CN117756222A - 新能源过流式紫外消毒装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供新能源过流式紫外消毒装置及控制方法，本申请的消毒装置中的供电模块分别划分为风能、光能和蓄电池，三者采用单一或者组合供电的方式对消毒系统进行供电；根据进水水质水量情况，控制紫外灯开启数量，进而判断出紫外消毒装置的消毒能耗情况，并反馈至供电模块。当光照强度够强时采用光伏发电单元进行全天供电；当光伏发电单元较弱且风能发电单元正常供电时，采取光伏发电单元和风能发电单元联合供电的方式；当光照较弱，且风力不足时，采取光伏发电单元、风能发电单元和蓄电单元组合供电的方式。本申请能够提供在不同工况条件下的紫外消毒装置的协同控制模式，保障了紫外消毒装置的稳定运行。

Description

新能源过流式紫外消毒装置及控制方法

技术领域

本申请涉及污水处理技术领域，特别是涉及新能源过流式紫外消毒装置及控制方法。

背景技术

污水中含有大量的细菌和病毒，若不经消毒处理，则会威胁生态环境甚至人类的健康，污水排放前必须经过消毒处理，紫外线具有高效、无化学物质残留、性价比高等诸多优点，广泛应用。而随着新能源的大力推行，太阳能、风能因其永久性、情节性、经济性及普遍性等优点，近年来被大力推广。利用太阳能+风能发电为紫外消毒系统提供能源，不仅保证了特殊环境污水处理消毒系统的正常运行，还一定程度上减少了市电依赖，拓宽了紫外消毒装置的应用场景。

现有的技术提供了一种基于光伏发电的环保污水处理系统，这种技术是通过设置光伏发电板，并将光伏发电产生的直流电通过并网逆变器转换为交流电后，对设备进行供电，同时，一部分光伏发电进入蓄电池后，给直流耗能单元供电。但是，这种技术在阴天时无法实现对交流系统供电，导致设备在阴天且市电停电状况下无法运转，且对市电仍然具有较大程度的依赖。

现有的技术还提供了一种太阳能小型污水处理装置，这种技术是通过光伏组件将太阳能转化为直流电，并存储至蓄电池，然后经逆变器转换成交流电，结合生物燃料电池再通过稳流器输送至污水处理系统的风机和泵。但是，这种技术在长时间光照较弱时无法保证设备的正常运转。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供新能源过流式紫外消毒装置及控制方法，用于解决现有技术中的紫外消毒系统成本高、运行能耗高，在市电供电不便及光照强度弱等多种复杂工况下不能保证设备正常运转的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第一方面提供一种新能源过流式紫外消毒装置，包括：水质水量监测模块、紫外灯消毒模块、供电模块以及控制模块；所述控制模块分别与所述水质水量监测模块、紫外灯消毒模块和供电模块连接；其中：所述水质水量监测模块，用于监控污水的水质和水量情况；所述紫外灯消毒模块，与所述水质水量监测模块连接，用于对所述污水进行消毒；所述供电模块，与所述紫外灯消毒模块连接，用于对所述紫外灯消毒模块供电；所述控制模块，用于根据所述水质水量监测模块的水质和水量情况进行判断以获得所述紫外灯消毒模块的对所述污水进行消毒的消毒耗能，并控制所述供电模块提供与所述消毒耗能对应的供电电量。

于本申请的第一方面的一些实施例中，所述水质水量监测模块包括水质水量传感器；所述水质水量传感器设置在进水口上，用于对所述进水口的污水的水质和水量进行监测。

于本申请的第一方面的一些实施例中，所述紫外灯消毒模块包括若干个紫外灯。

于本申请的第一方面的一些实施例中，所述供电模块包括：蓄电单元，用于存储所述紫外灯消毒模块中的紫外灯的标准用电量以进行供电；光伏发电单元，用于通过光伏发电装置将太阳能转换为电能进行发电；风能发电单元，用于通过风能发电装置将风能转换为电能进行发电。

于本申请的第一方面的一些实施例中，所述光伏发电单元包括光照测量仪；所述光照测量仪用于对光照强度进行监测。

于本申请的第一方面的一些实施例中，所述风能发电单元包括风力测量仪；所述风力测量仪用于对风力强度进行监测。

于本申请的第一方面的一些实施例中，所述控制模块包括：指令单元，用于根据接收到的所述水质和水量情况进行判断以获得所述紫外灯消毒模块的紫外灯的开启指令，并根据所述紫外灯消毒模块的对所述污水进行消毒的消毒耗能对所述供电模块的供电方法进行选择以生成供电指令；选择单元，与所述指令单元连接，用于根据所述指令单元发出的开启指令开启所述紫外灯，以及根据所述供电指令开启所述供电模块进行供电。

于本申请的第一方面的一些实施例中，根据所述紫外灯消毒模块的对所述污水进行消毒的消毒耗能对所述供电模块的供电方法进行选择以生成供电指令的过程包括：所述控制模块接收所述供电模块的实时供电信息与所述消毒耗能进行比较判断；若所述实时供电信息中的光能和风能的供电量满足所述消毒耗能，则生成供电指令以选择所述供电模块中的光伏发电单元和/或风能发电单元进行供电；若所述实时供电信息中的光能和风能的供电量不能满足所述消毒耗能，则生成供电指令以选择所述供电模块中的光伏发电单元、风能发电单元和蓄电单元同时进行供电。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第二方面提供一种新能源过流式紫外消毒装置的控制方法，应用于新能源过流式紫外消毒装置，所述装置包括水质水量监测模块、紫外灯消毒模块、供电模块以及控制模块；所述供电模块包括蓄电单元、光伏发电单元和风能发电单元；所述方法包括：根据所述水质水量监测模块获得的污水的水质和水量情况进行判断以获得所述紫外灯消毒模块的对所述污水进行消毒的消毒耗能；基于所述消毒耗能与所述供电模块的实时供电信息进行比较判断以对所述供电模块的供电方法进行选择；若所述实时供电信息中的光能和风能的供电量满足所述消毒耗能，则选择所述供电模块中的光伏发电单元和/或风能发电单元进行供电；若所述实时供电信息中的光能和风能的供电量不能满足所述消毒耗能，则选择所述供电模块中的光伏发电单元、风能发电单元和蓄电单元同时进行供电。

如上所述，本申请的新能源过流式紫外消毒装置及控制方法，具有以下有益效果：

本申请的消毒装置中的供电模块分别划分为风能、光能和蓄电池，三者采用单一或者组合供电的方式对消毒系统进行供电。根据进水水质水量情况，控制紫外灯开启数量，进而判断出紫外消毒装置的消毒能耗情况，并反馈至供电模块。当光照强度够强时采用光伏发电单元进行全天供电；当光伏发电单元较弱且风能发电单元正常供电时，采取光伏发电单元和风能发电单元联合供电的方式；当光照较弱，且风力不足时，采取光伏发电单元、风能发电单元和蓄电单元组合供电的方式。本申请能够提供光照充足且风力充足、光照不足但风能充足、光照不足且风能不足等不同工况条件下的紫外消毒装置的协同控制模式，保障了紫外消毒装置的稳定运行。

附图说明

图1显示为本申请一实施例中一种新能源过流式紫外消毒装置的结构示意图。

图2显示为本申请一实施例中一种新能源过流式紫外消毒装置的具体实施例图。

图3显示为本申请一实施例中一种新能源过流式紫外消毒装置的控制方法的流程示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，在下述描述中，参考附图，附图描述了本申请的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本申请的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本申请的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本申请。空间相关的术语，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“固持”等术语应做广义理解，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申请中的具体含义。

再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。应当进一步理解，此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

本申请提供新能源过流式紫外消毒装置及控制方法，通过监控水质水量变化控制紫外灯开启数量，并将消毒能耗情况反馈至供能模块，供能模块根据实时消毒能耗分别采取光伏或风能、光伏+风能、光伏+风能+蓄电池、蓄电池的方式保证紫外消毒装置的稳定运行，并提供光照充足、光照不足但风能充足、光照及风能均不充足等不同工况条件下的紫外消毒装置供能部分的协同控制模式，保证了紫外消毒装置的稳定运行，实现不同场景下稳定的消毒效果。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，通过下述实施例并结合附图，对本发明实施例中的技术方案的进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定发明。

如图1所示，展示为本发明一实施例中的一种新能源过流式紫外消毒装置，所述消毒装置包括：水质水量监测模块100、紫外灯消毒模块200、供电模块300以及控制模块400；所述控制模块400分别与所述水质水量监测模块100、紫外灯消毒模块200和供电模块300连接；其中：

所述水质水量监测模块100，用于监控污水的水质和水量情况；

所述紫外灯消毒模块200，与所述水质水量监测模块100连接，用于对所述污水进行消毒；

所述供电模块300，与所述紫外灯消毒模块200连接，用于对所述紫外灯消毒模块供电；

所述控制模块400，用于根据所述水质水量监测模块100的水质和水量情况进行判断以获得所述紫外灯消毒模块200的对所述污水进行消毒的消毒耗能，并控制所述供电模块300提供与所述消毒耗能对应的供电电量。

于本申请一实施例中，所述水质水量监测模块100包括水质水量传感器；所述水质水量传感器设置在进水口上，用于对所述进水口的污水的水质和水量进行监测。所述水质水量监测模块100还内置预设值，以将所述水质水量传感器监测的进水的水质和水量与预设值进行比较判断是否需要对进水进行消毒。

于本申请一实施例中，所述紫外灯消毒模块200包括若干个紫外灯。紫外灯消毒模块200包括过流式紫外消毒器，过流式紫外消毒器由若干个紫外灯组成，过流式紫外消毒器包括出水口，用于将消毒后的水流出，紫外灯的数量不少于两根，不同的水质和水量进行消毒时需要的紫外灯数量不同，根据实际情况选择，本实施例中不做限定。

于本申请一实施例中，所述供电模块300包括：

蓄电单元310，用于存储所述紫外灯消毒模块中的紫外灯的标准用电量以进行供电；

光伏发电单元320，用于通过光伏发电装置将太阳能转换为电能进行发电；所述光伏发电单元320包括光照测量仪；所述光照测量仪用于对光照强度进行监测。

风能发电单元330，用于通过风能发电装置将风能转换为电能进行发电；所述风能发电单元330包括风力测量仪；所述风力测量仪用于对风力强度进行监测。

需说明的是，对所述紫外消毒装置进行供电包括至少满足紫外消毒装置中的提升系统、曝气系统、回流系统、加药系统、消毒系统以及搅拌系统中任意一个能耗系统的用电需求。蓄电单元310、光伏发电单元320、风能发电单元330在与所述控制模块的连接线路上均设置有控制开关，根据控制模块的控制信号控制开关的开启和关闭。

进一步地，蓄电单元310采用蓄电池，蓄电池内存储所述紫外灯消毒模块中的所有紫外灯正常工作1天时的标准用电量。光伏发电单元320包括光伏发电装置和光伏发电量监测装置，光伏发电装置通过光伏板将太阳能转换为电能进行发电，光伏板与光伏发电量监测装置的光照测量仪连接，用于对实时光照强度进行监测，以判断当前光能供电是否能支持紫外灯消毒模块中的不同数量紫外灯的正常工作。风能发电单元330包括风能发电装置和风能发电量监测装置，风能发电装置通过叶片将风能转换为电能进行发电，叶片与风能发电量监测装置的风力测量仪连接，用于对实时风力强度进行监测，以判断当前风能供电是否能支持紫外灯消毒模块中的不同数量紫外灯的正常工作。

于本申请一实施例中，所述控制模块400包括：

指令单元410，用于根据接收到的所述水质和水量情况进行判断以获得所述紫外灯消毒模块的紫外灯的开启指令，并根据所述紫外灯消毒模块的对所述污水进行消毒的消毒耗能对所述供电模块的供电方法进行选择以生成供电指令；

选择单元420，与所述指令单元410连接，用于根据所述指令单元410发出的开启指令开启所述紫外灯，以及根据所述供电指令开启所述供电模块进行供电。

在一些示例中，根据所述紫外灯消毒模块的对所述污水进行消毒的消毒耗能对所述供电模块的供电方法进行选择以生成供电指令的过程包括：

所述控制模块接收所述供电模块的实时供电信息与所述消毒耗能进行比较判断；

若所述实时供电信息中的光能和风能的电量满足所述消毒耗能，则生成供电指令以选择所述供电模块中的光伏发电单元和/或风能发电单元进行供电；

若所述实时供电信息中的光能和风能的电量不能满足所述消毒耗能，则生成供电指令以选择所述供电模块中的光伏发电单元、风能发电单元和蓄电单元同时进行供电。

需说明的是，在本实施例中，根据污水进行消毒的消毒耗能与污水的水质和水量有关，基于不同的消毒耗能在紫外灯消毒模块中可以选择开启不同数量的紫外灯进行消毒，因此，需要不同的供电量对不同数量的紫外灯进行供电，优选使用风能或光能发电进行供电。根据进水水质及水量情况，判断需要开启的紫外灯数量，根据紫外灯开启数量，得出消毒能耗，基于所述消毒耗能与所述供电模块的实时供电信息进行比较判断以对所述供电模块的供电方法进行选择，具体包括以下各种情形：

若光照强度和/或风力发电能满足全部当前消毒能耗，则全天采用光伏发电单元和/或风能发电单元供电，若仍有剩余电量则用于给蓄电单元充电；

若光照强度和风力发电不满足全部当前消毒能耗，则将光伏发电单元和风能发电单元的供电量与当前消毒能耗比较，先采用光伏发电单元和风能发电单元供电完成部分消毒能耗的供电，剩余的消毒能耗采用蓄电单元供电；

若光照强度和风力发电不足以维持任意一根紫外灯的正常工作，则全部消毒能耗均采用用蓄电单元供电。

需强调的是，本申请的消毒装置中的供电模块分别划分为风能、光能和蓄电池，三者采用单一或者组合供电的方式对消毒系统进行供电。根据进水水质水量情况，控制紫外灯开启数量，进而判断出紫外消毒装置的消毒能耗情况，并反馈至供电模块。当光照强度够强时采用光伏发电单元进行全天供电；当光伏发电单元较弱且风能发电单元正常供电时，采取光伏发电单元和风能发电单元联合供电的方式；当光照较弱，且风力不足时，采取光伏发电单元、风能发电单元和蓄电单元组合供电的方式。本申请能够提供光照充足且风力充足、光照不足但风能充足、光照不足且风能不足等不同工况条件下的紫外消毒装置的协同控制模式，保障了紫外消毒装置的稳定运行。

为了便于展示本申请的新能源过流式紫外消毒装置，结合图2说明，上述结构的新能源过流式紫外消毒装置的具体工作原理如下：

根据水质水量检测模块的进水口的进水水质及水量情况，判断过流式紫外消毒器中需要开启的紫外灯数量，根据紫外灯开启数量，得出消毒能耗传送过控制模块，控制模块根据消毒能耗进行判断，并利用光照强度监测和风力强度监测分别实时获取光照强度和风力强度；

若光照强度+风力强度满足全部消毒能耗，则全天采用光伏发电单元和/或风能发电单元供电，多余电量用于给蓄电单元充电；

若光照强度+风力不满足全部消毒能耗，则将光伏发电单元和风能发电单元的供电量与消毒能耗比较，若光伏发电单元和风能发电单元足够维持部分消毒能耗，则对这些消毒能耗系统采用光伏发电单元和风能发电单元供电，剩余消毒能耗采用蓄电单元供电；若光伏发电单元和风能发电单元不足以维持任意一根紫外灯的正常工作，则全部消毒能耗均采用蓄电单元供电。

与上述实施例相似的是，本发明还提供一种新能源过流式紫外消毒装置的控制方法。

如图3所示，展示为本发明一实施例中新能源过流式紫外消毒装置的控制方法的流程示意图。

所述方法应用于新能源过流式紫外消毒装置，所述装置包括水质水量监测模块、紫外灯消毒模块、供电模块以及控制模块；所述供电模块包括蓄电单元、光伏发电单元和风能发电单元；所述方法包括：

步骤S301：根据所述水质水量监测模块获得的污水的水质和水量情况进行判断以获得所述紫外灯消毒模块的对所述污水进行消毒的消毒耗能；

步骤S302：基于所述消毒耗能与所述供电模块的实时供电信息进行比较判断以对所述供电模块的供电方法进行选择；

步骤S303：若所述实时供电信息中的光能和风能的供电量满足所述消毒耗能，则选择所述供电模块中的光伏发电单元和/或风能发电单元进行供电；若所述实时供电信息中的光能和风能的供电量不能满足所述消毒耗能，则选择所述供电模块中的光伏发电单元、风能发电单元和蓄电单元同时进行供电。

需要说明的是，本实施例中的新能源过流式紫外消毒装置的控制方法可以实现上述实施例中的新能源过流式紫外消毒装置的所有功能，故此处不再进行重复解释说明。

综上所述，本申请提供新能源过流式紫外消毒装置及控制方法，本申请的消毒装置中的供电模块分别划分为风能、光能和蓄电池，三者采用单一或者组合供电的方式对消毒系统进行供电；根据进水水质水量情况，控制紫外灯开启数量，进而判断出紫外消毒装置的消毒能耗情况，并反馈至供电模块。当光照强度够强时采用光伏发电单元进行全天供电；当光伏发电单元较弱且风能发电单元正常供电时，采取光伏发电单元和风能发电单元联合供电的方式；当光照较弱，且风力不足时，采取光伏发电单元、风能发电单元和蓄电单元组合供电的方式。本申请能够提供光照充足且风力充足、光照不足但风能充足、光照不足且风能不足等不同工况条件下的紫外消毒装置的协同控制模式，保障了紫外消毒装置的稳定运行。所以，本申请有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种新能源过流式紫外消毒装置，其特征在于，包括：水质水量监测模块、紫外灯消毒模块、供电模块以及控制模块；所述控制模块分别与所述水质水量监测模块、紫外灯消毒模块和供电模块连接；其中：

所述水质水量监测模块，用于监控污水的水质和水量情况；

所述紫外灯消毒模块，与所述水质水量监测模块连接，用于对所述污水进行消毒；

所述供电模块，与所述紫外灯消毒模块连接，用于对所述紫外灯消毒模块供电；

所述控制模块，用于根据所述水质水量监测模块的水质和水量情况进行判断以获得所述紫外灯消毒模块的对所述污水进行消毒的消毒耗能，并控制所述供电模块提供与所述消毒耗能对应的供电电量。

2.根据权利要求1所述的新能源过流式紫外消毒装置，其特征在于，所述水质水量监测模块包括水质水量传感器；所述水质水量传感器设置在进水口上，用于对所述进水口的污水的水质和水量进行监测。

3.根据权利要求1所述的新能源过流式紫外消毒装置，其特征在于，所述紫外灯消毒模块包括若干个紫外灯。

4.根据权利要求1所述的新能源过流式紫外消毒装置，其特征在于，所述供电模块包括：

蓄电单元，用于存储所述紫外灯消毒模块中的紫外灯的标准用电量以进行供电；

光伏发电单元，用于通过光伏发电装置将太阳能转换为电能进行发电；

风能发电单元，用于通过风能发电装置将风能转换为电能进行发电。

5.根据权利要求5所述的新能源过流式紫外消毒装置，其特征在于，所述光伏发电单元包括光照测量仪；所述光照测量仪用于对光照强度进行监测。

6.根据权利要求5所述的新能源过流式紫外消毒装置，其特征在于，所述风能发电单元包括风力测量仪；所述风力测量仪用于对风力强度进行监测。

7.根据权利要求1所述的新能源过流式紫外消毒装置，其特征在于，所述控制模块包括：

指令单元，用于根据接收到的所述水质和水量情况进行判断以获得所述紫外灯消毒模块的紫外灯的开启指令，并根据所述紫外灯消毒模块的对所述污水进行消毒的消毒耗能对所述供电模块的供电方法进行选择以生成供电指令；

选择单元，与所述指令单元连接，用于根据所述指令单元发出的开启指令开启所述紫外灯，以及根据所述供电指令开启所述供电模块进行供电。

8.根据权利要求3所述的新能源过流式紫外消毒装置，其特征在于，根据所述紫外灯消毒模块的对所述污水进行消毒的消毒耗能对所述供电模块的供电方法进行选择以生成供电指令的过程包括：

所述控制模块接收所述供电模块的实时供电信息与所述消毒耗能进行比较判断；

若所述实时供电信息中的光能和风能的供电量满足所述消毒耗能，则生成供电指令以选择所述供电模块中的光伏发电单元和/或风能发电单元进行供电；

若所述实时供电信息中的光能和风能的供电量不能满足所述消毒耗能，则生成供电指令以选择所述供电模块中的光伏发电单元、风能发电单元和蓄电单元同时进行供电。

9.一种新能源过流式紫外消毒装置的控制方法，其特征在于，应用于新能源过流式紫外消毒装置，所述装置包括水质水量监测模块、紫外灯消毒模块、供电模块以及控制模块；所述供电模块包括蓄电单元、光伏发电单元和风能发电单元；所述方法包括：

根据所述水质水量监测模块获得的污水的水质和水量情况进行判断以获得所述紫外灯消毒模块的对所述污水进行消毒的消毒耗能；

基于所述消毒耗能与所述供电模块的实时供电信息进行比较判断以对所述供电模块的供电方法进行选择；

若所述实时供电信息中的光能和风能的供电量满足所述消毒耗能，则选择所述供电模块中的光伏发电单元和/或风能发电单元进行供电；若所述实时供电信息中的光能和风能的供电量不能满足所述消毒耗能，则选择所述供电模块中的光伏发电单元、风能发电单元和蓄电单元同时进行供电。