CN113402014B - 正压污水废气处理一体机 - Google Patents

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CN113402014B CN202110578395.3A CN202110578395A CN113402014B CN 113402014 B CN113402014 B CN 113402014B CN 202110578395 A CN202110578395 A CN 202110578395A CN 113402014 B CN113402014 B CN 113402014B
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Abstract

本发明公开了一种正压污水废气处理一体机，涉及污水废气处理技术领域，解决现有的污水废气处理设备繁多，占地空间大，生化系统氧利用率低，废气处理风量大和耗能高的问题，本发明好氧生化污水处理系统于底部液面保持正压运行，故氧气在水体内的溶解度增大、气泡也变得更小、在水体上升速度降低，延迟氧气在水体的停留时间，有利于氧气的利用率的提高，减少了曝气装置是使用量，降低了系统能耗；MBR出水系统利用一体机内部整体系统是正压状态，故MBR膜对常压外界，可以自动出水，节约了抽吸水泵和能耗；从机械利用、占地空间、自动控制、物质物理性能等进行了科学合理的考虑，进行了有机结合，实现了污水、废气处理一体的集成。

Description

正压污水废气处理一体机
技术领域
本发明涉及污水废气处理技术领域，具体为正压污水废气处理一体机。
背景技术
传统的好氧处理、好氧池废气处理、MBR膜出水系统均为独立系统，设备繁多，占地空间大，生化系统氧利用率低，废气处理风量大等诸多问题；
因此如何将以上系统有机组合，形成一个占地少、能耗低、操作、维修方便，成为本发明要解决的问题。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决现有的污水废气处理设备繁多，占地空间大，生化系统氧利用率低，废气处理风量大和耗能高的问题，如何将以上系统有机组合，形成一个占地少、能耗低、操作、维修方便，成为本发明要解决的问题，而提出正压污水废气处理一体机。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
正压污水废气处理一体机，包括一体机本体，所述一体机本体的内部设置有生物除臭层、好氧生化污水处理系统、MBR出水系统，生物除臭层安装在一体机本体的内部顶端，且位于好氧生化污水处理系统和MBR出水系统的正上方；好氧生化污水处理系统和MBR出水系统安装在一体机本体的内部底壁，好氧生化污水处理系统安装在MBR出水系统进水的一侧；一体机本体的顶端面一侧设置有废气洗涤系统；废气洗涤系统利用下部好氧生化污水处理系统对应空气加压设备提供压力作为运行动力，维持气体长期流动；
好氧生化污水处理系统的内部安装有曝气装置，曝气装置通过管道一与安装在一体机本体外部的空气加压设备连接；好氧生化污水处理系统与生物除臭层之间设置有污水进水管的一端，污水进水管的另一端贯穿一体机本体的侧壁与安装在一体机本体外部的进料泵连接；好氧生化污水处理系统于底部液面保持正压运行，故氧气在水体内的溶解度增大、气泡也变得更小、在水体上升速度降低，延迟氧气在水体的停留时间，有利于氧气的利用率的提高，减少了曝气装置是使用量，降低了系统能耗；
MBR出水系统连接有管道二的一端，管道二的一端贯穿一体机本体的侧壁与出水控制阀连接；MBR出水系统利用一体机内部整体系统是正压状态，故MBR膜对常压外界，可以自动出水，节约了抽吸水泵和能耗；
本发明从机械利用、占地空间、自动控制、物质物理性能等进行了科学合理的考虑，进行了有机结合，实现了污水、废气处理一体的集成；
废气洗涤系统的顶端通过管道三连接有压力控制阀；
作为本发明的一种优选实施方式，所述一体机本体为封闭式的池体或罐体；
作为本发明的一种优选实施方式，所述一体机本体的顶端面位于废气洗涤系统的一侧设置有液位显示器，位于废气洗涤系统的另一侧设置有压力显示器，压力显示器用于检测液面压力及MBR膜的压力并显示；液位显示器用于采集好氧生化污水处理系统内液面的液位并显示；
作为本发明的一种优选实施方式，所述一体机本体的一侧顶部设置有电控柜，电控柜的内部设置有处理器和分析控制单元；处理器与压力控制阀、出水控制阀、进料泵、空气加压设备、液位显示器、压力显示器通信连接并获取液位显示器和压力显示器对应检测的MBR出水系统的液位数据和好氧生化污水处理系统内液面压力并将其发送至分析控制单元；
分析控制单元用于根据液位数据和表面压力控制压力控制阀、出水控制阀工作，使得好氧生化污水处理系统液面压力与压力控制阀出口常压和出水控制阀出口常压之间均产生对应压差，通过压差将处理后的污水和废气排出；
作为本发明的一种优选实施方式，该一体机的工作方法包括以下步骤：
步骤一：通过进料泵将调节池污水送入好氧生化污水处理系统内，通过空气加压设备向曝气装置内输送空气；
步骤二：曝气装置从好氧生化污水处理系统的底部输送气泡，好氧生化污水处理系统对污水进行处理；
步骤三：通过处理器获取液位显示器和压力显示器对应检测的MBR出水系统的液位数据和好氧生化污水处理系统内液面压力并将其发送至分析控制单元；
步骤四：分析控制单元根据液位数据和表面压力控制压力控制阀、出水控制阀工作，使得好氧生化污水处理系统液面压力与压力控制阀出口常压和出水控制阀出口常压之间均产生对应压差，通过压差将处理后的污水通过MBR出水系统进行进一步处理后经出水控制阀排出；同时通过压差将处理后的废气经生物除臭层和废气洗涤系统进行废气处理后经压力控制阀排出；
作为本发明的一种优选实施方式，所述电控柜的内部设置有采集汇总单元；采集汇总单元用于采集一体机内所有设备的设备数据并将其通过5G发送至后台服务器。
作为本发明的一种优选实施方式，所述服务器内包括注册模块和数据库；注册模块用于工作人员通过智能终端提交人员信息进行注册并将注册成功的人员信息发送至数据库；同时将注册成功的工作人员标记为注册人员；将注册人员的智能终端标记为注册终端，同时与服务器通过5G实时通信连接；其中人员信息包括工作人员的工号、入职时刻以及智能终端的型号。
作为本发明的一种优选实施方式，所述服务器内还包括信息分配模块；信息分配模块用于对设备数据进行分配，具体步骤为：
S1：获取注册终端的当前位置及实时剩余内存；将当前位置与服务器的位置进行间距计算得到发送间距并标记为FQ1；将注册终端的实时剩余内存标记为FQ2；
S2：将注册终端对应注册人员的入职时刻与当前时刻进行时刻差计算得到入职时长并标记为FQ3；
S3：获取注册终端的数效值并标记为FQ4；再将发送间距、剩余内存、入职时长和数效值进行归一化处理并取其数值；
S4：利用公式
Figure GDA0003170929900000041
得到注册终端的数据存优值FP；其中，μ为误差修正系数；取值为0.92；λ1、λ2、λ3、λ4均为预设权重比例系数；取值分别为1.3、8.4、7.2、26.13；
S5：将数据存优值最大的注册终端标记为分配终端，将设备数据进行压缩打包，然后将其发送至分配终端内存储，同时分配终端的存储总次数增加一次。
作为本发明的一种优选实施方式，所述服务器内还包括访问采集模块，访问采集模块用于采集服务器与分配终端建立数据访问连接的初始时刻、连接成功时刻和连接失败的次数并将其发送至数据库内存储；
作为本发明的一种优选实施方式，所述服务器内还包括数效分析模块，数效分析模块用于对分配终端进行数效值分析，具体分析过程为：将访问连接的初始时刻与连接成功时刻进行时刻差计算得到连接成功时长t1；当连接成功时长大于设定时长阈值或未连接成功，则连接失败的次数增加一次；将连接成功时长代入公式TF＝λ5/(t1×t1+1.5)得到单次连接值TF；将分配终端的所有单次连接值进行求和得到连接总值LZ1；λ5为预设权重系数，取值为10.23；将分配终端的存储总次数和连接失败次数分别标记为LZ2和LZ3；再将连接总值、存储总次数和连接失败次数进行归一化处理并取其数值；利用公式FQ4＝LZ1×b1+LZ2×b2-LZ3×b3得到分配终端的数效值，数效分析模块将其发送至数据库内；其中，b1、b2和b3为预设权重系数，取值分别为0.15、0.25、0.6；当数效值小于设定阈值时，将该分配终端标记为待转移终端。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明好氧生化污水处理系统于底部液面保持正压运行，故氧气在水体内的溶解度增大、气泡也变得更小、在水体上升速度降低，延迟氧气在水体的停留时间，有利于氧气的利用率的提高，减少了曝气装置是使用量，降低了系统能耗；
2、本发明MBR出水系统利用一体机内部整体系统是正压状态，故MBR膜对常压外界，可以自动出水，节约了抽吸水泵和能耗；
3、本发明从机械利用、占地空间、自动控制、物质物理性能等进行了科学合理的考虑，进行了有机结合，实现了污水、废气处理一体的集成。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明；
图1为本发明的原理框图；
图2为本发明服务器的内部结构框图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明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它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，正压污水废气处理一体机，包括一体机本体，一体机本体的内部设置有生物除臭层2、好氧生化污水处理系统3、MBR出水系统4，生物除臭层2安装在一体机本体的内部顶端，且位于好氧生化污水处理系统3和MBR出水系统4的正上方；好氧生化污水处理系统3和MBR出水系统4安装在一体机本体的内部底壁，好氧生化污水处理系统3安装在MBR出水系统4进水的一侧；一体机本体的顶端面一侧设置有废气洗涤系统1；好氧生化污水处理系统3的内部安装有曝气装置9，曝气装置9通过管道一与安装在一体机本体外部的空气加压设备8连接；好氧生化污水处理系统3与生物除臭层2之间设置有污水进水管的一端，污水进水管的另一端贯穿一体机本体的侧壁与安装在一体机本体外部的进料泵7连接；MBR出水系统4连接有管道二的一端，管道二的一端贯穿一体机本体的侧壁与出水控制阀6连接；废气洗涤系统1的顶端通过管道三连接有压力控制阀5；
四个系统通过密闭的池体或罐体，形成一个装置，不同的构建发挥不同功能，有效的利用空气加压设备8的风压，将加压空气输送进入曝气装置9，收到上部密闭空间和压力控制阀5控制压力，有效的提供生化系统氧气的分压，利于溶解氧的提高和延长氧气溢出液体的时间；
生物除臭层2、尾气洗涤系统1利用好氧生化污水处理系统3内好氧池液体表面正压与尾气出口压力控制阀5出口常压之间的压差，实现废气处理系统无引风机正常运行的效果，减少设备的投资，同时降低了系统动力设备运行故障率；
MBR出水系统4利用好氧池内正压与出水控制阀6出口常压的压差，实现MBR膜无泵自动出水控制；
一体机本体的顶端面位于废气洗涤系统1的一侧设置有液位显示器10，位于废气洗涤系统1的另一侧设置有压力显示器11，压力显示器11用于检测液面压力及MBR膜的压力并显示；液位显示器10用于采集好氧生化污水处理系统3内液面的液位并显示；
一体机本体的一侧顶部设置有电控柜12，电控柜12的内部设置有处理器和分析控制单元；处理器与压力控制阀5、出水控制阀6、进料泵7、空气加压设备8、液位显示器10、压力显示器11通信连接并获取液位显示器10和压力显示器11对应检测的MBR出水系统4的液位数据和好氧生化污水处理系统3内液面压力并将其发送至分析控制单元；
分析控制单元用于根据液位数据和表面压力控制压力控制阀5、出水控制阀6工作，使得好氧生化污水处理系统3液面压力与压力控制阀5出口常压和出水控制阀6出口常压之间均产生对应压差，通过压差将处理后的污水和废气排出；
该一体机的工作方法包括以下步骤：
步骤一：通过进料泵7将调节池污水送入好氧生化污水处理系统3内，通过空气加压设备8向曝气装置9内输送空气；
步骤二：曝气装置9从好氧生化污水处理系统3的底部输送气泡，好氧生化污水处理系统3对污水进行处理；
步骤三：通过处理器获取液位显示器10和压力显示器11对应检测的MBR出水系统4的液位数据和好氧生化污水处理系统3内液面压力并将其发送至分析控制单元；
步骤四：分析控制单元根据液位数据和表面压力控制压力控制阀5、出水控制阀6工作，使得好氧生化污水处理系统3液面压力与压力控制阀5出口常压和出水控制阀6出口常压之间均产生对应压差，通过压差将处理后的污水通过MBR出水系统4进行进一步处理后经出水控制阀6排出；同时通过压差将处理后的废气经生物除臭层2和废气洗涤系统1进行废气处理后经压力控制阀5排出；
电控柜的内部设置有采集汇总单元；采集汇总单元用于采集一体机内所有设备的设备数据并将其通过5G发送至后台服务器；通过对一体机的设备数据进行采集，包括空气加压设备8的运行参数、进料泵7的运行参数等一些数据，方便后续对一体机进行数据监控分析和维护保养；
如图2所示，服务器内包括注册模块、数据库、信息分配模块、访问采集模块和数效分析模块；注册模块用于工作人员通过智能终端提交人员信息进行注册并将注册成功的人员信息发送至数据库；同时将注册成功的工作人员标记为注册人员；将注册人员的智能终端标记为注册终端，同时与服务器通过5G实时通信连接；其中人员信息包括工作人员的工号、入职时刻以及智能终端的型号；智能终端为智能手机或智能平板或电脑等；
信息分配模块用于对设备数据进行分配，具体步骤为：
S1：获取注册终端的当前位置及实时剩余内存；将当前位置与服务器的位置进行间距计算得到发送间距并标记为FQ1；将注册终端的实时剩余内存标记为FQ2；
S2：将注册终端对应注册人员的入职时刻与当前时刻进行时刻差计算得到入职时长并标记为FQ3；单位是天；
S3：获取注册终端的数效值并标记为FQ4；再将发送间距、剩余内存、入职时长和数效值进行归一化处理并取其数值；
S4：利用公式
Figure GDA0003170929900000091
得到注册终端的数据存优值FP；其中，μ为误差修正系数；取值为0.92；λ1、λ2、λ3、λ4均为预设权重比例系数；取值分别为1.3、8.4、7.2、26.13；数据存优值是根据注册终端的参数进行归一化处理得到一个用于评定注册终端存储设备数据的几率的数值；通过公式可得，发送间距越小、剩余内存越大、入职时长越接近2000、数效值越大，数据存优值越大；表示存储设备数据的几率越大；
S5：将数据存优值最大的注册终端标记为分配终端，将设备数据进行压缩打包，然后将其发送至分配终端内存储，同时分配终端的存储总次数增加一次；通过信息分配模块对采集到的一体机相关数据进行分配存储，方便利用工作人员的智能终端对采集到的大量数据进行合理存储，减少服务器的存储压力；
访问采集模块用于采集服务器与分配终端建立数据访问连接的初始时刻、连接成功时刻和连接失败的次数并将其发送至数据库内存储；
数效分析模块用于对分配终端进行数效值分析，具体分析过程为：将访问连接的初始时刻与连接成功时刻进行时刻差计算得到连接成功时长t1；当连接成功时长大于设定时长阈值或未连接成功，则连接失败的次数增加一次；将连接成功时长代入公式TF＝λ5/t1×t1+1.5得到单次连接值TF；将分配终端的所有单次连接值进行求和得到连接总值LZ1；λ5为预设权重系数，取值为10.23；将分配终端的存储总次数和连接失败次数分别标记为LZ2和LZ3；再将连接总值、存储总次数和连接失败次数进行归一化处理并取其数值；利用公式FQ4＝LZ1×b1+LZ2×b2-LZ3×b3得到分配终端的数效值，数效分析模块将其发送至数据库内；其中，b1、b2和b3为预设权重系数，取值分别为0.15、0.25、0.6；当数效值小于设定阈值时，将该分配终端标记为待转移终端，将待转移终端的位置与注册终端的位置进行距离计算得到发送间距并经过S1-S4处理得到分配终端，将待转移终端内存储的数据包转移至分配终端内存储；同时将待转移终端内存储的数据包删除。
上述公式均是采集大量数据进行软件模拟得出且选取与真实值接近的一个公式，公式中的系数是由本领域技术人员根据实际情况进行设置；
本发明在使用时，四个系统通过密闭的池体或罐体，形成一个装置，不同的构建发挥不同功能，有效的利用空气加压设备8的风压，将加压空气输送进入曝气装置9，收到上部密闭空间和压力控制阀5控制压力，有效的提供生化系统氧气的分压，利于溶解氧的提高和延长氧气溢出液体的时间；生物除臭层2、尾气洗涤系统1利用好氧生化污水处理系统3内好氧池液体表面正压与尾气出口压力控制阀5出口常压之间的压差，实现废气处理系统无引风机正常运行的效果，减少设备的投资，同时降低了系统动力设备运行故障率；MBR出水系统4利用好氧池内正压与出水控制阀6出口常压的压差，实现MBR膜无泵自动出水控制；通过信息分配模块对采集到的一体机相关数据进行分配存储，方便利用工作人员的智能终端对采集到的大量数据进行合理存储，减少服务器的存储压力。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (1)

1.正压污水废气处理一体机，包括一体机本体，其特征在于，所述一体机本体的内部设置有生物除臭层(2)、好氧生化污水处理系统(3)、MBR出水系统(4)，生物除臭层(2)安装在一体机本体的内部顶端，且位于好氧生化污水处理系统(3)和MBR出水系统(4)的正上方；好氧生化污水处理系统(3)和MBR出水系统(4)安装在一体机本体的内部底壁，好氧生化污水处理系统(3)安装在MBR出水系统(4)进水的一侧；一体机本体的顶端面一侧设置有废气洗涤系统(1)；
好氧生化污水处理系统(3)的内部安装有曝气装置(9)，曝气装置(9)通过管道一与安装在一体机本体外部的空气加压设备(8)连接；好氧生化污水处理系统(3)与生物除臭层(2)之间设置有污水进水管的一端，污水进水管的另一端贯穿一体机本体的侧壁与安装在一体机本体外部的进料泵(7)连接；
MBR出水系统(4)连接有管道二的一端，管道二的一端贯穿一体机本体的侧壁与出水控制阀(6)连接；
废气洗涤系统(1)的顶端通过管道三连接有压力控制阀(5)；
所述一体机本体为封闭式的池体或罐体；
所述一体机本体的顶端面位于废气洗涤系统(1)的一侧设置有液位显示器(10)，位于废气洗涤系统(1)的另一侧设置有压力显示器(11)，压力显示器(11)用于检测液面压力及MBR膜的压力并显示；液位显示器(10)用于采集好氧生化污水处理系统(3)内液面的液位并显示；
所述一体机本体的一侧顶部设置有电控柜(12)，电控柜(12)的内部设置有处理器和分析控制单元；处理器与压力控制阀(5)、出水控制阀(6)、进料泵(7)、空气加压设备(8)、液位显示器(10)、压力显示器(11)通信连接并获取液位显示器(10)和压力显示器(11)对应检测的MBR出水系统(4)的液位数据和好氧生化污水处理系统(3)内液面压力并将其发送至分析控制单元；
分析控制单元用于根据液位数据和表面压力控制压力控制阀(5)、出水控制阀(6)工作，使得好氧生化污水处理系统(3)液面压力与压力控制阀(5)出口常压和出水控制阀(6)出口常压之间均产生对应压差，通过压差将处理后的污水和废气排出；
该一体机的工作方法包括以下步骤：
步骤一：通过进料泵(7)将调节池污水送入好氧生化污水处理系统(3)内，通过空气加压设备(8)向曝气装置(9)内输送空气；
步骤二：曝气装置(9)从好氧生化污水处理系统(3)的底部输送气泡，好氧生化污水处理系统(3)对污水进行处理；
步骤三：通过处理器获取液位显示器(10)和压力显示器(11)对应检测的MBR出水系统(4)的液位数据和好氧生化污水处理系统(3)内液面压力并将其发送至分析控制单元；
步骤四：分析控制单元根据液位数据和表面压力控制压力控制阀(5)、出水控制阀(6)工作，使得好氧生化污水处理系统(3)液面压力与压力控制阀(5)出口常压和出水控制阀(6)出口常压之间均产生对应压差，通过压差将处理后的污水通过MBR出水系统(4)进行进一步处理后经出水控制阀(6)排出；同时通过压差将处理后的废气经生物除臭层(2)和废气洗涤系统(1)进行废气处理后经压力控制阀(5)排出；
所述电控柜的内部设置有采集汇总单元；采集汇总单元用于采集一体机内所有设备的设备数据并将其通过5G发送至后台服务器；
所述服务器内包括注册模块和数据库；注册模块用于工作人员通过智能终端提交人员信息进行注册并将注册成功的人员信息发送至数据库；同时将注册成功的工作人员标记为注册人员；将注册人员的智能终端标记为注册终端，同时与服务器通过5G实时通信连接；
所述服务器内还包括信息分配模块；信息分配模块用于对设备数据进行分配，具体步骤为：
S1：获取注册终端的当前位置及实时剩余内存；将当前位置与服务器的位置进行间距计算得到发送间距并标记为FQ1；将注册终端的实时剩余内存标记为FQ2；
S2：将注册终端对应注册人员的入职时刻与当前时刻进行时刻差计算得到入职时长并标记为FQ3；单位是天；
S3：获取注册终端的数效值并标记为FQ4；再将发送间距、剩余内存、入职时长和数效值进行归一化处理并取其数值；
S4：利用公式
Figure FDA0003507110450000031
得到注册终端的数据存优值FP；其中，μ为误差修正系数；取值为0.92；λ1、λ2、λ3、λ4均为预设权重比例系数；数据存优值是根据注册终端的参数进行归一化处理得到一个用于评定注册终端存储设备数据的几率的数值；
S5：将数据存优值最大的注册终端标记为分配终端，将设备数据进行压缩打包，然后将其发送至分配终端内存储，同时分配终端的存储总次数增加一次；
所述服务器内还包括访问采集模块，访问采集模块用于采集服务器与分配终端建立数据访问连接的初始时刻、连接成功时刻和连接失败的次数并将其发送至数据库内存储；
所述服务器内还包括数效分析模块，数效分析模块用于对分配终端进行数效值分析，具体分析过程为：将访问连接的初始时刻与连接成功时刻进行时刻差计算得到连接成功时长t1；当连接成功时长大于设定时长阈值或未连接成功，则连接失败的次数增加一次；将连接成功时长代入公式TF＝λ5/t1×t1+1.5得到单次连接值TF；将分配终端的所有单次连接值进行求和得到连接总值LZ1；λ5为预设权重系数；将分配终端的存储总次数和连接失败次数分别标记为LZ2和LZ3；再将连接总值、存储总次数和连接失败次数进行归一化处理并取其数值；利用公式FQ4＝LZ1×b1+LZ2×b2-LZ3×b3得到分配终端的数效值，数效分析模块将其发送至数据库内；其中，b1、b2和b3为预设权重系数，当数效值小于设定阈值时，将该分配终端标记为待转移终端，将待转移终端的位置与注册终端的位置进行距离计算得到发送间距并经过S1-S4处理得到分配终端，将待转移终端内存储的数据包转移至分配终端内存储；同时将待转移终端内存储的数据包删除。
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