CN116199329A - 污水处理智慧监测和控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供污水处理智慧监测和控制装置，包括污水处理系统智慧控制装置、原水智慧监测装置、生化智慧监测装置、供氧装置、加药装置及排泥装置，所述污水处理系统智慧控制装置包括PLC处理器和物联网模块。本发明的污水处理智慧监测和控制装置将自动化监测类仪器仪表和可编程逻辑控制器进行有机结合，合理的应用到污水处理系统当中，以达到污水处理系统实现全面自动化运行的目标，针对原水水质和水量的变化和波动进行合理自动的调整，降低污水处理系统能耗和运营期间人工费用，以及避免操作人员专业素质差和人为误操作等原因产生的不良损失。

Description

污水处理智慧监测和控制装置
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体为污水处理智慧监测和控制装置。
背景技术
农村污水受多方面因素的影响较大，导致农村污水处理站水质和水量不稳定、占地面积大、运行成本高等问题，目前农村污水处理主要包括原水调节装置、序批式活性污泥反应装置、污水生态处理装置及设备间及附属装置，然而现有的农村污水处理自动化程度低、智能化程度低，容易出现水质水量超出设备处理能力造成系统崩溃和水质水量远低于设备处理能力造成资源浪费的现象。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了污水处理智慧监测和控制装置，解决了污水处理过程中自动化程度低的问题，降低污水处理系统能耗和运营期间人工费用，以及避免操作人员专业素质差和人为误操作等原因产生的不良损失。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：污水处理智慧监测和控制装置，包括污水处理系统智慧控制装置、原水智慧监测装置、生化智慧监测装置、供氧装置、加药装置及排泥装置，所述污水处理系统智慧控制装置包括PLC处理器和物联网模块，所述原水智慧监测装置设于原水调节装置内，包括第一水量监测装置和第一水质监测装置，所述生化智慧监测装置位于序批式活性污泥反应装置内，所述生化智慧监测装置包括第二水量监测装置和第二水监测测装置。
优选的，所述PLC处理器与原水智慧监测装置、生化智慧监测装置、供氧装置、加药装置及排泥装置电性连接，所述物联网模块与移动设备电性连接。
优选的，所述第一水量监测装置包括第一液位监测仪，所述第一水质监测装置包括第一COD智能快速监测仪、第一氨氮智能快速监测仪、第一总磷智能快速监测仪及第一PH智能快速监测仪。
优选的，所述第二水量监测装置包括第二液位监测仪，所述第二水监测测装置包括第二COD智能快速监测仪、第二氨氮智能快速监测仪、第二总磷智能快速监测仪、第二PH智能快速监测仪、溶解氧快速监测仪、污泥浓度快速监测仪、ORP快速监测仪、硝氮快速监测仪。
优选的，所述供氧装置位于序批式活性污泥反应装置内，根据PLC处理器指令向序批式活性污泥反应装置内污水提供氧气。
优选的，所述加药装置位于序批式活性污泥反应装置内置内，根据PLC处理器指令向序批式活性污泥反应装置提供反应药物。
优选的，所述排泥装置位于序批式活性污泥反应装置内置内，根据PLC处理器指令排出序批式活性污泥反应装置内的沉淀物。
工作原理：使用时，污水原水依次经过原水调节装置、序批式活性污泥反应装置及污水生态处理装置进行过滤反应，在污水处理过程中，原水智慧监测装置监测原水调节装置内水量及水质，生化智慧监测装置监测序批式活性污泥反应装置内的水量及水质，并将监测信息传递到PLC处理器，PLC处理器将接受到的监测数据与设定数值进行对比，从而控制污水处理设备的处理模式及供氧装置的供氧量，加药装置的加药量及排泥量和排泥时间。
(三)有益效果
本发明提供了污水处理智慧监测和控制装置。具备以下有益效果：
本发明的污水处理智慧监测和控制装置，将自动化监测类仪器仪表和可编程逻辑控制器进行有机结合，合理的应用到污水处理系统当中，以达到污水处理系统实现全面自动化运行的目标，针对原水水质和水量的变化和波动进行合理自动的调整，降低污水处理系统能耗和运营期间人工费用，以及避免操作人员专业素质差和人为误操作等原因产生的不良损失。
附图说明
图1为本发明的原理图。
其中，110、污水处理系统智慧控制装置；120、原水智慧监测装置；130、生化智慧监测装置；140、供氧装置；150、加药装置；160、排泥装置。
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。
如图1所示，本发明实施例提供污水处理智慧监测和控制装置，包括污水处理系统智慧控制装置110、原水智慧监测装置120、生化智慧监测装置130、供氧装置140、加药装置150及排泥装置160，污水处理系统智慧控制装置110包括PLC处理器和物联网模块，原水智慧监测装置120设于原水调节装置内，包括第一水量监测装置和第一水质监测装置，生化智慧监测装置130位于序批式活性污泥反应装置内，生化智慧监测装置130包括第二水量监测装置和第二水监测测装置。
PLC处理器与原水智慧监测装置120、生化智慧监测装置130、供氧装置140、加药装置150及排泥装置160电性连接，物联网模块与移动设备电性连接，PLC处理器接受原水智慧监测装置120监测的水质水量信息并与设定值进行对比，根据对比结果以设计处理水量的80％、65％、50％的模式运行设备，PLC处理器接受生化智慧监测装置130的监测信息并与设定值进行对比，从而控制供氧装置140、加药装置150及排泥装置160的运行，物联网模块与移动设备电性连接实现污水处理设备的远程控制。
第一水量监测装置包括第一液位监测仪，第一水质监测装置包括第一COD智能快速监测仪、第一氨氮智能快速监测仪、第一总磷智能快速监测仪及第一PH智能快速监测仪，原水智慧监测装置120用于监测原水调节装置水质水量信息并将其传递到PLC处理器。
第二水量监测装置包括第二液位监测仪，第二水监测测装置包括第二COD智能快速监测仪、第二氨氮智能快速监测仪、第二总磷智能快速监测仪、第二PH智能快速监测仪、溶解氧快速监测仪、污泥浓度快速监测仪、ORP快速监测仪、硝氮快速监测仪，生化智慧监测装置130用于监测序批式活性污泥反应装置内污水的水量和水质信息并将其传递到PLC处理器。
供氧装置140位于序批式活性污泥反应装置内，PLC处理器指令向序批式活性污泥反应装置内污水提供氧气，供氧装置140通过风机运行将空气导入序批式活性污泥反应装置内，使污水中的微生物生长分解污水中的有机物，具体控制步骤如下：①通过生化智慧监测装置130内的溶解氧快速监测仪实时监测序批式活性污泥反应装置内污水的溶解氧指标并传输至PLC处理器中；②PLC处理器实时收集溶解氧智能快速监测仪反映数值，通过预先设置的控制逻辑，调整供氧装置140的输出从而调整供氧量；③供氧装置140的输出功率的变化，进而控制反应装置中污水溶解氧指标；④PLC再次通过溶解氧智能快速监测仪对反应装置进行测定。以验证调整结果是否达到预先设计要求，四个步骤周而复始，每步骤运行和验证周期为15min，控制溶解氧浓度的范围根据水质和处理水量的不同，设定为0.5-8mg/L之间。
加药装置150位于序批式活性污泥反应装置内置内，根据PLC处理器指令向序批式活性污泥反应装置提供反应药物，加药装置150将反应药物投入到序批式活性污泥反应装置中与污水反应，从而调节污水的pH值、SS、余氯、COD、总磷等污染物指标，具体控制步骤如下：①生化智慧监测装置130实时监测反应装置中硝氮指标，实时传输至PLC中；②PLC实时收集生化智慧监测装置130反映数值，通过预先设置的控制逻辑，调整加药装置150的输出以控制加药量；③加药装置150的加药量变化，进而控制污水指标达到设计范围之内；④PLC再次通过生化智慧监测装置130进行测定，以验证加药量是否达到预先设计要求。四个步骤周而复始，每步骤运行和验证周期为10min，一般反应装置中生化反应的COD和氨氮营养指标控制在150-200:5范围内。
排泥装置160位于序批式活性污泥反应装置内置内，根据PLC处理器指令排出序批式活性污泥反应装置内的沉淀物，具体控制步骤如下：①通过生化智慧监测装置130实时监测反应装置中污水的污泥浓度指标，实时传输至PLC中；②PLC实时收集污泥浓度智能快速监测仪反映指标数值，通过预先设置的控制逻辑，调整排泥装置160的运行时间及供氧装置140的输出；③供氧装置140输出的变化以及排泥装置160的运行引起的污泥减少，进而控制反应装置中污水中污泥浓度指标；④PLC再次通过生化智慧监测装置130对反应装置进行测定，以验证调整结果是否达到预先设计要求。四个步骤周而复始，每步骤运行和验证周期为3h，控制污泥浓度浓度的范围根据水质和处理水量的不同，设定为2000-5000mg/L之间。
还可以通过PLC处理器控制供热装置和通风装置，确保反应装置中污泥微生物和生态处理工艺中水生植物稳定生长，达到污水处理系统正常运行且保持有效的污染物降解效率等，该处没有做具体说明。
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。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个引用结构”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
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 (7)

1.污水处理智慧监测和控制装置，包括污水处理系统智慧控制装置(110)、原水智慧监测装置(120)、生化智慧监测装置(130)、供氧装置(140)、加药装置(150)及排泥装置(160)，所述污水处理系统智慧控制装置(110)包括PLC处理器和物联网模块，所述原水智慧监测装置(120)设于原水调节装置内，包括第一水量监测装置和第一水质监测装置，所述生化智慧监测装置(130)位于序批式活性污泥反应装置内，所述生化智慧监测装置(130)包括第二水量监测装置和第二水监测测装置。
2.根据权利要求1所述的污水处理智慧监测和控制装置，其特征在于：所述PLC处理器与原水智慧监测装置(120)、生化智慧监测装置(130)、供氧装置(140)、加药装置(150)及排泥装置(160)电性连接，所述物联网模块与移动设备电性连接。
3.根据权利要求1所述的污水处理智慧监测和控制装置，其特征在于：所述第一水量监测装置包括第一液位监测仪，所述第一水质监测装置包括第一COD智能快速监测仪、第一氨氮智能快速监测仪、第一总磷智能快速监测仪及第一PH智能快速监测仪。
4.根据权利要求1所述的污水处理智慧监测和控制装置，其特征在于：所述第二水量监测装置包括第二液位监测仪，所述第二水监测测装置包括第二COD智能快速监测仪、第二氨氮智能快速监测仪、第二总磷智能快速监测仪、第二PH智能快速监测仪、溶解氧快速监测仪、污泥浓度快速监测仪、ORP快速监测仪、硝氮快速监测仪。
5.根据权利要求1所述的污水处理智慧监测和控制装置，其特征在于：所述供氧装置(140)位于序批式活性污泥反应装置内，根据PLC处理器指令向序批式活性污泥反应装置内污水提供氧气。
6.根据权利要求1所述的污水处理智慧监测和控制装置，其特征在于：所述加药装置(150)位于序批式活性污泥反应装置内置内，根据PLC处理器指令向序批式活性污泥反应装置提供反应药物。
7.根据权利要求1所述的污水处理智慧监测和控制装置，其特征在于：所述排泥装置(160)位于序批式活性污泥反应装置内置内，根据PLC处理器指令排出序批式活性污泥反应装置内的沉淀物。
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