CN114230002A - 一种自动化运行的智能sbr污水处理装置及方法 - Google Patents

一种自动化运行的智能sbr污水处理装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及污水处理相关领域，具体为一种自动化运行的智能SBR污水处理装置及方法，本发明的L2SBR控制器实现以出水水质为目标的自动控制，在普通自动控制基础上，根据污水池内液位、溶解氧浓度、氧化还原电位值、混合液悬浮固体浓度值以及酸碱度值的变化来灵活地控制各设备运行时间，配合各类电磁阀的运行，提高设备运行效率，达到节能降耗的目标；同时本装置可适用于几乎全部污水处理厂或污水处理站中的SBR污水处理单元，在污水处理厂或污水处理站的改造中，如若原污水处理流程中没有控制系统，可添加此L2SBR控制器，并配置相应监测传感器，达到自动控制的效果。

Description

一种自动化运行的智能SBR污水处理装置及方法
技术领域
本发明涉及污水处理相关领域，具体为一种自动化运行的智能SBR污水处理装置及方法。
背景技术
随着人类社会的不断发展，生活及生产用水量急剧上升，同时带来了严峻的水污染问题，污水处理尤为重要，随着对SBR中物质反应和净化机理的广泛深入研究，污水处理行业出现各种衍生处理工艺，但传统SBR工艺仍旧被广泛使用，伴随着电子计算机行业的飞速发展，自动监测与控制的硬件设备与软件技术也逐步被投入到SBR工艺中，SBR处理效果不断提高，工艺设计和运行管理日益科学化。
现有技术：SBR是一种序批式运行的活性污泥法，现阶段SBR污水处理单元通过时间序列来完成进水、反应、沉淀、滗水、待机等5个阶段，所有的操作都在一个反应器中完成。其工作流程是：进水阶段：在设计的时间内将污水用水泵抽至反应器内，反应器内充满水后，液位计达到预设水位后水泵自动停止；反应阶段：风机开启，反应器内开始曝气，微生物与废水中的各组分进行反应，污染物在此阶段通过微生物的降解作用得以去除，达到设定曝气时间后，风机停止；沉淀阶段：反应器进入沉淀阶段，沉淀过程也是由时间控制，达到固液分离的目的，此阶段反应器内设备全部停止运行；滗水阶段：设定的沉淀时间到达后，滗水器开始启动，经过有效沉淀后的上清液作为出水在此阶段被排出，留在反应器中的混合液用于下一个循环，当液位达到设定的低液位时，滗水器停止运行，反应器进入待机阶段；待机阶段：此阶段时间长短根据反应系统而变化，此阶段设备（排泥及曝气）的运行状态根据反应器运行状态进行人工调整。
传统SBR污水处理单元控制处理操作需要开、关反应池进水阀门，通过水位继电器来控制进水时间，用时间继电器控制反应时间和沉淀时间，用水位继电器或其他方法控制排水量和排水时间等，进出水管和空气管路上可用电磁阀或电动阀与定时器及继电器开控制开启和关闭。另外，由于季节变化、污水量少、水质浓度的变化，处理效果需要通过调整周期内时间配置来调节。如出水氨氮过高，则需延长曝气时间，出水氨氮过高则需增加反硝化时间等，一般可以在PLC内预先设置几套周期配置模式，以便根据实际水量 、水质、水温等因素，在一段时间内选用一种周期模式，或昼夜用不同的周期模式。
传统固定时序对SBR的控制管理，虽然方法简单，但单方面调整周期内时间配置无法完全解决因季节变化、污水量少、水质浓度的变化而出现的运行状况，SBR污水处理单元中的溶解氧无法及时补充会导致反应器中微生物无法正常发生反应，最终还是会出现出水不达标的现象。同时在曝气阶段，鼓风机通常保持一定的供风量不间断运行，不能根据曝气需氧量实时调节供气量，既不利于提高工艺处理能力，极大地降低了工作效率，也造成极大的能源浪费，难以实现节能降耗。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自动化运行的智能SBR污水处理装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种自动化运行的智能SBR污水处理装置，包括污水池、L2SBR控制器、电机、液位计、监测传感器和滗水器，所述污水池上方安装有L2SBR控制器，所述污水池内腔顶部依次安装有电机、液位计、监测传感器和滗水器，所述电机输出轴于污水池内部安装有连接轴，所述连接轴表面设置有搅拌叶，所述污水池内腔底部一侧安装有曝气管，所述污水池侧边安装有水泵和污泥泵，所述污水池另一侧面安装有鼓风机。
优选的，所述水泵通过第一连接管与污水池内部相连通，所述第一连接管上安装有第一阀门。
优选的，所述污泥泵通过第二连接管与污水池内腔底部相连通，所述第二连接管上安装有第二阀门。
优选的，所述鼓风机通过第三连接管与曝气管相连通，所述第三连接管上安装有第三阀门。
优选的，所述电机、滗水器、第一阀门、第二阀门、第三阀门、水泵、污泥泵和鼓风机通过L2SBR控制器控制运行状态，所述L2SBR控制器接收监测传感器和液位计的反馈信号。
优选的，所述监测传感器包含溶解氧浓度计、氧化还原电位探头、混合液悬浮固体浓度计以及酸碱度探头的传感器。
优选的，一种自动化运行的智能SBR污水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、当污水进水量较小时，L2SBR控制器启用间隙进水模式，污水通过水泵进入污水池，且水泵受液位计控制启停；
步骤S2、污水池内液位从低位上升到中位的过程中，鼓风机受溶解氧传感器反馈控制，溶解氧数值达到设定参数范围的高位时，鼓风机停止，如若液位还未到中位时，鼓风机设定延迟2分钟关闭；
步骤S3、污水池液位从中位到高位过程中，鼓风机不受溶解氧传感器反馈控制，此阶段鼓风机不启动，如若溶解氧传感器损坏时，采用时间控制器控制鼓风机的启停，滗水器运行阶段，鼓风机保持停机状态；
步骤S4、污水池内液位到达高位时，鼓风机和电机停止运行30分钟后，滗水器开始下行滗水运行，直至液位达到低位，滗水器自动抬升至固定位置，并自动停机，滗水器在运行过程中，鼓风机不启动；
步骤S5、当污水进水量较大时，L2SBR控制器启用连续进水模式，污水通过水泵持续进入污水池；
步骤S6、污水池液位从低位上升到中位的过程中，鼓风机受溶解氧传感器反馈控制，溶解氧数值达到设定参数范围的高位时，鼓风机停止，如若液位还未到中位时，鼓风机设定延迟2分钟关闭；
步骤S7、污水池液位从中位到高位过程中，鼓风机不受溶解氧传感器反馈控制，此阶段鼓风机不启动，如若溶解氧传感器损坏时，采用时间控制器控制鼓风机的启停，当污水池内液位到达高位时，滗水器开始下行滗水运行，直至液位达到低位，滗水器自动抬升至固定位置，并自动停机，滗水器在运行过程中，鼓风机不启动。
优选的，所述步骤S2和步骤S6中污水池内液位在低位上升至中位过程，酸碱度探头及氧化还原电位探头只反馈数据，不控制设备，作为参考数值并协同控制设备。
优选的，所述鼓风机运行过程中，污水池处于曝气环境中，混合液悬浮固体浓度计反馈数据，L2SBR控制器控制污泥泵的启停，其他阶段时间，混合液悬浮固体浓度计只反馈数据。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的L2SBR控制器实现以出水水质为目标的自动控制，在普通自动控制基础上，根据污水池内液位、溶解氧浓度、氧化还原电位值、混合液悬浮固体浓度值以及酸碱度值的变化来灵活地控制各设备运行时间，配合各类电磁阀的运行，提高设备运行效率，达到节能降耗的目标；同时本装置可适用于几乎全部污水处理厂或污水处理站中的SBR污水处理单元，在污水处理厂或污水处理站的改造中，如若原污水处理流程中没有控制系统，可添加此L2SBR控制器，并配置相应监测传感器，达到自动控制的效果。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的间隙进水模式工作流程示意图；
图3为本发明的连续进水模式工作流程示意图。
图中：1、污水池；2、L2SBR控制器；3、电机；4、液位计；5、监测传感器；6、滗水器；7、水泵；8、第一连接管；9、第一阀门；10、第二连接管；11、污泥泵；12、第二阀门；13、连接轴；14、搅拌叶；15、鼓风机；16、第三连接管；17、曝气管；18、第三阀门。
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做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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”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；可以是机械连接，也可以是电连接；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。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种自动化运行的智能SBR污水处理装置，包括污水池1、L2SBR控制器2、电机3、液位计4、监测传感器5和滗水器6，污水池1上方安装有L2SBR控制器2，污水池1内腔顶部依次安装有电机3、液位计4、监测传感器5和滗水器6，电机3输出轴于污水池1内部安装有连接轴13，连接轴13表面设置有搅拌叶14，污水池1内腔底部一侧安装有曝气管17，污水池1侧边安装有水泵7和污泥泵11，污水池1另一侧面安装有鼓风机15。
进一步的，水泵7通过第一连接管8与污水池1内部相连通，第一连接管8上安装有第一阀门9。
进一步的，污泥泵11通过第二连接管10与污水池1内腔底部相连通，第二连接管10上安装有第二阀门12。
进一步的，鼓风机15通过第三连接管16与曝气管17相连通，第三连接管16上安装有第三阀门18。
进一步的，电机3、滗水器6、第一阀门9、第二阀门12、第三阀门18、水泵7、污泥泵11和鼓风机15通过L2SBR控制器2控制运行状态，L2SBR控制器2接收监测传感器5和液位计4的反馈信号。
进一步的，监测传感器5包含溶解氧浓度计、氧化还原电位探头、混合液悬浮固体浓度计以及酸碱度探头的传感器。
进一步的，一种自动化运行的智能SBR污水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、当污水进水量较小时，L2SBR控制器2启用间隙进水模式，污水通过水泵7进入污水池1，且水泵7受液位计4控制启停；
步骤S2、污水池1内液位从低位上升到中位的过程中，鼓风机15受溶解氧传感器反馈控制，溶解氧数值达到设定参数范围的高位时，鼓风机15停止，如若液位还未到中位时，鼓风机设定延迟2分钟关闭；
步骤S3、污水池1液位从中位到高位过程中，鼓风机15不受溶解氧传感器反馈控制，此阶段鼓风机15不启动，如若溶解氧传感器损坏时，采用时间控制器控制鼓风机的启停，滗水器6运行阶段，鼓风机15保持停机状态；
步骤S4、污水池1内液位到达高位时，鼓风机15和电机3停止运行30分钟后，滗水器6开始下行滗水运行，直至液位达到低位，滗水器6自动抬升至固定位置，并自动停机，滗水器6在运行过程中，鼓风机15不启动；
步骤S5、当污水进水量较大时，L2SBR控制器2启用连续进水模式，污水通过水泵7持续进入污水池1；
步骤S6、污水池1液位从低位上升到中位的过程中，鼓风机15受溶解氧传感器反馈控制，溶解氧数值达到设定参数范围的高位时，鼓风机15停止，如若液位还未到中位时，鼓风机15设定延迟2分钟关闭；
步骤S7、污水池1液位从中位到高位过程中，鼓风机15不受溶解氧传感器反馈控制，此阶段鼓风机15不启动，如若溶解氧传感器损坏时，采用时间控制器控制鼓风机15的启停，当污水池1内液位到达高位时，滗水器6开始下行滗水运行，直至液位达到低位，滗水器6自动抬升至固定位置，并自动停机，滗水器6在运行过程中，鼓风机15不启动。
进一步的，步骤S2和步骤S6中污水池1内液位在低位上升至中位过程，酸碱度探头及氧化还原电位探头只反馈数据，不控制设备，作为参考数值并协同控制设备。
进一步的，鼓风机15运行过程中，污水池1处于曝气环境中，混合液悬浮固体浓度计反馈数据，L2SBR控制器2控制污泥泵11的启停，其他阶段时间，混合液悬浮固体浓度计只反馈数据。
本发明的L2SBR控制器2实现以出水水质为目标的自动控制，在普通自动控制基础上，根据污水池1内液位、溶解氧浓度、氧化还原电位值、混合液悬浮固体浓度值以及酸碱度值的变化来灵活地控制各设备运行时间，配合各类电磁阀的运行，提高设备运行效率，达到节能降耗的目标；同时本装置可适用于几乎全部污水处理厂或污水处理站中的SBR污水处理单元，在污水处理厂或污水处理站的改造中，如若原污水处理流程中没有控制系统，可添加此L2SBR控制器2，并配置相应监测传感器5，达到自动控制的效果。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种自动化运行的智能SBR污水处理装置，包括污水池（1）、L2SBR控制器（2）、电机（3）、液位计（4）、监测传感器（5）和滗水器（6），其特征在于：所述污水池（1）上方安装有L2SBR控制器（2），所述污水池（1）内腔顶部依次安装有电机（3）、液位计（4）、监测传感器（5）和滗水器（6），所述电机（3）输出轴于污水池（1）内部安装有连接轴（13），所述连接轴（13）表面设置有搅拌叶（14），所述污水池（1）内腔底部一侧安装有曝气管（17），所述污水池（1）侧边安装有水泵（7）和污泥泵（11），所述污水池（1）另一侧面安装有鼓风机（15）。
2.根据权利要求1所述的一种自动化运行的智能SBR污水处理装置，其特征在于：所述水泵（7）通过第一连接管（8）与污水池（1）内部相连通，所述第一连接管（8）上安装有第一阀门（9）。
3.根据权利要求1所述的一种自动化运行的智能SBR污水处理装置，其特征在于：所述污泥泵（11）通过第二连接管（10）与污水池（1）内腔底部相连通，所述第二连接管（10）上安装有第二阀门（12）。
4.根据权利要求1所述的一种自动化运行的智能SBR污水处理装置，其特征在于：所述鼓风机（15）通过第三连接管（16）与曝气管（17）相连通，所述第三连接管（16）上安装有第三阀门（18）。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种自动化运行的智能SBR污水处理装置，其特征在于：所述电机（3）、滗水器（6）、第一阀门（9）、第二阀门（12）、第三阀门（18）、水泵（7）、污泥泵（11）和鼓风机（15）通过L2SBR控制器（2）控制运行状态，所述L2SBR控制器（2）接收监测传感器（5）和液位计（4）的反馈信号。
6.根据权利要求1所述的一种自动化运行的智能SBR污水处理装置，其特征在于：所述监测传感器（5）包含溶解氧浓度计、氧化还原电位探头、混合液悬浮固体浓度计以及酸碱度探头的传感器。
7.一种自动化运行的智能SBR污水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、当污水进水量较小时，L2SBR控制器（2）启用间隙进水模式，污水通过水泵（7）进入污水池（1），且水泵（7）受液位计（4）控制启停；
步骤S2、污水池（1）内液位从低位上升到中位的过程中，鼓风机（15）受溶解氧传感器反馈控制，溶解氧数值达到设定参数范围的高位时，鼓风机（15）停止，如若液位还未到中位时，鼓风机设定延迟2分钟关闭；
步骤S3、污水池（1）液位从中位到高位过程中，鼓风机（15）不受溶解氧传感器反馈控制，此阶段鼓风机（15）不启动，如若溶解氧传感器损坏时，采用时间控制器控制鼓风机的启停，滗水器（6）运行阶段，鼓风机（15）保持停机状态；
步骤S4、污水池（1）内液位到达高位时，鼓风机（15）和电机（3）停止运行30分钟后，滗水器（6）开始下行滗水运行，直至液位达到低位，滗水器（6）自动抬升至固定位置，并自动停机，滗水器（6）在运行过程中，鼓风机（15）不启动；
步骤S5、当污水进水量较大时，L2SBR控制器（2）启用连续进水模式，污水通过水泵（7）持续进入污水池（1）；
步骤S6、污水池（1）液位从低位上升到中位的过程中，鼓风机（15）受溶解氧传感器反馈控制，溶解氧数值达到设定参数范围的高位时，鼓风机（15）停止，如若液位还未到中位时，鼓风机（15）设定延迟2分钟关闭；
步骤S7、污水池（1）液位从中位到高位过程中，鼓风机（15）不受溶解氧传感器反馈控制，此阶段鼓风机（15）不启动，如若溶解氧传感器损坏时，采用时间控制器控制鼓风机（15）的启停，当污水池（1）内液位到达高位时，滗水器（6）开始下行滗水运行，直至液位达到低位，滗水器（6）自动抬升至固定位置，并自动停机，滗水器（6）在运行过程中，鼓风机（15）不启动。
8.根据权利要求1所述的一种自动化运行的智能SBR污水处理方法，其特征在于：所述步骤S2和步骤S6中污水池（1）内液位在低位上升至中位过程，酸碱度探头及氧化还原电位探头只反馈数据，不控制设备，作为参考数值并协同控制设备。
9.根据权利要求1所述的一种自动化运行的智能SBR污水处理方法，其特征在于：所述鼓风机（15）运行过程中，污水池（1）处于曝气环境中，混合液悬浮固体浓度计反馈数据，L2SBR控制器（2）控制污泥泵（11）的启停，其他阶段时间，混合液悬浮固体浓度计只反馈数据。
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CN115259360A (zh) * 2022-08-08 2022-11-01 北京国环清华环境工程设计研究院有限公司 一种农村户用sbr污水处理装备的多模式控制方法
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