CN114455755A - 一种智能光伏能源等离子污水处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能光伏能源等离子污水处理系统，包括市电供电系统、光伏供电系统、污水处理系统和智能调控系统，所述市电供电系统分别与污水处理系统、智能调控系统电连接，所述光伏供电系统分别与污水处理系统、智能调控系统电连接，所述智能调控系统用于控制污水处理系统以及调控市电供电系统或光伏供电系统为污水处理系统供电。本发明采用光伏能源和市电相结合的方式为污水处理系统供电，相较于单独市电供电，清洁能源的介入减少了火力发电的需求量，降低了水处理成本。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其是一种智能光伏能源等离子污水处理系统。
背景技术
近年来，低温等离子体因其快速、高效及环境友好等特性，广泛用于水环境污染控制领域。目前，低温等离子体技术已证实能够有效降解水体中的染料、芳香类、酚类、有机氯农药、有机磷农药和全氟辛酸等极难降解的有机污染物。低温等离子体的降解作用主要归功于其液相、气相或气-液混合相放电过程中所产生的化学效应，即·OH、H2O2、O3、·O及·HO2等活性物质的强氧化作用。然而，传统的低温等离子体装置主要靠市电供能，而市电主要靠火力发电供应，大量化石能源消耗给我国环境带来了非常沉重的负担，雾霾与全球变暖等问题都迫切需要解决。此外，传统反应器还存在耗电能高，难以根据所需处理废水浓度实时同步调控电源输出功率，造成了不必要的电能浪费。
因此，本发明提出一种智能光伏能源等离子污水处理系统用以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能光伏能源等离子污水处理系统，以解决上述背景技术所提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种智能光伏能源等离子污水处理系统，包括市电供电系统、光伏供电系统、污水处理系统和智能调控系统，所述市电供电系统分别与污水处理系统、智能调控系统电连接，所述光伏供电系统分别与污水处理系统、智能调控系统电连接，所述智能调控系统用于控制污水处理系统以及调控市电供电系统或光伏供电系统为污水处理系统供电。
进一步的，所述光伏供电系统包括太阳能电板、蓄电池和逆变器，所述光伏供电系统利用太阳能电板发电并通过蓄电池存储最后经逆变器转化为交流电从而给污水处理系统供电。
进一步的，所述污水处理系统包括污水箱、净水箱、水泵、活性炭/UV装置、等离子体反应器、水质检测仪、蠕动泵和选通阀，所述水质检测仪在活性炭/UV装置进水口处和等离子体反应器出水口处各设置一个，所述污水箱中的污水通过水泵流入活性炭/UV装置中经吸附消杀后再流入等离子体反应器中进行反应，所述选通阀通过水管与等离子体反应器输出端连接，所述选通阀分别通过水管与净水箱、蠕动泵的输入端连接，所述蠕动泵的输出端通过水管与污水箱连接。
进一步的，所述智能调控系统包括PLC模块、HMI模块以及交流接触器，所述PLC模块分别与HMI模块、交流接触器电连接，其中：
所述PLC模块用于接收水质检测仪检测到的水质参数，并对活性炭/UV装置中光触媒开启数量、等离子体反应器、选通阀以及交流接触器进行控制；
所述HMI模块用于人机交互；
所述交流接触器用于接收PLC模块的信号，并切换市电供电系统和光伏供电系统为污水处理系统供电。
进一步的，所述PLC模块与水质检测仪之间设有变送器，所述变送器分别与PLC模块、水质检测仪电连接。
进一步的，所述太阳能电板的参数为50W/12V。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明采用光伏能源和市电相结合的方式为污水处理系统供电，相较于单独市电供电，清洁能源的介入减少了火力发电的需求量，降低了水处理成本。
2、本发明通过自主设计的PLC模块，可根据实时监测的入口处废水浓度，进行等离子体反应器功率的实时智能调节，在保证处理效果的前提下避免了无用电能的损耗。同时系统能够智能调控两者供电方式，在太阳能足够维持反应器运行时使用太阳能供电，在太阳能不足时，系统将智能转化为市电供能，实现太阳能和市电的自主切换，方便快捷。
3、本发明设计的PLC模块可以根据处理后的污水参数智能调控污水是流经排放道路还是回流道路，进一步保障了污水处理的质量。
附图说明
图1为本发明的总体模块示意图；
图2为本发明的智能调控系统；
图3为本发明的污水处理流程图；
图4为等离子体反应器输入功率与IBP去除率的关系图；
图5为等离子体反应器输入功率与能量利用效率的关系图。
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。
请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种智能光伏能源等离子污水处理系统，包括市电供电系统、光伏供电系统、污水处理系统和智能调控系统，所述市电供电系统分别与污水处理系统、智能调控系统电连接，所述光伏供电系统分别与污水处理系统、智能调控系统电连接，所述智能调控系统用于控制污水处理系统以及调控市电供电系统或光伏供电系统为污水处理系统供电。
优选的，所述光伏供电系统包括太阳能电板、蓄电池和逆变器，所述光伏供电系统利用太阳能电板发电并通过蓄电池存储最后经逆变器转化为交流电从而给污水处理系统供电。
优选的，所述污水处理系统包括污水箱、净水箱、水泵、活性炭/UV装置、等离子体反应器、水质检测仪、蠕动泵和选通阀，所述水质检测仪在活性炭/UV装置进水口处和等离子体反应器出水口处各设置一个，所述污水箱中的污水通过水泵流入活性炭/UV装置中经吸附消杀后再流入等离子体反应器中进行反应，所述选通阀通过水管与等离子体反应器输出端连接，所述选通阀分别通过水管与净水箱、蠕动泵的输入端连接，所述蠕动泵的输出端通过水管与污水箱连接。
优选的， 所述智能调控系统包括PLC模块、HMI模块以及交流接触器，所述PLC模块分别与HMI模块、交流接触器电连接，其中：
所述PLC模块用于接收水质检测仪检测到的水质参数，并对活性炭/UV装置中光触媒开启数量、等离子体反应器、选通阀以及交流接触器进行控制；
所述HMI模块用于人机交互；
所述交流接触器用于接收PLC模块的信号，并切换市电供电系统和光伏供电系统为污水处理系统供电。
优选的，所述PLC模块与水质检测仪之间设有变送器，所述变送器分别与PLC模块、水质检测仪电连接。
优选的，所述太阳能电板的参数为50W/12V。
工作原理：
该系统用50 W/12 V太阳能板进行供电，并连接蓄电池后传输给逆变器将输出的12V直流电压转变为高频的高压交流电，对系统进行供能，此项供能方式无噪声、无污染、可靠性高，是一种绿色新能源供能方式。若遇到无法使用太阳能板或所处理污水浓度过高负载功率需求高的情况下，则设备会自主通过交流接触器切换至市电供能， 在保证供能的情况下能使设备持续运行。处理流程部分是先将污水进行各项水质指标（TOC,COD,氨氮等）检测，通过A/D进行数据采集，但由于A/D只能采集4-20 mA的电信号，于是运用变送器将电信号转换为0-100 mA，再将电信号通过HMI转换为直观数据，再通过PLC模块进行编程后设置参数，进行电源的分配，经实验测试随着等离子体反应器输入功率的提高，污水中IBP去除率提高，但能量效率出现一定程度的下降，PLC模块可以根据废水浓度对活性炭/UV装置中光触媒开启数量以及等离子体反应器反应功率进行智能调节，从而在保证污水处理效果的情况下避免能量的浪费。然后通过蠕动泵使得污水流动，逐步经过活性炭吸附，光触媒催化降解，最后经过等离子体反应器进行复合高级氧化处理，最终处理过后的污水进行水质指标检测是否达到国家排放标准，若达到国标则可直接排放，若未达到排放标准则通过蠕动泵泵送至初始步骤进行循环处理直至达到国标。这一过程由水质检测仪反馈水质参数给PLC模块，PLC模块智能调控实现。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
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 (6)
1.一种智能光伏能源等离子污水处理系统，其特征在于，包括市电供电系统、光伏供电系统、污水处理系统和智能调控系统，所述市电供电系统分别与污水处理系统、智能调控系统电连接，所述光伏供电系统分别与污水处理系统、智能调控系统电连接，所述智能调控系统用于控制污水处理系统以及调控市电供电系统或光伏供电系统为污水处理系统供电。
2.根据权利要求1所述的一种智能光伏能源等离子污水处理系统，其特征在于，所述光伏供电系统包括太阳能电板、蓄电池和逆变器，所述光伏供电系统利用太阳能电板发电并通过蓄电池存储最后经逆变器转化为交流电从而给污水处理系统供电。
3.根据权利要求1所述的一种智能光伏能源等离子污水处理系统，其特征在于：所述污水处理系统包括污水箱、净水箱、水泵、活性炭/UV装置、等离子体反应器、水质检测仪、蠕动泵和选通阀，所述水质检测仪在活性炭/UV装置进水口处和等离子体反应器出水口处各设置一个，所述污水箱中的污水通过水泵流入活性炭/UV装置中经吸附消杀后再流入等离子体反应器中进行反应，所述选通阀通过水管与等离子体反应器输出端连接，所述选通阀分别通过水管与净水箱、蠕动泵的输入端连接，所述蠕动泵的输出端通过水管与污水箱连接。
4.根据权利要求1或3所述的一种智能光伏能源等离子污水处理系统，其特征在于：所述智能调控系统包括PLC模块、HMI模块以及交流接触器，所述PLC模块分别与HMI模块、交流接触器电连接，其中：
所述PLC模块用于接收水质检测仪检测到的水质参数，并对活性炭/UV装置中光触媒开启数量、等离子体反应器、选通阀以及交流接触器进行控制；
所述HMI模块用于人机交互；
所述交流接触器用于接收PLC模块的信号，并切换市电供电系统和光伏供电系统为污水处理系统供电。
5.根据权利要求4所述的一种智能光伏能源等离子污水处理系统，其特征在于：所述PLC模块与水质检测仪之间设有变送器，所述变送器分别与PLC模块、水质检测仪电连接。
6.根据权利要求2所述的一种智能光伏能源等离子污水处理系统，其特征在于：所述太阳能电板的参数为50W/12V。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220510 |
|
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