CN114031172A - 智能化生物药剂在线投加输送系统 - Google Patents

Abstract

该发明涉及循环水处理技术领域，尤其涉及智能化生物药剂在线投加输送系统。包括循环水池和投加系统；循环水池：盛装循环水，且为生物药剂处理循环水的容器；投加系统：包括检测传感器，空压机、注气管、注气支管、和装有生物药剂混合液的储液罐；所述注气管安装于循环水池外侧底面上，注气支管的一端封闭，另一端与空压机的出风端连接，且在连接端上设有第一电控阀，所述注气支管均匀分布于循环水池的底面上，且注气支管的两端将注气管和循环水池的内部连通；所述储液罐通过连接管道连接于空压机出风端的管路上，所述连接管道上设有第二电控阀，所述连接管道的一端与储液罐的内部连通，连接管道的另一端切向连接于空压机的出分端管路上。

Description

智能化生物药剂在线投加输送系统

技术领域

该发明涉及循环水处理技术领域，尤其涉及智能化生物药剂在线投加输送系统。

背景技术

工业循环水在日常运行过程中，由于不断蒸发，水中盐类被浓缩，加上冷却水与大气接触，溶解氧与细菌含量大大增加，导致循环水出现严重的结垢、腐蚀和菌藻滋生等弊病，使热交换率大为降低，检修频繁，威胁生产正常进行。

因此，工业循环水在使用的过程中需要用到生物药剂对循环水进行处理，通过使用生物药剂，可使水达到一定的质量要求从而能够继续使用，同时它也保证冷却水塔、凝汽器等设备处于最佳的运行状态，有效的控制微生物菌群、抑制水垢的产生、预防管道设备的腐蚀，达到降低能耗、延长设备的使用寿命的目的。

生物药剂在循环水内进行水处理的时候，现有技术中采用的通常是一次性将生物药剂加入循环水中，生物药剂中的微生物会有一个繁殖到衰变的过程，使微生物的量在循环水中会发生变化，对循环水的处理效果也会随之产生变化，且在这个过程中微生物会不断的消耗循环水中的溶解氧，因此如何保证循环水中的溶解氧满足微生物的耗氧需求，以及如何保证循环水内的微生物对循环水的处理效果是一个值的研究的技术方向。

发明内容

针对上述技术的不足，本发明的目的在于提供智能化生物药剂在线投加输送系统，用以确保循环水中的溶解氧满足生物药剂中微生物的好氧需求，同时通过对生物药剂的在线投加，保证生物药剂对循环水的处理效果。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案如下：

智能化生物药剂在线投加输送系统，包括循环水池和投加系统；

循环水池：盛装循环水，且为生物药剂处理循环水的容器；

投加系统：包括检测传感器，空压机、注气管、注气支管、和装有生物药剂混合液的储液罐；所述注气管安装于循环水池外侧底面上，注气支管的一端封闭，另一端与空压机的出风端连接，且在连接端上设有第一电控阀，所述注气支管均匀分布于循环水池的底面上，且注气支管的两端将注气管和循环水池的内部连通；所述储液罐通过连接管道连接于空压机出风端的管路上，所述连接管道上设有第二电控阀，所述连接管道的一端与储液罐的内部连通，连接管道的另一端切向连接于空压机的出分端管路上，所述检测传感器设置于循环水池的内部，用以对循环水池内部循环水的温度和溶氧的浓度变化速率进行监测，所述检测传感器与空压机、第一电控阀和第二电控阀均电性连接。

进一步限定，所述检测传感器包括温度传感器和溶解氧浓度传感器，所述温度传感器和溶解氧浓度传感器均分别设有监测阈值T和V，且二者共同对空压机、第一控制阀和第二控制阀进行控制，T为温度对生物药剂内微生物正常代谢和繁殖不造成影响的最高临界值，V为循环水中加入生物药剂溶液后，微生物第一将循环水中的溶解氧消耗至所需溶解氧最低浓度C的平均速率。

进一步限定，根据循环水的量，计算出向循环水池内加入生物药剂溶液的最佳量为N，当0＜t＜T，且逐渐递增阶段，第一控制阀打开，空压机启动，向循环水池内注入空气；当0＜t＜T，V1＞V且V1保持不变阶段，第一控制阀打开，空压机启动，向循环水池内注入空气；当0＜t＜T，V1下降至和V相等的阶段，第一控制阀打开，空压机启动，向循环水池内注入空气；当0＜t＜T，V1小于V时，第一控制阀和第二控制阀打开，空压机启动，向循环水池内注入空气的同时向循环水池内补充生物药剂溶液；

当循环水的温度正常时，生物药剂中的微生物整体将会在循环水中将会进行繁殖，使循环水中的微生物逐渐增多直至达到繁殖的顶点，然后微生物的死亡的量大于微生物繁殖的量，此时循环水中的微生物将会逐渐的减少，直至微生物的量小于N，通过上述微生物消耗循环水中溶解氧的速率可以对微生物的量进行一个判断，从而判定向循环水内补充空气以及加入生物药剂的时机，使循环水中的微生物的量始终能满足对循环水的处理，同时还不会加入过多的微生物造成浪费的问题。

进一步限定，每一次向循环水池内补充生物药剂溶液的量为最初加入循环水池生物药剂溶液量N的四分之一，其有益之处在于，通过向循环水内逐步的加入微生物，避免浪费和加入过多的问题。

进一步限定，当t＞T时，V1＞V且逐渐递减直至和V相等的阶段，第一控制阀打开，空压机打开，向循环水池内注入空气；当t＞T时，V1小于V时，第一控制阀和第二控制阀打开，空压机启动，向循环水池内注入空气的同时向循环水池内补充生物药剂溶液。

当温度过高，此时微生物的繁殖和代谢将会被抑制，若此时微生物的量能够满足对循环水的处理，那么只需要通过空压机向循环水内注入空气，对循环水进行降温即可，若微生物的量小于初始加入量N，那么此时就需要向循环水的内部加入生物药剂，优选加入之后，持续开启空压机对循环水进行降温。

进一步限定，所述注气支管与循环水池连通的一端长短不一的分布在循环水池的内部，其有益之处在于，长度不一分布在循环水的不同深度处，在加入生物药剂时，能使生物药剂尽快的均布在循环水内，同时能在不同的水深和位置向循环水内充氧。

进一步限定，所述循环水池的内部均布设有格栅，所述格栅为多孔的网状结构，其有益之处在于，因为微生物进行水处理时，会形成少量的附着物，栅栏能够将其拦截，避免絮状物在循环水中流动，造成换热系统的冷却管道堵塞的问题，同时生物药剂中的微生物还能附着在栅栏上，便于微生物进行繁殖。

进一步限定，所述储液罐的内部设有搅拌机构，所述搅拌机构包括微型电机和搅拌棒，所述搅拌棒位于储液罐的底部，所述微型电机驱动搅拌棒旋转，其有益之处在于，便于生物药剂溶液的形成和混合均匀。

进一步限定，所述生物药剂混合液中，生物药剂与水的混合比列为1∶15。

进一步限定，所述注气支管位于循环水池内部的一端设有挡风帽，所述挡风帽使加压空气从注气支管端部四周溢出，其有益之处在于，挡风帽起到一个均布的作用，使加入的生物药剂溶液能够从注气管的四周喷射而出，进一步提升，生物药剂溶液在循环水中的均布效果。

本技术方案所取得的技术效果如下：

(1)本系统能实现循环水处理过程中的生物药剂自动加入，使生物药剂的量始终维持在满足循环水处理要求的范围内，保证生物药剂对循环水的处理效果。(2)温度传感器和溶解氧浓度传感器对循环水中微生物消耗溶解氧的速率和温度进行监控，进而可控制投加系统向循环水中进行空气供应，增加循环水中的溶解氧浓度，保证微生物的活性，提升对循环水的处理效果,同时还能对循环水中微生物的量进行判断，通过空气供应的同时向循环水中加入生物药剂溶液，实现了生物药剂的自动加入，保证了循环水的处理效果。(3)注气支管的设置使生物药剂加入循环水时更加的均匀。

附图说明

图1为系统的立体示意图。

图2为本系统另一个方向的立体示意图。

图3为本系统补充生物药剂的流程图。

附图编号

循环水池1、格栅2、空压机3、储液罐4、连接管道5、进水管6、出水管7、排污管8、旋转电机9、注气管10、注气支管11。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

智能化生物药剂在线投加输送系统，包括循环水池1和投加系统；

循环水池1：循环水池上设进水管6、出水管7和便于清洗的排污8管，还有其他方便循环水池1接入换热系统内的部件，为常规部件，本申请文件中未提及，但是可参考现有技术，优选循环水池1的底面为斜面，且较低一端朝向排污管8，便于排出污水，盛装循环水，且为生物药剂处理循环水的容器；

投加系统：包括检测传感器，空压机3、注气管10、注气支管11、和装有生物药剂混合液的储液罐4；注气管10安装于循环水池1外侧底面上，注气支管11的一端封闭，另一端与空压机3的出风端连接，且在连接端上设有第一电控阀，注气支管11均匀分布于循环水池1的底面上，且注气支管11的两端将注气管10和循环水池1的内部连通；储液罐4通过连接管道5连接于空压机3出风端的管路上，连接管道5上设有第二电控阀，连接管道5的一端与储液罐4的内部连通，连接管道5的另一端切向连接于空压机3的出分端管路上，检测传感器设置于循环水池1的内部，用以对循环水池1内部循环水的温度和溶氧的浓度变化速率进行监测，检测传感器与空压机3、第一电控阀和第二电控阀均电性连接。

检测传感器包括温度传感器和溶解氧浓度传感器，温度传感器和溶解氧浓度传感器均分别设有监测阈值T和V，V的得出需要进行一定换算，即循环水溶解氧饱和时的浓度已知，微生物所需的最低溶解氧浓度可根据微生物的种类进行判断和知晓，也可通过实验确定，因此在根据所需时间就可以算出V，且二者共同对空压机3、第一控制阀和第二控制阀进行控制，T为温度对生物药剂内微生物正常代谢和繁殖不造成影响的最高临界值，V为循环水中加入生物药剂溶液后，微生物第一将循环水中的溶解氧消耗至所需溶解氧最低浓度C的平均速率，C也可根据实际情况进行确定，也可以为循环水中的溶解氧被消耗到一定浓度，这个浓度已经不利于微生物的成长和繁殖，且采用第一次消耗的平均速率的原因是，微生物繁殖需要一个过程，第一次消耗至最低，此时微生物繁殖还未达到顶峰，循环水池内循环水能溶解氧的含量是一定的，所以耗时相对较长，因此此时V相对较小，即后续根据判断V的大小就可以判断出循环水内微生物的多少，即可保证循环水内的微生物的量大于等于初始最佳投入量N，即可保证对循环水的净化效果。

根据循环水的量，计算出向循环水池1内加入生物药剂溶液的最佳量为N，N的大小根矩循环水池1的大小以及循环水的使用环境进行确定，确定的方式为通过多次的实验，找出最佳的投放比例，当0＜t＜T，且逐渐递增阶段，第一控制阀打开，空压机3启动，向循环水池1内注入空气；当0＜t＜T，V1＞V且V1保持不变阶段，第一控制阀打开，空压机3启动，向循环水池1内注入空气；当0＜t＜T，V1下降至和V相等的阶段，第一控制阀打开，空压机3启动，向循环水池1内注入空气；当0＜t＜T，V1小于V时，第一控制阀和第二控制阀打开，空压机3启动，向循环水池1内注入空气的同时向循环水池1内补充生物药剂溶液；注入空气是达到循环水的最大溶解氧浓度即停止。

当循环水的温度正常时，生物药剂中的微生物整体将会在循环水中将会进行繁殖，使循环水中的微生物逐渐增多直至达到繁殖的顶点，然后微生物的死亡的量大于微生物繁殖的量，此时循环水中的微生物将会逐渐的减少，直至微生物的量小于N，通过上述微生物消耗循环水中溶解氧的速率可以对微生物的量进行一个判断，从而判定向循环水内补充空气以及加入生物药剂的时机，使循环水中的微生物的量始终能满足对循环水的处理，同时还不会加入过多的微生物造成浪费的问题。

每一次向循环水池1内补充生物药剂溶液的量为最初加入循环水池1生物药剂溶液量N的四分之一，通过向循环水内逐步的加入微生物，避免浪费和加入过多的问题。

当t＞T时，V1＞V且逐渐递减直至和V相等的阶段，第一控制阀打开，空压机3打开，向循环水池1内注入空气；当t＞T时，V1小于V时，第一控制阀和第二控制阀打开，空压机3启动，向循环水池1内注入空气的同时向循环水池1内补充生物药剂溶液。

当温度过高，此时微生物的繁殖和代谢将会被抑制，若此时微生物的量能够满足对循环水的处理，那么只需要通过空压机3向循环水内注入空气，对循环水进行降温即可，若微生物的量小于初始加入量N，那么此时就需要向循环水的内部加入生物药剂，优选加入之后，持续开启空压机3对循环水进行降温。

注气支管11与循环水池1连通的一端长短不一的分布在循环水池1的内部，长度不一分布在循环水的不同深度处，在加入生物药剂时，能使生物药剂尽快的均布在循环水内，同时能在不同的水深和位置向循环水内充氧。

循环水池1的内部均布设有格栅2，格栅2为多孔的网状结构，格栅2通过旋转电机9转动连接于循环水池1的内部，且旋转电机9的输出端连接于格栅2的上部，便于将格栅2旋转至与循环水池1底面平行，便于清理循环水池1以及清理格栅2上的絮状物，因为微生物进行水处理时，会形成少量的附着物，栅栏能够将其拦截，避免絮状物在循环水中流动，造成换热系统的冷却管道堵塞的问题，同时生物药剂中的微生物还能附着在栅栏上，便于微生物进行繁殖。

储液罐4的内部设有搅拌机构，搅拌机构包括微型电机和搅拌棒，搅拌棒位于储液罐4的底部，微型电机驱动搅拌棒旋转，便于生物药剂溶液的形成和混合均匀。

生物药剂混合液中，生物药剂与水的混合比列为1∶15。

注气支管11位于循环水池1内部的一端设有挡风帽，挡风帽使加压空气从注气支管11端部四周溢出，挡风帽起到一个均布的作用，使加入的生物药剂溶液能够从注气管10的四周喷射而出，进一步提升，生物药剂溶液在循环水中的均布效果。

需要提前说明的是，在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.智能化生物药剂在线投加输送系统，其特征在于，包括循环水池和投加系统；

循环水池：盛装循环水，且为生物药剂处理循环水的容器；

投加系统：包括检测传感器，空压机、注气管、注气支管、和装有生物药剂混合液的储液罐；所述注气管安装于循环水池外侧底面上，注气支管的一端封闭，另一端与空压机的出风端连接，且在连接端上设有第一电控阀，所述注气支管均匀分布于循环水池的底面上，且注气支管的两端将注气管和循环水池的内部连通；所述储液罐通过连接管道连接于空压机出风端的管路上，所述连接管道上设有第二电控阀，所述连接管道的一端与储液罐的内部连通，连接管道的另一端切向连接于空压机的出分端管路上，所述检测传感器设置于循环水池的内部，用以对循环水池内部循环水的温度和溶氧的浓度变化速率进行监测，所述检测传感器与空压机、第一电控阀和第二电控阀均电性连接。

2.根据权利要求1所述的智能化生物药剂在线投加输送系统，其特征在于，所述检测传感器包括温度传感器和溶解氧浓度传感器，所述温度传感器和溶解氧浓度传感器均分别设有监测阈值T和V，且二者共同对空压机、第一控制阀和第二控制阀进行控制，T为温度对生物药剂内微生物正常代谢和繁殖不造成影响的最高临界值，V为循环水中加入生物药剂溶液后，微生物第一次将循环水中的溶解氧消耗至成长繁殖所需溶解氧最低浓度C的平均速率。

3.根据权利要求2所述的智能化生物药剂在线投加输送系统，其特征在于，根据循环水的量，计算出向循环水池内加入生物药剂溶液的最佳量为N，当0＜t＜T，且逐渐递增阶段，第一控制阀打开，空压机启动，向循环水池内注入空气；当0＜t＜T，V1＞V且V1保持不变阶段，第一控制阀打开，空压机启动，向循环水池内注入空气；当0＜t＜T，V1下降至和V相等的阶段，第一控制阀打开，空压机启动，向循环水池内注入空气；当0＜t＜T，V1小于V时，第一控制阀和第二控制阀打开，空压机启动，向循环水池内注入空气的同时向循环水池内补充生物药剂溶液；t为循环水的实时温度，V1为微生物消耗溶解氧至C时的实际速率。

4.根据权利要求4所述的智能化生物药剂在线投加输送系统，其特征在于，每一次向循环水池内补充生物药剂溶液的量为最初加入循环水池生物药剂溶液量N的四分之一。

5.根据权利要求2所述的智能化生物药剂在线投加输送系统，其特征在于，当t＞T时，V1＞V且逐渐递减直至和V相等的阶段，第一控制阀打开，空压机打开，向循环水池内注入空气；当t＞T时，V1小于V时，第一控制阀和第二控制阀打开，空压机启动，向循环水池内注入空气的同时向循环水池内补充生物药剂溶液。

6.根据权利要求1所述的智能化生物药剂在线投加输送系统，其特征在于，所述注气支管与循环水池连通的一端长短不一的分布在循环水池的内部。

7.根据权利要求1所述的智能化生物药剂在线投加输送系统，其特征在于，所述循环水池的内部均布设有格栅，所述格栅为多孔的网状结构。

8.根据权利要求1所述的智能化生物药剂在线投加输送系统，其特征在于，所述储液罐的内部设有搅拌机构，所述搅拌机构包括微型电机和搅拌棒，所述搅拌棒位于储液罐的底部，所述微型电机驱动搅拌棒旋转。

9.根据权利要求1所述的智能化生物药剂在线投加输送系统，其特征在于，所述生物药剂混合液中，生物药剂与水的混合比列为1∶15。

10.根据权利要求6所述的智能化生物药剂在线投加输送系统，其特征在于，所述注气支管位于循环水池内部的一端设有挡风帽，所述挡风帽使加压空气从注气支管端部四周溢出。

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