的快慢控制两个弹性伸缩杆304的伸缩量，伸缩量调节两个加强搅拌叶305的开合状态。
本实施例中，搅拌桨自上而下、垂直布置在转轴上。
本实施例中，搅拌桨的数量为2个，搅拌加强件的数量为1个。
通过在搅拌桨上设置搅拌加强件，当转轴转动过程中，产生离心力，使弹性伸缩杆伸长，加强搅拌叶均绕其转动点向远离转轴的方向转动，进行展开，并随转轴转动，来增强对污水的搅拌效果；当转轴停止转动后，离心力消失，两个弹性伸缩杆均收缩，加强搅拌叶均绕其转动点向靠近转轴的方向转动，进行收拢，使其在反应池体内占用空间小，结构稳定性更强。当反应池中的污水处理量增大时，控制装置控制转轴的转速增加，产生更大的离心力，使得弹性伸缩杆往外伸更长，增大加强搅拌叶的半径，从而加强反应池内污水的搅拌效果，加快反应池中污水的缺氧反硝化反应。
通过控制装置控制电机转动，电机带动转轴使搅拌桨对反应池内的污水进行搅拌，此时，反应池中的污水处于缺氧状态，搅拌加快了反应池中污水的缺氧反硝化反应，从而去除污水中硝态氮类物质。
通过电机与控制装置电连接，使得控制装置实时监测和控制搅拌桨的搅拌速率和时间。
如图2和图3所示，曝气装置4包括导气管401和多个曝气盘402；
多个曝气盘402间隔布置在反应池1底部的导气管401上，并与导气管401相连通；
导气管401上还设有进气调节阀403、进气口端还连接有气泵404，进气调节阀403和气泵404均设在反应池1的外侧；
进气调节阀403和气泵404均与控制装置7电连接，控制装置7控制进气调节阀403的开关和气泵404的进气量。
通过设置多个曝气盘，其向反应池内导入空气，使反应池内的污水进行好氧反应，以去除污水中的有机污染物质，从而达到有机氮和氨氮转化成硝态氮的目的。
通过进气调节阀和气泵与控制装置电连接，使得控制装置实时控制进气调节阀的开关状态和气泵的进气量。
曝气盘402内具有与导气管401相连通的腔体405，腔体405的顶部间隔布置有多个有曝气孔406，曝气孔406的出口端还设有沉孔407；
沉孔407中设有气体流量调节块408，气体流量调节块408的一端与沉孔407的内壁相铰接，另一端与沉孔407的内壁相抵接，通过曝气孔406中气体流量的大小，控制气体流量调节块408的导通状态；
沉孔407的直径大于曝气孔406的直径，气体流量调节块408的另一端还设有弹性伸缩限位杆409；
曝气盘402靠近沉孔407内壁的位置还设有用于容纳弹性伸缩限位杆409的盲孔410。
当导气管中的气体进入腔体内后，腔体内的压力增大，使曝气孔内的压力也相应增大，气体流量调节块均脱离对应的曝气孔82密封，使曝气孔与反应池连通，将空气导入到反应池内，反应池内进行好氧反应，去除污水中的有机污染物质；当腔体内未导入空气时，曝气孔82内的压力降低，气体流量调节块均对曝气孔进行密封，避免反应池中的污泥进入腔体和导气管内。
通过气体流量调节块对曝气孔进行密封，弹性伸缩限位杆为气体流量调节块对曝气孔的密封提供锁止力，当曝气孔内的压力增大至一定量时，气体流量调节块绕其转动点转动，弹性伸缩限位杆伸长，曝气孔向反应池中导气；且弹性伸缩限位杆具有一定的限位作用，气体流量调节块仅转动一定角度，从曝气孔内排出的空气向反应池的中心轴外侧方向扩散，以使空气分布均匀，来提高反应池内的好氧反应的效率，从而增强污水中的有机污染物质的去除能力。
曝气孔的直径小于沉孔的直径，气体流量调节块转动设置在沉孔内，从而合理的对密封块气体流量调节块进行安装，且使气体流量调节块与曝气孔进行良好的配合。
液位监测装置包括设在调节池2顶部的液位计Ⅰ9和设在反应池1顶部的液位计Ⅱ10，液位计Ⅰ9和液位计Ⅱ10均匀控制装置7电连接，通过液位计Ⅰ9和液位计Ⅱ10将调节池2和反应池1中的液位高度传输给控制装置7。
其中，调节池中设有液位线A，当液位计Ⅰ监测到调节池中的液位到达液位线A时，控制装置将延长流量控制装置中的水泵的工作时间以增大调节池中污水进入反应池中的水量；在反应池中设有高液位B和低液位C，当液位计Ⅱ监测到反应池中的液位到达液位线B时，控制装置控制搅拌装置，以增大搅拌速率和延长搅拌时间，并控制曝气装置，以增大通气量和通气时间，从而加快反应池中污水的处理效率，当液位计Ⅱ监测到反应池中的液位到达液位线C，控制装置控制排液装置减慢或停止排出污水。
排液装置5包括排液管501和设在排液管501上的排液调节阀502，排液调节阀502与控制装置7电连接，通过控制装置7控制排液调节阀502的开关，使污水排出；
水质监测装置6的水质监测探头601设在反应池1内，且其位置地位低于排液管501的进液口位置。
其中，水质监测装置为多功能水质监测仪，多功能水质监测仪至少能监测污水中的COD值、氨氮值和总氮值，反应池中的污水被多功能水质监测仪监测达标后，控制装置控制排液调节阀，使污水从排液管排出。排液管排出反应池内沉淀后的上层清液，且对进液管的位置进行合理布局，避免将反应池内的沉淀物排出，影响排出液的品质。
还包括与反应池1相连的碳源投加装置11，碳源投加装置11的出口端设在反应池1的顶部，通过碳源投加装置11给反应池1中的污水补充碳源；
碳源投加装置11的出口端出还设有进料调节阀1101，进料调节阀1101与控制装置7电连接，通过控制装置7控制进料调节阀1101，以控制加入反应池1中的碳源投加量。
还包括设备间12，水质监测装置6、控制装置7、气泵404和碳源投加装置11均位于设备间12中。
通过设置设备间，水质监测装置、控制装置、气泵和碳源投加装置均位于设备间中，从而实现对水质监测装置、控制装置、气泵和碳源投加装置进行合理的安装、布局和防护。
将通过将控制装置设在设备间内，使操作人员进行远程操作此自适应一体化污水处理系统，且设定好之后无需人员值守。
本实施例中的控制装置为中央控制器，中央控制器按照设定周期对数据进行分析处理，单个周期内中央控制器分析计算出运行参数，设备按照该参数运行可以提升处理效率，多个周期内中央控制器综合分析计算得出最佳运行参数，控制设备运转实现最佳运行效果。当进水水质、水量发生变化时，中央控制器通过数个周期的分析能够得出新的最佳运行参数，实现了设备自适应功能；中央控制器这一过程的处理是通过现有的程序控制来完成的。
本实施例中的中央控制器、液位计、电机、气泵、进液调节阀、排液调节阀进料调节阀等均为现有的电气元件。
本发明的自适应一体化污水处理系统的污水处理过程具体包括以下步骤：
1)污水通过污水进口流入调节池中，通过控制装置控制调节池中的污水流入反应池中，当液位监测装置监测到反应池中的污水达到高液位时，将信号传给控制装置，控制装置控制调节池中的污水停止流入反应池；
2)控制装置控制搅拌装置启动搅拌，使反应池中的污水处理缺氧状态，进行缺氧反硝化反应，以去除污水中的硝态氮类物质；
3)搅拌结束后，控制装置控制曝气装置导入空气，使反应池中的污水进行好氧反应，以去除污水中的有机污染物质并将有机氮和氨氮转化成硝态氮；
4)曝气结束后，反应池进入沉淀阶段，使反应池中的水与活性污泥分离；
5)沉淀结束后，控制装置控制排液装置将上清液排出，直至液位监测装置监测到反应池中的污水达到低液位时，控制装置控制排液装置停止排水，同时，控制装置控制调节池中的污水再次流入反应池中，实现循环处理。
当流量控制装置监测到的进水流量值小于设定进水流量值时，逐渐缩短进水时间并缩短搅拌时间和曝气时间；当控制装置监测导的进水流量值大于设计进水流量值，逐渐延长进水时间并增加搅拌时间和曝气时间；
当水质监测装置检测到反应池中污水的COD值和氨氮值超标时，水质监测装置将信号传输给控制装置，通过控制装置控制增加曝气时间来达到设定COD值和设定氨氮值；当水质监测装置检测到反应池中污水的总氮值超标时，增加缺氧搅拌时间，且在4个周期内仍不能达到预期设定值，控制装置控制碳源投加装置开启，直至达到设定总氮值，整个过程均通过控制装置自动控制操作完成，从而实现自适应水质调节。
上述自适应一体化污水处理系统的调节方法，包括，
水量的自适应调节：通过控制装置设定调节池和反应池的液位高度，当液位监测装置监测到调节池内的液位高度，在4个周期内液位连续上升时，控制装置控制流量控制装置增大调节池流入反应池中的进水量，并通过控制装置控制搅拌装置的速率和曝气装置的通气量，以提高反应池中的处理量；
当液位监测装置监测到调节池内的液位高度，在4个周期内液位连续下降时，控制装置控制流量控制装置减少调节池流入反应池中的进水量，并通过控制装置控制搅拌装置的速率和曝气装置的通气量，以降低反应池中的处理量，实现自适应水量调节；
水质的自适应性调节：通过控制装置设定水质标准，水质标准包括COD、氨氮和总氮；当水质监测装置监测到反应池中污水的COD或氨氮未达到设定标准时，控制装置控制曝气装置的通气量，并增加曝气时间，直至水质监测装置监测达到设定标准；
当水质监测装置监测到反应池中污水的总氮未达到设定标准时，控制装置控制搅拌装置的速率，并延长搅拌时间，直至水质监测装置监测达到设定标准。
其中，一个周期内的时间为4～6小时。
自适应水量调节具体如下：当流量控制装置监测到的调节池进入反应池中的进水流量值小于设定进水流量值，逐渐缩短进水时间，来减少单次进水量，同时按比例来缩短搅拌时间和曝气时间，增加闲置时间；当流量控制装置监测到的调节池进入反应池中的进水流量值大于设定进水流量值，逐渐延长进水时间，来增加单次进水量，同时按比例来增加搅拌时间和曝气时间，以缩短闲置时间。上述进水量调整的目的是为了使污水进入自适应一体化污水处理系统内后能够充分的进行反应，并通过在自适应一体化污水处理系统的进水管道上设置流量计来实时监测进水流量值，然后与控制装置中的设定进水流量值进行比较后，再通过流量控制装置调节水泵和进水调节阀来控制进水流量。
自适应水质调节具体如下：当COD值和氨氮值超标时，自动逐步增加曝气时间，自适应系统调整后持续监测DOD值或氨氮值变化，最终达到设定COD值和设定氨氮值；当总氮值超标时，自动逐步增加缺氧搅拌时间，即增加了反硝化的反应的时间。
当4个周期内仍未达到设定水质标准时，控制装置控制碳源投加装置开启，并通过水质监测装置实时监测水质情况，直至达到设定水质标准。
碳源投加系统为现有的系统。
综上所述，本发明的自适应一体化污水处理系统，首先，通过设置流量监测装置实时监测调节池中污水流入反应池中的进水量，并将信号传输给控制装置；通过液位监测装置实时监测调节池和反应池中的水位高度，并将信号传输给控制装置；通过水质监测装置实时监测反应池中污水的水质情况，并将信号传输给控制装置；通过控制装置接收到的水位高度、水质情况与控制装置中的预设值相比较，再通过控制装置控制调节流量控制装置的进水量，搅拌装置的速率、时间和曝气装置的通气量、时间，当反应池中的污水的水质指标达到预设值时，控制装置控制排液装置将达标的污水排出，从而实现自适应一体化污水处理，解决了现有农村污水处理设备中，对水量水质变化存在适应性差，以及污水处理不达标的问题；其次，通过在搅拌桨上设置搅拌加强件，当转轴转动过程中，产生离心力，使弹性伸缩杆伸长，加强搅拌叶均绕其转动点向远离转轴的方向转动，进行展开，并随转轴转动，来增强对污水的搅拌效果；当转轴停止转动后，离心力消失，两个弹性伸缩杆均收缩，加强搅拌叶均绕其转动点向靠近转轴的方向转动，进行收拢，使其在反应池体内占用空间小，结构稳定性更强；最后，通过在曝气盘的曝气孔上设置沉孔，在沉孔中设置气体流量调节块对曝气孔进行密封，弹性伸缩限位杆为气体流量调节块对曝气孔的密封提供锁止力，当曝气孔内的压力增大至一定量时，气体流量调节块绕其转动点转动，弹性伸缩限位杆伸长，曝气孔向反应池中导气；且弹性伸缩限位杆具有一定的限位作用，气体流量调节块仅转动一定角度，从曝气孔内排出的空气向反应池的中心轴外侧方向扩散，以使空气分布均匀，来提高反应池内的好氧反应的效率，从而增强污水中的有机污染物质的去除能力。
本发明的自适应一体化污水处理系统的调节方法，通过设置自适应水量调节，当流量控制装置监测到的调节池进入反应池中的进水流量值小于设定进水流量值，逐渐缩短进水时间，来减少单次进水量，同时按比例来缩短搅拌时间和曝气时间，增加闲置时间；当流量控制装置监测到的调节池进入反应池中的进水流量值大于设定进水流量值，逐渐延长进水时间，来增加单次进水量，同时按比例来增加搅拌时间和曝气时间，以缩短闲置时间；以及设置自适应水质调节：当COD值和氨氮值超标时，自动逐步增加曝气时间，自适应系统调整后持续监测DOD值或氨氮值变化，最终达到设定COD值和设定氨氮值；当总氮值超标时，自动逐步增加缺氧搅拌时间，即增加了反硝化的反应的时间，从而实现了自适应污水处理调节，在农村污水处理领域，具有推广应用价值。
以上实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自适应一体化污水处理系统，其特征在于，包括，
反应池(1)；
调节池(2)，调节池(2)中的污水通过流量控制装置后输送至反应池(1)中，调节池(2)上设有污水进口(201)，流量控制装置用于监测和调节进入反应池(1)中的污水量；
搅拌装置(3)、曝气装置(4)和排液装置(5)，用于搅拌污水、给污水提供空气和污水排出；
液位监测装置和水质监测装置(6)，用于监测反应池(1)、调节池(2)中污水的液位高度和监测反应池(1)中污水的水质；
控制装置(7)，所述流量控制装置、搅拌装置(3)、曝气装置(4)、排液装置(5)、液位监测装置和水质监测装置(6)均与控制装置(7)电连接；
流量控制装置、液位监测装置和水质监测装置(6)把水量、液位高度和水质的信号传输给控制装置(7)，控制装置(7)控制搅拌装置(3)的速率、时间和曝气装置(4)的通气量、时间，水质监测装置(6)监测达标后把信号传输给控制装置(7)，控制装置(7)控制排液装置(5)将达标的污水排出，实现自适应一体化污水处理。
2.根据权利要求1所述的自适应一体化污水处理系统，其特征在于，所述调节池(2)与所述反应池(1)通过进液管道(8)相连，进液管道(8)上设有所述的流量控制装置；
所述流量控制装置包括设在进液管道(8)进口端的水泵(801)、设在进液管道(8)上的流量计(802)和设在进液管道(8)出口端的进液调节阀(803)；
所述水泵(801)、流量计(802)和进液调节阀(803)均与所述控制装置(7)电连接。
3.根据权利要求1所述的自适应一体化污水处理系统，其特征在于，所述曝气装置(4)包括导气管(401)和多个曝气盘(402)；
多个所述曝气盘(402)间隔布置在所述反应池(1)底部的导气管(401)上，并与导气管(401)相连通；
所述导气管(401)上还设有进气调节阀(403)、进气口端还连接有气泵(404)，进气调节阀(403)和气泵(404)均设在所述反应池(1)的外侧；
所述进气调节阀(403)和气泵(404)均与所述控制装置(7)电连接，控制装置(7)控制进气调节阀(403)的开关和气泵(404)的进气量。
4.根据权利要求3所述的自适应一体化污水处理系统，其特征在于，所述曝气盘(402)内具有与所述导气管(401)相连通的腔体(405)，所述腔体(405)的顶部间隔布置有多个有曝气孔(406)，曝气孔(406)的出口端还设有沉孔(407)；
所述沉孔(407)中设有气体流量调节宽(408)，气体流量调节宽(408)的一端与所述沉孔(407)的内壁相铰接，另一端与所述沉孔(407)的内壁相抵接，通过曝气孔(406)中气体流量的大小，控制气体流量调节宽(408)的导通状态；
所述沉孔(407)的直径大于所述曝气孔(406)的直径，所述气体流量调节宽(408)的另一端还设有弹性伸缩限位杆(409)；
所述曝气盘(402)靠近所述沉孔(407)内壁的位置还设有用于容纳所述弹性伸缩限位杆(409)的盲孔(410)。
5.根据权利要求1所述的自适应一体化污水处理系统，其特征在于，所述液位监测装置包括设在调节池(2)顶部的液位计Ⅰ(9)和设在反应池(1)顶部的液位计Ⅱ(10)，液位计Ⅰ(9)和液位计Ⅱ(10)均匀所述控制装置(7)电连接，通过液位计Ⅰ(9)和液位计Ⅱ(10)将调节池(2)和反应池(1)中的液位高度传输给控制装置(7)。
6.根据权利要求1所述的自适应一体化污水处理系统，其特征在于，所述排液装置(5)包括排液管(501)和设在排液管(501)上的排液调节阀(502)，排液调节阀(502)与所述控制装置(7)电连接，通过控制装置(7)控制排液调节阀(502)的开关，使污水排出；
所述水质监测装置(6)的水质监测探头(601)设在所述反应池(1)内，且其位置地位低于排液管(501)的进液口位置。
7.根据权利要求3所述的自适应一体化污水处理系统，其特征在于，还包括与所述反应池(1)相连的碳源投加装置(11)，碳源投加装置(11)的出口端设在所述反应池(1)的顶部，通过碳源投加装置(11)给反应池(1)中的污水补充碳源；
碳源投加装置(11)的出口端出还设有进料调节阀(1101)，进料调节阀(1101)与所述控制装置(7)电连接，通过控制装置(7)控制进料调节阀(1101)，以控制加入反应池(1)中的碳源投加量。
8.根据权利要求7所述的自适应一体化污水处理系统，其特征在于，还包括设备间(12)，所述水质监测装置(6)、控制装置(7)、气泵(404)和碳源投加装置(11)均位于设备间(12)中。
9.如权利要求1至权利要求8任一所述自适应一体化污水处理系统的调节方法，其特征在于，包括，
水量的自适应调节：通过控制装置设定调节池和反应池的液位高度，当液位监测装置监测到调节池内的液位高度，在4个周期内液位连续上升时，控制装置控制流量控制装置增大调节池流入反应池中的进水量，并通过控制装置控制搅拌装置的速率和曝气装置的通气量，以提高反应池中的处理量；
当液位监测装置监测到调节池内的液位高度，在4个周期内液位连续下降时，控制装置控制流量控制装置减少调节池流入反应池中的进水量，并通过控制装置控制搅拌装置的速率和曝气装置的通气量，以降低反应池中的处理量，实现自适应水量调节；
水质的自适应性调节：通过控制装置设定水质标准，水质标准包括COD、氨氮和总氮；当水质监测装置监测到反应池中污水的COD或氨氮未达到设定标准时，控制装置控制曝气装置的通气量，并增加曝气时间，直至水质监测装置监测达到设定标准；
当水质监测装置监测到反应池中污水的总氮未达到设定标准时，控制装置控制搅拌装置的速率，并延长搅拌时间，直至水质监测装置监测达到设定标准。
10.根据权利要求9所述的调节方法，其特征在于，当4个周期内仍未达到设定水质标准时，控制装置控制碳源投加装置开启，并通过水质监测装置实时监测水质情况，直至达到设定水质标准。
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