CN116969552B - 一种一体式污水处理控制调节系统及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及污水处理控制调节技术领域，具体涉及了一种一体式污水处理控制调节系统及其装置。包括反应器，所述反应器上设有进水口、出水口、进气口以及出气口，所述反应器内设有介质阻挡放电装置，所述介质阻挡放电装置电连接有高压电源；所述进水口通过进水管连通污水池，所述进水管上设有污水泵，所述进气口通过进气管连通空气，所述进气管上设有空气泵；所述介质阻挡放电装置包括用作介质阻挡放电的石英管和用作高压电极的不锈钢棒，不锈钢棒与高压电源连接，所述石英管同轴套设在不锈钢棒外，还包括有缠绕在石英管外壁的用作接地电极的导电丝，还包括有套接在石英管外的玻璃管。能够对污水中大分子杂质进行处理，且不会造成二次污染。

Description

一种一体式污水处理控制调节系统及其装置

技术领域

本发明涉及污水处理控制调节技术领域，具体涉及了一种一体式污水处理控制调节系统及其装置。

背景技术

水资源环境保护是现今社会广泛关注的问题，长期以来，人们采用不同技术和方法对污水进行处理，常用的污水处理方法有三大类，其一，采用格栅、过滤、沉淀、气浮、反渗透等物理处理方法进行水污染处理；其二，采用电解、氧化还原、吸附、萃取等化学处理方法。其三，采用活性污泥法、生物膜法、微生物分解等方法将污泥中的有机污染物转化为成无害物质的生物处理方法。其中生物处理方法是处理目前水污染越来越常用的方法。然而，采用现有的污水处理技术进行污水处理存在很多弊端，例如对于污水中的大分子物质的处理，无论是采用现有的哪种方式，都比较难处理。

传统的化学氧化法由于氧化能力差，反应有选择性的原因，往往不能直接达到完全去除有机物降低总有机碳和化学需氧量目的。此外，传统的化学氧化处理方法由于其氧化能力差、且加药处理又会造成水的二次污染，而利用现有的生物处理方法，对可生化性差、相对分子质量从几千到几万的物质处理不力，且生物处理如果对微生物处理不够彻底，还会导致出水水质差等问题。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种一体式污水处理控制调节系统及其装置，能够对污水中大分子杂质进行处理，且不会造成二次污染。

本发明提供的基础方案：一种一体式污水处理装置，包括反应器，所述反应器上设有进水口、出水口、进气口以及出气口，所述反应器内设有介质阻挡放电装置，所述介质阻挡放电装置电连接有高压电源；

所述进水口通过进水管连通污水池，所述进水管上设有污水泵，所述进气口通过进气管连通空气，所述进气管上设有空气泵；

所述介质阻挡放电装置包括用作介质阻挡放电的石英管和用作高压电极的不锈钢棒，不锈钢棒与高压电源连接，所述石英管同轴套设在不锈钢棒外，还包括有缠绕在石英管外壁的用作接地电极的导电丝，还包括有套接在石英管外的玻璃管，所述介质阻挡放电装置有多组，设置在反应器内部。

进一步，所述出气口连通有出气管，上设有两条分支，包括出气管路和循环管路，所述出气管路连通大气，出气管路上设有第一阀门，所述循环管路与进气管连通，循环管路上设有第二阀门。

本发明还公开了一种一体式污水处理控制调节系统，用于控制上述的一种一体式污水处理控制装置，包括检测设备、控制设备以及上位机，所述检测设备包括设于进水口的进水取样检测装置，设于出水口的出水取样检测装置，所述进水取样检测装置用于对进水口处的污水取样检测进水指标，所述出水取样检测装置用于对出水口处的污水取样检测出水指标，所述控制设备包括污水泵和空气泵；

所述上位机包括数据接收模块以及启动控制模块；

数据接收模块，用于接收进水取样检测装置和出水取样检测装置所测得的进水指标以及出水指标；

启动控制模块，用于控制污水泵以及空气泵的启闭；

所述控制设备还包括设于出水口处的出口阀，所述上位机还包括时间设定模块，所述时间设定模块分别与数据接收模块和启动控制模块电信号连接；

时间设定模块，用于根据进水取样检测装置测得的进水指标，设定污水在反应器中污水处理的反应时间；

启动控制模块，还用于在达到反应时间后，控制出口阀开启；

所述进水取样检测装置包括初步污水检测模块和精准污水检测模块；

所述初步污水检测模块包括快速检测仪和通讯模块，所述快速检测仪与通讯模块电连接，所述通讯模块用于将快速检测仪测得的快检指标发送至数据接收模块，所述时间设定模块用于根据快检指标设定第一反应时间，所述第一反应时间为根据快检指标设定的污水进入反应器后的初步反应时间；

所述精准污水检测模块包括取样管，所述取样管一端连通进水管，另一端连通检测机房，所述检测机房内设有精准测定仪器和主机，所述精准测定仪器包括COD测定仪、氨氮测定仪、总氮测定仪以及总磷测定仪，所述主机用于接收精准测定仪器的测定结果，并将精准测定仪器的测定结果发送至数据接收模块；

时间设定模块，还用于根据精准测定仪器的测定结果，设定第二反应时间，所述第二反应时间为根据精准测定仪器的测定结果，设定的污水进入反应器后的精准反应时间；

所述启动控制模块，在测得第一反应时间后，控制电源开启，根据第一反应时间使污水在反应器中反应，并在测得第二反应时间后，判断污水当前在反应器内进行反应的时间是否达到第二反应时间，当达到第二反应时间时，控制出口阀开启。

进一步，所述检测设备还包括设于出气口处的氧气检测装置，所述氧气检测装置用于检测出气口处的氧含量，所述控制设备还包括第一阀门和第二阀门；

启动控制模块，还用于根据出气口处的氧含量控制第一阀门和第二阀门的启闭，当氧气含量高于预设的氧含量阈值时，控制第一阀门关闭，第二阀门开启，当氧气含量低于预设的氧含量阈值时，控制第一阀门开启，第二阀门关闭。

本发明的原理及优点在于：

1.使用时，将污水通过进水口通入反应器，空气通过进气口通入反应器。之后开通介质阻挡放电装置的电源，介质阻挡放电是指在高压电极间加入介质，阻挡放电进一步发展，从而在常温常压下产生需要的大气压低温等离子体，该低温等离子体含有氧化氢、超氧阴离子、羟基自由基等活性离子。同时，本方案中通入空气，空气中的氧气在介质阻挡放电作用下，也产生具有强氧化性的臭氧。羟基自由基具有极高的氧化电位，氧化能力强，与大多数有机污染物都可以发生快速的链式反应，无选择性地把有机物氧化成C0₂、H₂0或矿物盐，且无二次污染。臭氧同样具有很强的氧化性，是目前已知的最强的氧化剂之一，利用其强氧化性的特点，在污水处理中的用途广泛，臭氧可以分解难生物降解的有机物和三致物质，提高污水的可生化性。并且臭氧还能去除污水中的色、嗅、味和酚氯等污染物，改善水质，同时，还可以起到杀菌、降解COD等作用。本方案中，通过在反应器内通过介质阻挡放电装置在污水中进行放电，使反应器内产生臭氧和羟基自由基，由臭氧和羟基自由基的强氧化性，对污水中的污染物进行处理，保证污水完全净化。

2.不同污染程度的污水反应时间不同，首先通过快速检测仪，例如检测试纸、检测溶液等，初步检测出模糊的初步结果，给出模糊的需要进行的反应时间段。在污水进入反应器反应的同时，通过取样管，将污水引入到检测机房内，通过检测机房中的精密仪器进一步检测更加准确的污水数据，在根据检测机房中的检测仪器测得的测定结果，给出精准的反应时间。通过快速检测，先给出一个大致的反应时间，并在污水反应的同时，对污水进行精密的检测，得到更加准确的反应时间，使反应和检测同时进行，提高污水处理的效率。

附图说明

图1为本发明一种一体式污水处理控制调节系统及其装置实施例的结构示意图；

图2为本发明一种一体式污水处理控制调节系统及其装置实施例的中控制调节系统的逻辑框图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的标记包括：反应器1、进水口2、出水口3、进气口4、出气口5、介质阻挡放电装置6。

实施例基本如附图1所示：

一种一体式污水处理装置，包括反应器1，所述反应器1上设有进水口2、出水口3、进气口4以及出气口5。具体如图1所示，进水口2和出气口5分别设于反应器1上端两侧，出水口3和进气口4分别设于反应器1下方两侧。

介质阻挡放电装置6设于反应器1内部。具体的，介质阻挡放电装置6的电极结构设计形式多种多样，本实施例中，选用管线制电极，具体的，介质阻挡放电装置6包括用作介质阻挡放电的石英管和用作高压电极的不锈钢棒，不锈钢棒与高压电源连接，高压电源产生50赫兹，30000V的矩形波交流电。石英管同轴套设在不锈钢棒外，还包括有缠绕在石英管外壁的用作接地电极的导电丝，石英管的内径为11mm，不锈钢棒直径为10mm，还包括有套接在石英管外的玻璃管，玻璃管与石英管之间具有5mm的间隙，此间隙为放电反应区。介质阻挡放电装置6为多组，分布在反应器1内部。

进水口2通过进水管连通污水池，进水管上设有污水泵。进气口4通过进气管连通空气，进气管上设有空气泵。出气口5上设有出气管，出气管上包括两条分支，分别为出气管路和循环管路。出气管连通大气，循环管路与进气管连通。出气管路中设有第一阀门，循环管路中设有第二阀门，出水口3处还设有出口阀。上述阀门在本实施例中均采用电磁阀。

进水口2处设有进水取样检测装置，出水口3处设有出水取样检测装置。出气口5处设有氧气检测装置。进水取样检测装置用于检测进水口2处的进水指标，出水取样检测装置用于检测出水口3处的出水指标，氧气检测装置用于检测出气口5处气体的氧含量。

使用时，将污水通过进水口2通入反应器1，空气通过进气口4通入反应器1。之后开通介质阻挡放电装置6的电源，介质阻挡放电是指在两个高压电极间加入介质，阻挡放电进一步发展，其阻挡介质通常为玻璃、聚四氟乙烯、陶瓷等绝缘材料，本实施例中介质即为石英管。本实施例中，污水与介质阻挡放电装置6的玻璃管外部在反应器1中直接接触，从而使污水在常温常压下产生需要的大气压低温等离子体，该低温等离子体含有氧化氢、超氧阴离子、羟基自由基等活性离子。同时，本方案中通入空气，空气通入到污水中，氧气在介质阻挡放电作用下，也产生具有强氧化性的臭氧。羟基自由基具有极高的氧化电位，氧化能力强，与大多数有机污染物都可以发生快速的链式反应，无选择性地把有机物氧化成C0₂、H₂0或矿物盐，且无二次污染。臭氧同样具有很强的氧化性，是目前已知的最强的氧化剂之一，利用其强氧化性的特点，在污水处理中的用途广泛，臭氧可以分解难生物降解的有机物和三致物质，提高污水的可生化性。并且臭氧还能去除污水中的色、嗅、味和酚氯等污染物，改善水质，同时，还可以起到杀菌、降解COD等作用。

本发明还公开了一种一体式污水处理控制调节系统，包括检测设备、控制设备以及上位机，上位机如图2所示包括启动控制模块、数据接收模块以及时间设定模块，时间设定模块分别与数据接收模块和启动控制模块电信号连接。检测设备包括设于进水口2的进水取样检测装置，设于出水口3的出水取样检测装置，以及出气口5处的氧气检测装置。控制设备包括污水泵、空气泵、出口阀、第一阀门、第二阀门。

启动控制模块，用于控制污水泵和空气泵的开启和关闭。具体的，本实施例中污水泵和空气泵均采用电控泵。上位机包括有控制器，控制器为PLC控制器，通过PLC控制器控制污水泵和空气泵的启闭。控制污水泵开启，向反应器1中注入污水，当反应器1中污水达到一定量时，控制污水泵关闭，并控制电源开启，同时使控制空气泵开启，向反应器1内通入空气。

启动控制模块，还用于根据出气口5处的氧含量控制第一阀门和第二阀门的启闭，当氧气含量高于预设的氧含量阈值时，控制第一阀门关闭，第二阀门开启，当氧气含量低于预设的氧含量阈值时，控制第一阀门开启，第二阀门关闭。在出气口5处检测从反应器1中排出气体的氧气含量，当氧气含量较低时，控制第一阀门开启第二阀门关闭，此时出气管开通，循环管关闭。气体从出气管直接排出。当氧气含量较高时，控制第一阀门关闭，第二阀门开启，此时出气管关闭，循环管开通，气体经过循环管进入进气管之后再次进入到反应器1中反应。

数据接收模块，用于接收进水取样检测装置和出水取样检测装置所测得的进水指标以及出水指标。

时间设定模块，用于根据进水取样检测装置测得的进水指标，设定污水在反应器1中污水处理的反应时间。

启动控制模块，还用于在达到反应时间后，控制出口阀开启。具体的，本实施例中，进水取样检测装置包括有初步污水检测模块和精准污水检测模块。

初步污水检测模块包括有快速检测仪和通讯模块，快速检测仪与通讯模块电连接，本实施例中，通过苯酚水溶液进行快速检测，识别水溶液颜色确定COD（mg/L）的大致含量，通讯模块将得到的快检指标上传给时间设定模块，时间设定模块根据测得的快检指标给出第一反应时间，第一反应时间为根据快检指标设定的污水进入反应器1后的初步反应时间。

精准污水检测模块包括取样管，所述取样管一端连通进水管，另一端连通检测机房，所述检测机房内设有精准测定仪器和主机，所述精准测定仪器包括COD测定仪、氨氮测定仪、总氮测定仪、总磷测定仪以及主机。通过取样管将取得污水样本，送到检测机房，通过检测机房内的精准检测仪器，测得污水样本中各个污染物的准确数据，主机与上位机网络连接，通过主机记录下精准测定仪器的测定结果，并将精准测定仪器的测定结果发送至数据接收模块，时间设定模块接收到精准测定仪器的测定结果后，根据所测得的准确数据给出第二反应时间。第二反应时间为根据精准测定仪器的测定结果，设定的污水进入反应器1后的精准反应时间。

启动控制模块，在测得第一反应时间后，控制高压电源开启，根据第一反应时间使污水在反应器1中反应，并在测得第二反应时间后，判断污水当前在污水反应内进行反应的时间是否达到第二反应时间，当达到第二反应时间时，控制出口阀开启。具体的，由于精准测定需要一定时间，本方案中，精准测定和初步测定同时进行，初步测得快检指标后，便根据快检指标直接设定第一反应时间，控制反应器1中介质阻挡放电装置6立即开启，开始处理污水，此过程中精准测定同时进行。若在第一反应时间内，得到精准测定仪器的测定结果，便得到第二反应时间，由于初步测定的快检指标并不准确，因此设定的第一反应时间也会存在一定误差，当得出第二反应时间后，判断污水开始反应至目前为止的反应时长是否达到第二反应时间，若达到则控制出口阀开启，使污水排出，若未达到则继续反应，直到达到第二反应时间。若是开始反应后的反应时长达到第一反应时间时，仍未得到精准测定仪器的测定结果，则关闭电源，等待精准测定仪器的测定结果，当测定结果出来后，得到第二反应时间，若反应时长达到第二反应时间，则控制出口阀开启，将处理后的污水排出，若是没有达到第二反应时间，则控制电源继续启动，直到达到第二反应时间。

以上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，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。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 (2)

1.一种一体式污水处理控制调节系统，包括一种一体式污水处理装置，所述一体式污水处理装置包括反应器，所述反应器上设有进水口、出水口、进气口以及出气口，所述反应器内设有介质阻挡放电装置，所述介质阻挡放电装置电连接有高压电源；

所述进水口通过进水管连通污水池，所述进水管上设有污水泵，所述进气口通过进气管连通空气，所述进气管上设有空气泵；

所述介质阻挡放电装置包括用作介质阻挡放电的石英管和用作高压电极的不锈钢棒，不锈钢棒与高压电源连接，所述石英管同轴套设在不锈钢棒外，还包括有缠绕在石英管外壁的用作接地电极的导电丝，还包括有套接在石英管外的玻璃管，所述介质阻挡放电装置有多组，设置在反应器内部，所述出气口连通有出气管，上设有两条分支，包括出气管路和循环管路，所述出气管路连通大气，出气管路上设有第一阀门，所述循环管路与进气管连通，循环管路上设有第二阀门；

其特征在于：包括检测设备、控制设备以及上位机，所述检测设备包括设于进水口的进水取样检测装置，设于出水口的出水取样检测装置，所述进水取样检测装置用于对进水口处的污水取样检测进水指标，所述出水取样检测装置用于对出水口处的污水取样检测出水指标，所述控制设备包括污水泵和空气泵；

所述上位机包括数据接收模块以及启动控制模块；

数据接收模块，用于接收进水取样检测装置和出水取样检测装置所测得的进水指标以及出水指标；

启动控制模块，用于控制污水泵以及空气泵的启闭；

所述控制设备还包括设于出水口处的出口阀，所述上位机还包括时间设定模块，所述时间设定模块分别与数据接收模块和启动控制模块电信号连接；

时间设定模块，用于根据进水取样检测装置测得的进水指标，设定污水在反应器中污水处理的反应时间；

启动控制模块，还用于在达到反应时间后，控制出口阀开启；

所述进水取样检测装置包括初步污水检测模块和精准污水检测模块；

所述初步污水检测模块包括快速检测仪和通讯模块，所述快速检测仪与通讯模块电连接，所述通讯模块用于将快速检测仪测得的快检指标发送至数据接收模块，所述时间设定模块用于根据快检指标设定第一反应时间，所述第一反应时间为根据快检指标设定的污水进入反应器后的初步反应时间；

所述精准污水检测模块包括取样管，所述取样管一端连通进水管，另一端连通检测机房，所述检测机房内设有精准测定仪器和主机，所述精准测定仪器包括COD测定仪、氨氮测定仪、总氮测定仪以及总磷测定仪，所述主机用于接收精准测定仪器的测定结果，并将精准测定仪器的测定结果发送至数据接收模块；

时间设定模块，还用于根据精准测定仪器的测定结果，设定第二反应时间，所述第二反应时间为根据精准测定仪器的测定结果，设定的污水进入反应器后的精准反应时间；

所述启动控制模块，在测得第一反应时间后，控制电源开启，根据第一反应时间使污水在反应器中反应，并在测得第二反应时间后，判断污水当前在反应器内进行反应的时间是否达到第二反应时间，当达到第二反应时间时，控制出口阀开启。

2.根据权利要求1所述的一种一体式污水处理控制调节系统，其特征在于：所述检测设备还包括设于出气口处的氧气检测装置，所述氧气检测装置用于检测出气口处的氧含量，所述控制设备还包括第一阀门和第二阀门；

启动控制模块，还用于根据出气口处的氧含量控制第一阀门和第二阀门的启闭，当氧气含量高于预设的氧含量阈值时，控制第一阀门关闭，第二阀门开启，当氧气含量低于预设的氧含量阈值时，控制第一阀门开启，第二阀门关闭。