CN117049709B - 一种监测与诊断一体化联动污水处理系统和方法 - Google Patents
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Abstract
一种监测与诊断一体化联动污水处理系统和方法，该系统包括控制系统、调节池、生化处理模块和人工湿地处理模块，控制系统包括动态监测模块和专家诊断模块，动态监测模块用于监测调节池中的水质水量数据，专家诊断模块用于根据水质水量数据匹配相应的专家处理模式和确定相应的处理措施，调节池与生化处理模块和人工湿地处理模块的连接可调控，其中，控制系统根据专家诊断模块的诊断结果，控制将调节池仅连接生化处理模块与人工湿地处理模块其中之一，或串联连接生化处理模块与人工湿地处理模块，或串联连接人工湿地处理模块与生化处理模块。该系统可实现村镇污水的智慧检测‑诊断‑精准治理一体化，有效解决村镇污水水质、水量波动大等问题。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理，特别是涉及一种监测与诊断一体化联动污水处理系统和方法。
背景技术
智慧水务是将新一代水务技术与信息技术的深度融合，通过互联网技术设备来自动收集水压、水量、流速、水质等数据，并通过无线或者有线数据传输技术实时将数据发送给信息平台，在大数据处理技术支持下完成数据收集、分析和决策的可视化，实现污水处理的数据资源化、决策智慧化、控制智能化、管理精准化等优势，能够保证水务的高效安全运行。现有智慧水务技术主要集中在数据感知、数据集成、应用仿真及核心功能技术的研究，例如，水网分区、水网故障检测、水量预测、水资源优化调节等方面。然而，村镇生活污水面临着水质水量波动大，人为管理成本高等问题，如何在村镇生活污水处理过程中利用智慧水务来有效地解决上述问题，仍然面临着很大的挑战。
需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本发明的主要目的在于克服上述背景技术的缺陷，提供一种监测与诊断一体化联动污水处理系统和方法，能够实现村镇污水的智慧检测-诊断-精准治理一体化。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种监测与诊断一体化联动污水处理系统，包括控制系统、调节池、生化处理模块和人工湿地处理模块，所述控制系统包括动态监测模块和专家诊断模块，所述动态监测模块用于监测所述调节池中的水质水量数据，所述专家诊断模块用于根据所述水质水量数据匹配相应的专家处理模式和确定相应的处理措施，所述调节池与所述生化处理模块和所述人工湿地处理模块的连接可调控，其中，所述控制系统根据所述专家诊断模块的诊断结果，控制将所述调节池仅连接所述生化处理模块与所述人工湿地处理模块其中之一，或依序串联连接所述生化处理模块与所述人工湿地处理模块，或依序串联连接所述人工湿地处理模块与所述生化处理模块，从而实现监测与诊断一体化联动污水处理。
进一步地：
所述生化处理模块包括A2O处理池和沉淀池，所述A2O处理池中进行曝气及加药除磷处理；所述人工湿地处理模块设置有磷快吸附-缓释放填料。
所述控制系统根据溶解氧探头的实时监测数据，控制所述A2O处理池中的曝气装置实时单位时间内的曝气量；所述曝气装置的曝气口采用海绵状结构以产生微球形气泡，进行微曝气处理。
所述控制系统根据总磷探头的实时监测数据，联合温度、pH、水量、微生物活性和污水总磷含量的关系，采用数据拟合和双向计算得到污水处理过程中投药量计算模型，用以控制投药量。
所述水质水量数据包括COD浓度、氨氮浓度、总磷浓度和悬浮物SS浓度、溶解氧浓度以及流速中的一种或多种。
所述控制系统配置成：当监测到COD浓度高而氮磷浓度低时，控制串联所述生化处理模块与所述人工湿地处理模块进行处理；当监测到COD浓度低而氮磷浓度高时，控制反向串联所述人工湿地处理模块与所述生化处理模块进行处理；当监测到COD浓度和氮磷浓度及其比例适宜时，控制由所述生化处理模块单独进行处理；当监测到COD浓度、氨氮浓度和总磷浓度均低时，控制由所述人工湿地处理模块单独进行处理；其中所述浓度低、所述浓度高和所述比例适宜均对应于预定义的浓度范围和比例范围。
具体地，所述COD浓度高而氨氮浓度和总磷浓度低是指COD浓度>200mg/L、氨氮浓度<25mg/L、总磷浓度<2.0mg/L，所述COD浓度低而氨氮浓度和总磷浓度高是指COD浓度<100mg/L、氨氮浓度>40mg/L、总磷浓度>5.0mg/L，所述COD浓度、氨氮浓度和总磷浓度及其比例适宜是指COD浓度为100-200mg/L、氨氮浓度为25-40mg/L、总磷浓度为3.0-5.0mg/L，所述COD浓度、氨氮浓度和总磷浓度均低是指COD浓度<100mg/L、氨氮浓度<25mg/L、总磷浓度<2.0mg/L。
所述比例适宜是指碳氮磷比值约为100：5：1。
所述控制系统包括流量调节单元，流量调节的过程包括基于频率跟随模式的初步调试阶段、基于流量调节模式的中后期养菌阶段、以及进行自学习流量调节的稳定运行后阶段。
所述控制系统基于云服务器，实现远程的数据通信、处理和控制。
一种监测与诊断一体化联动污水处理方法，使用所述的监测与诊断一体化联动污水处理系统，其中，所述动态监测模块监测所述调节池中的水质水量数据，所述专家诊断模块根据所述水质水量数据匹配相应的专家处理模式和确定相应的处理措施，所述调节池与所述生化处理模块和所述人工湿地处理模块的连接可调控，其中，所述控制系统根据所述专家诊断模块的诊断结果，控制将所述调节池仅连接所述生化处理模块与所述人工湿地处理模块其中之一，或依序串联连接所述生化处理模块与所述人工湿地处理模块，或依序串联连接所述人工湿地处理模块与所述生化处理模块，从而实现监测与诊断一体化联动污水处理。
本发明具有如下有益效果：
本发明针对村镇生活污水处理系统水质、水量波动大，人为管理成本高等问题，提供了一种污水处理过程中智慧监测与专家诊断一体化的监测与诊断一体化联动污水处理系统，该系统通过污水水质水量在线监测与专家诊断，依据水质水量相应地将污水送入高负荷生化处理模块或低负荷人工湿地处理模块进行处理，或是将两者依序串联进行污水处理，实现村镇污水的智慧检测-诊断-精准治理一体化，能够有效解决村镇污水水质、水量波动大，人为管理成本高等问题。
本发明实施例中的其他有益效果将在下文中进一步述及。
附图说明
图1为本发明实施例的监测与诊断一体化联动污水处理系统的结构框图。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式做详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接既可以是用于固定作用也可以是用于耦合或连通作用。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本发明实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
参阅图1，本发明实施例提供一种监测与诊断一体化联动污水处理系统，包括控制系统、调节池(如格栅池)、生化处理模块和人工湿地处理模块，所述控制系统包括动态监测模块和专家诊断模块，所述动态监测模块用于监测所述调节池中的水质水量数据，所述专家诊断模块用于根据所述水质水量数据匹配相应的专家处理模式和确定相应的处理措施，所述调节池与所述生化处理模块和所述人工湿地处理模块的连接可调控，其中，所述控制系统根据所述专家诊断模块的诊断结果，控制将所述调节池仅连接所述生化处理模块与所述人工湿地处理模块其中之一(如图1所示)，或依序串联连接所述生化处理模块与所述人工湿地处理模块，或依序串联连接所述人工湿地处理模块与所述生化处理模块(未图示串联连接)，从而实现监测与诊断一体化联动污水处理。
图1中示出了本发明实施例中的所述控制系统可根据所述专家诊断模块的诊断结果，控制将所述调节池切换连接到所述生化处理模块与所述人工湿地处理模块其中之一的模块化连接框图。本领域技术人员可以理解，可以通过常规的管路闸门通断/多管路切换以及冗余管路连接技术来实现四种不同连接方式之间的可控切换，包括：将所述调节池选通连接所述生化处理模块与所述人工湿地处理模块其中之一，所述生化处理模块与所述人工湿地处理模块相对于调节池的依次串联，以及前二者的反向串联，本发明对于具体的连接形式不加以赘述。此外，本发明实施例的调节池可以不止一个，也可以设置多个生化处理模块和多个人工湿地处理模块。
所述动态监测模块监测的所述水质水量数据可以包括COD浓度、氨氮浓度、总磷浓度和悬浮物SS浓度、溶解氧浓度以及流速中的一种或多种。
在一个优选的实施例中，所述控制系统配置成：当监测到COD浓度高而氮磷浓度低时，控制串联所述生化处理模块与所述人工湿地处理模块进行处理；当监测到COD浓度低而氮磷浓度高时，控制反向串联所述人工湿地处理模块与所述生化处理模块进行处理；当监测到COD浓度和氮磷浓度及其比例适宜时，控制由所述生化处理模块单独进行处理；当监测到COD浓度、氨氮浓度和总磷浓度均低时，控制由所述人工湿地处理模块单独进行处理；其中所述低、所述高和所述适宜均对应于预定义的适当浓度范围和比例范围。
参阅图1，本发明实施例还提供一种监测与诊断一体化联动污水处理方法，使用所述的监测与诊断一体化联动污水处理系统，在运行过程中，所述动态监测模块监测所述调节池中的水质水量数据，所述专家诊断模块根据所述水质水量数据匹配相应的专家处理模式和确定相应的处理措施，所述调节池与所述生化处理模块和所述人工湿地处理模块的连接可调控，其中，所述控制系统根据所述专家诊断模块的诊断结果，控制将所述调节池仅连接所述生化处理模块与所述人工湿地处理模块其中之一，或串联连接所述生化处理模块与所述人工湿地处理模块，或串联连接所述人工湿地处理模块与所述生化处理模块，从而实现监测与诊断一体化联动污水处理。
本发明实施例的系统和方法通过污水水质水量在线监测与专家诊断，依据水质水量相应地将污水送入高负荷生化处理模块或低负荷人工湿地处理模块进行处理，或是将两者依序串联或反向串联进行污水处理，实现村镇污水的智慧检测-诊断-精准治理一体化，能够有效解决村镇污水水质、水量波动大，人为管理成本高。
以下进一步描述本发明具体实施例。
如图1所示，在一些实施例中，一种智慧监测与专家诊断一体化联动式污水处理系统，可包括格栅池、智能控制系统、生化处理模块、人工湿地处理模块及应急处理模块。
在一些实施例中，所述智能控制系统可包括智慧云平台、动态监测模块、专家诊断模块。
其中，所述智慧云平台可包括控制云服务器、授权远程控制设备、流量智能调节单元、IO配置单元、周边配置单元、设备状态单元等。其中控制云服务器是通过网络接收来自所述加远传模块的污水处理系统的数据；授权远程控制设备是通过网络实时读取所述控制云服务器内的数据，并实时推送给用户；流量智能调节单元是用于保持污水处理池进水流量稳定在要求的数值，当液位计显示为高液位时，启动水泵和消毒器，流量调节开始，流量调节包括初步调试阶段(频率跟随模式)、中后期养菌阶段(流量调节模式)、稳定运行后阶段(自学习流量调节)；IO配置单元是用于配置系统的通讯接口；周边配置单元是用于根据污水处理池的监控进行报警和排放；设备状态单元是通过云平台能够检测到设备的运行状态，判断设备运行情况。
其中，所述动态监测模块可包括水质监测单元、泵站监测单元、水质数据采集单元及通讯设备单元。其中水质监测单元是污水进入格栅之后在每一个处理池都放入相应的感应探头，包括进水传感器、预处理传感器和出水传感器，来测定水质水量数据，例如监测溶解氧、流速、总磷、总氮、COD实时浓度变化，并收集数据，将数据通过污水处理厂的通讯设备传输至智慧云平台中保存。泵站监测单元主要由污水泵站水位传感器和污水泵站流量传感器用来监测污水本站进出水流量及水位变化等信息。水质数据采集单元是根据水质监测单元监测到相关数据通过设备传感器将相关实时数据传输给云平台数据库保存备案，如果出水水质超出预设定值将出现警报现象。通讯设备单元是对动态监测数据进行收集和传输。
其中，所述专家诊断模块可依据进水水质COD、氨氮、总磷和SS等数据设定多种配套专家模式：依据动态监测模块测定相关水质数据，智慧云平台将匹配相应专家处理模式，配套选择相应的处理措施。
如表1所示，在一个优选的实施例中，依据进水水质COD、氨氮、总磷TP和SS等数据设定四种配套专家模式，第一种模式，有机物浓度高，氮磷浓度低，用生化系统去除有机物，为了提高出水氮磷去除率，云平台发出相关指令，控制串联生化模块+人工湿地处理模块；第二种模式，有机物浓度低，氮磷浓度高，专家诊断为了避免氮磷去除不完全，云平台发出相关指令，控制反向串联人工湿地处理模块+生化模块；第三种模式，有机物、氮磷浓度较低，比值接近100：5：1，云平台发出相关指令控制单独选通生化模块；第四种模式，有机物、氮磷浓度很低，只需进行生态湿地的处理就可实现所有污染物的去除，云平台发出相关指令控制单独选通人工湿地处理模块。
表1
根据智能专家诊断，将高浓度村镇生活污水流入生化处理模块进行处理，云平台采取相关指令之后将流入生化处理模块。生化处理模块中全过程采用一体化污水处理智能控制系统，其中主要包括智能曝气及加药除磷。
污水处理过程中，云平台依据前端溶解氧探头实时监测数据，以生化处理过程中理论需氧量及生化处理模块处理水量，采用“前预测+微曝气模型+后反馈”的多级曝气控制模式，计算出实时单位时间内曝气量，实现所需气量整好满足曝气量，在提高污水处理厂水质标准稳定性，实现节能降耗。同时在节能降耗方面采用微曝气处理模式，曝气口采用海绵状，提供微球形气泡，提高气泡与水接触面积，进而提高气体利用率，达到节能降耗的目的。
在污水处理过程中，云平台依据前端总磷探头实时监测数据，联合温度、pH、水量、微生物活性和污水总磷含量的关系，采用数据拟合和双向计算得到污水处理过程中投药量计算模型，再通过云平台将相关投药量反馈给控制设备，实现药剂投加智能化、精准化、自动化。在污水处理过程中，基于云平台的控制系统可以通过监测温度、pH、水量、微生物活性和污水总磷含量等参数，来联合分析这些参数之间的关系。这些关系可以通过数据拟合和双向计算得到，并根据得到的模型来控制投药量。具体而言，可以采用如下步骤：收集数据：收集不同类型除磷剂在不同温度、pH、水量、微生物活性和污水总磷含量下的投药量和处理效果数据。数据拟合：采用数学方法对这些数据进行拟合，找出各个参数之间的关系。可以采用多元线性回归、神经网络等方法进行拟合。双向计算：根据拟合得到的关系，采用双向计算的方法，即根据当前的温度、pH、水量、微生物活性和污水总磷含量，计算出所需的投药量，并根据实际的投药量和处理效果进行反馈调整。得到投药量计算模型：通过多次迭代和优化，可以得到适用于不同类型的除磷剂的投药量计算模型。
根据智能专家诊断，将低浓度村镇生活污水流入人工湿地处理模块，人工湿地处理模块处理低浓度村镇污水，节省能源消耗。在人工湿地处理模块中设置磷快吸附-缓释放填料，实现污水中磷的快速去除，后期通过缓释作用为人工湿地处理模块中植物生长提高磷素的作用。
所述应急处理模块可包括抢修模块和设备检查模块，其中设备检查模块主要是通过实时监测模块反馈数据，云平台通过数据波动性和合理性判断运行设备是否出现故障，如判断设备出现故障，云平台将从设备管理模块中调出设备故障相关信息，同时采取应急措施使用备用设备和通知维修人员。
本发明的背景部分可以包含关于本发明的问题或环境的背景信息，而不一定是描述现有技术。因此，在背景技术部分中包含的内容并不是申请人对现有技术的承认。
以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。在本说明书的描述中，参考术语“一种实施例”、“一些实施例”、“优选实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。尽管已经详细描述了本发明的实施例及其优点，但应当理解，在不脱离专利申请的保护范围的情况下，可以在本文中进行各种改变、替换和变更。
Claims (8)
1.一种监测与诊断一体化联动污水处理系统，其特征在于，包括控制系统、调节池、生化处理模块和人工湿地处理模块，所述控制系统包括动态监测模块和专家诊断模块，所述动态监测模块用于监测所述调节池中的水质水量数据，所述专家诊断模块用于根据所述水质水量数据匹配相应的专家处理模式和确定相应的处理措施，所述调节池与所述生化处理模块和所述人工湿地处理模块的连接可调控，其中，所述控制系统根据所述专家诊断模块的诊断结果，控制将所述调节池仅连接所述生化处理模块与所述人工湿地处理模块其中之一，或依序串联连接所述生化处理模块与所述人工湿地处理模块，或依序串联连接所述人工湿地处理模块与所述生化处理模块，从而实现监测与诊断一体化联动污水处理；
其中，所述水质水量数据包括COD浓度、氨氮浓度和总磷浓度；所述控制系统配置成：当监测到COD浓度高而氨氮浓度和总磷浓度低时，控制串联所述生化处理模块与所述人工湿地处理模块进行处理；当监测到COD浓度低而氨氮浓度和总磷浓度高时，控制反向串联所述人工湿地处理模块与所述生化处理模块进行处理；当监测到COD浓度、氨氮浓度和总磷浓度及其比例适宜时，控制由所述生化处理模块单独进行处理；当监测到COD浓度、氨氮浓度和总磷浓度均低时，控制由所述人工湿地处理模块单独进行处理；其中所述浓度低、所述浓度高和所述比例适宜均对应于预定义的浓度范围和比例范围。
2.如权利要求1所述的监测与诊断一体化联动污水处理系统，其特征在于，所述生化处理模块包括A2O处理池和沉淀池，所述A2O处理池中进行曝气及加药除磷处理；所述人工湿地处理模块设置有磷快吸附-缓释放填料。
3.如权利要求2所述的监测与诊断一体化联动污水处理系统，其特征在于，所述控制系统根据溶解氧探头的实时监测数据，控制所述A2O处理池中的曝气装置实时单位时间内的曝气量；所述曝气装置的曝气口采用海绵状结构以产生微球形气泡，进行微曝气处理。
4.如权利要求1所述的监测与诊断一体化联动污水处理系统，其特征在于，所述COD浓度高而氨氮浓度和总磷浓度低是指COD浓度>200mg/L、氨氮浓度<25mg/L、总磷浓度<2.0mg/L，所述COD浓度低而氨氮浓度和总磷浓度高是指COD浓度<100 mg/L、氨氮浓度>40 mg/L、总磷浓度>5.0mg/L，所述COD浓度、氨氮浓度和总磷浓度及其比例适宜是指COD浓度为100-200 mg/L、氨氮浓度为25-40mg/L、总磷浓度为3.0-5.0mg/L，所述COD浓度、氨氮浓度和总磷浓度均低是指COD浓度<100mg/L、氨氮浓度<25mg/L、总磷浓度<2.0 mg/L。
5.如权利要求4所述的监测与诊断一体化联动污水处理系统，其特征在于，所述比例适宜是指碳氮磷的浓度比值为100：5：1。
6.如权利要求1至5任一项所述的监测与诊断一体化联动污水处理系统，其特征在于，所述控制系统包括流量调节单元，流量调节的过程包括基于频率跟随模式的初步调试阶段、基于流量调节模式的中后期养菌阶段、以及进行自学习流量调节的稳定运行后阶段。
7.如权利要求1至5任一项所述的监测与诊断一体化联动污水处理系统，其特征在于，所述控制系统基于云服务器，实现远程的数据通信、处理和控制。
8.一种监测与诊断一体化联动污水处理方法，其特征在于，使用如权利要求1至7任一项所述的监测与诊断一体化联动污水处理系统，其中，所述动态监测模块监测所述调节池中的水质水量数据，所述专家诊断模块根据所述水质水量数据匹配相应的专家处理模式和确定相应的处理措施，所述调节池与所述生化处理模块和所述人工湿地处理模块的连接可调控，其中，所述控制系统根据所述专家诊断模块的诊断结果，控制将所述调节池仅连接所述生化处理模块与所述人工湿地处理模块其中之一，或依序串联连接所述生化处理模块与所述人工湿地处理模块，或依序串联连接所述人工湿地处理模块与所述生化处理模块，从而实现监测与诊断一体化联动污水处理；其中，所述水质水量数据包括COD浓度、氨氮浓度和总磷浓度；所述控制系统配置成：当监测到COD浓度高而氮磷浓度低时，控制串联所述生化处理模块与所述人工湿地处理模块进行处理；当监测到COD浓度低而氮磷浓度高时，控制反向串联所述人工湿地处理模块与所述生化处理模块进行处理；当监测到COD浓度和氮磷浓度及其比例适宜时，控制由所述生化处理模块单独进行处理；当监测到COD浓度、氨氮浓度和总磷浓度均低时，控制由所述人工湿地处理模块单独进行处理；其中所述浓度低、所述浓度高和所述比例适宜均对应于预定义的浓度范围和比例范围。
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Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005081315A (ja) * | 2003-09-11 | 2005-03-31 | Sanyo Electric Co Ltd | 水処理方法及び水処理装置 |
| CN101979348A (zh) * | 2010-11-08 | 2011-02-23 | 华中科技大学 | 一种基于兼性生化-强化人工湿地的污水处理方法 |
| JP2017013014A (ja) * | 2015-07-02 | 2017-01-19 | 株式会社東芝 | 有機排水処理システム、有機排水処理方法、及び有機排水処理システムの制御プログラム |
| WO2018129895A1 (zh) * | 2017-01-16 | 2018-07-19 | 深圳市碧园环保技术有限公司 | 一种针对农村生活污水的处理系统 |
| KR101897441B1 (ko) * | 2018-06-25 | 2018-09-10 | 임영현 | 빅데이터 수집 기반 오·폐수 수질 차등화 처리 시스템 및 방법, 그리고 빅데이터를 이용한 오·폐수 수질 차등화 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체 |
| CN208869449U (zh) * | 2018-08-01 | 2019-05-17 | 中国科学院成都生物研究所 | 一种畜禽养殖废水一体化处理系统 |
| CN111362524A (zh) * | 2020-04-15 | 2020-07-03 | 北京首创股份有限公司 | 高效低耗出水达到地表iv类水的村镇污水处理系统及方法 |
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Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005081315A (ja) * | 2003-09-11 | 2005-03-31 | Sanyo Electric Co Ltd | 水処理方法及び水処理装置 |
| CN101979348A (zh) * | 2010-11-08 | 2011-02-23 | 华中科技大学 | 一种基于兼性生化-强化人工湿地的污水处理方法 |
| JP2017013014A (ja) * | 2015-07-02 | 2017-01-19 | 株式会社東芝 | 有機排水処理システム、有機排水処理方法、及び有機排水処理システムの制御プログラム |
| WO2018129895A1 (zh) * | 2017-01-16 | 2018-07-19 | 深圳市碧园环保技术有限公司 | 一种针对农村生活污水的处理系统 |
| KR101897441B1 (ko) * | 2018-06-25 | 2018-09-10 | 임영현 | 빅데이터 수집 기반 오·폐수 수질 차등화 처리 시스템 및 방법, 그리고 빅데이터를 이용한 오·폐수 수질 차등화 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독가능한 기록매체 |
| CN208869449U (zh) * | 2018-08-01 | 2019-05-17 | 中国科学院成都生物研究所 | 一种畜禽养殖废水一体化处理系统 |
| CN111362524A (zh) * | 2020-04-15 | 2020-07-03 | 北京首创股份有限公司 | 高效低耗出水达到地表iv类水的村镇污水处理系统及方法 |
| CN113045120A (zh) * | 2021-03-17 | 2021-06-29 | 西湖大学 | 一种理化-生物-生态耦合的水产养殖废水循环处理系统及工艺 |
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