CN205590403U - 一种曝气装置及污水处理站 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种曝气装置及污水处理站，其中曝气装置包括：控制单元和并联风机组。并联风机组包括两个以上并联的风机，每个风机的出口通过管道与曝气池中的曝气器连接，用于向曝气器输送曝气用的气量。控制单元，与每个风机连接，用于根据获取的污水进水水泵的状态、污水进水流量以及水中的溶解氧浓度控制风机的开启或者关闭。无需增设昂贵的变频风机和电动阀门来调节风机的气量，只需通过控制单元根据获取的污水进水水泵的状态、污水进水流量以及水中的溶解氧浓度等污水处理的实际情况来控制风机的开启或者关闭，就可以实现对并联风机组的输出总气量的调节，在降低成本的同时也能达到比较好的污水处理效果。

Description

一种曝气装置及污水处理站

技术领域

本实用新型涉及污水处理技术领域，具体涉及一种曝气装置及污水处理站。

背景技术

当下污水处理领域中，以生物法应用最为广泛，即人为地维持好氧、缺氧或者厌氧环境，使生物池中的微生物按照需求持续发生特定的生化反应以降低目标污染物的浓度，如降低水中的BOD5、COD、TP、TN等污染物的浓度，从而实现达标排放。而该污水处理工艺的核心设备是风机，通过调节风机的气量能够对曝气量进行调节，进而调节水中的溶解氧浓度使其达到期望值，实现好氧、缺氧或者厌氧环境的维持以达到好的污水处理效果。

现有的污水处理厂一般是根据处理水量、原水污染物浓度等指标计算出好氧段等的需氧量，再基于水质及池型结构等的修正系数选择出合适参数的风机，并让其长期运行。此种方法为了避免在极端条件下(比如污水进水量过大超出原有设计水平)由于风机气量不够出现水质不达标的情况，所选出的风机的气量参数一般偏大，导致日常情况很大一部分能量都白白被消耗掉了。为了节能降耗，有的污水处理厂将电动阀门、变频风机、溶解氧传感器与控制器连接，通过溶解氧传感器实时监测水中的溶解氧浓度，控制器根据水中的溶解氧浓度的值及变化量，通过电动阀门和变频器来对变频风机的气量进行调节以使水中的溶解氧浓度趋于期望值。但此种方法所用的变频风机以及电动阀门等价格昂贵，从经济角度考虑，对建于农村等的小型污水处理站并不适用。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术污水处理工艺中所选出的风机的气量参数一般偏大，导致日常情况很大一部分能量都白白被消耗掉，而用于调节风机气量的电动阀门和变频器又价格昂贵的缺陷，从而提供一种既能根据污水处理的实际情况调节风机输出的气量、成本又低的一种曝气装置及污水处理站。

为此，本实用新型提供了如下技术方案：

本实用新型提供了一种曝气装置，包括：控制单元和并联风机组；

所述并联风机组包括两个以上并联的风机，每个所述风机的出口通过管道与曝气池中的曝气器连接，用于向所述曝气器输送曝气用的气量；

所述控制单元，与每个所述风机连接，用于根据获取的污水进水水泵的状态、污水进水流量以及水中的溶解氧浓度控制所述风机的开启或者关闭。

本实用新型所述的曝气装置，所述控制单元包括控制器和开关电路；

所述开关电路，包括两个以上并联的可控开关器件，每个所述可控开关器件的一端与电源连接，另一端与其对应的所述风机的电源端连接，控制端与所述控制器的一个控制信号输出端连接；

所述控制器，通过所述控制信号输出端向对应的所述可控开关器件发出控制信号，控制该可控开关器件导通或者截止。

本实用新型所述的曝气装置，所述控制单元还包括：

通讯单元，用于建立所述控制单元与上位机和/或云服务器间的连接。

本实用新型所述的曝气装置，所述控制器、所述开关电路和所述通讯单元集成并封装在同一线路板上，且所述通讯单元与所述控制器集成为一体。

本实用新型所述的曝气装置，选取的所述并联风机组的气量参数根据污水处理水量、原水污染物浓度和水质及池型结构的修正系数综合确定，选取的每个所述风机的气量参数由所述并联风机组的气量参数和所述风机的总数量确定。

本实用新型还提供了一种污水处理站，包括上述曝气装置、上述控制装置和采集装置；

所述采集装置，用于采集污水进水水泵的运行状态、污水进水流量以及水中的溶解氧浓度，并将其传输至所述控制装置；

所述控制装置，用于根据获取的所述污水进水水泵的运行状态、所述污水进水流量以及所述水中的溶解氧浓度确定所述曝气装置中的并联风机组中处于工作状态的风机的预期数量，并根据所述预期数量控制所述并联风机组中的风机的开启或者关闭，使处于工作状态的风机的数量与所述预期数量保持一致。

本实用新型所述的污水处理站，所述采集装置包括流量计和溶解氧传感器；

所述流量计的进水口与污水进水水泵的出水口连接，所述流量计的出水口与探入曝气池的管道的进水口连接，所述流量计的信号输出端与所述控制装置的一个信号输入端连接；

所述溶解氧传感器，安装于所述曝气池的水面以下，其信号输出端与所述控制装置的另一个信号输入端连接。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

本实用新型提供了一种曝气装置，包括：控制单元和并联风机组。并联风机组包括两个以上并联的风机，每个风机的出口通过管道与曝气池中的曝气器连接，用于向曝气器输送曝气用的气量。控制单元，与每个风机连接，用于根据获取的污水进水水泵的状态、污水进水流量以及水中的溶解氧浓度控制风机的开启或者关闭。无需增设昂贵的变频风机和电动阀门来调节风机的气量，只需通过控制单元根据获取的污水进水水泵的状态、污水进水流量以及水中的溶解氧浓度等污水处理的实际情况来控制风机的开启或者关闭，就可以实现对并联风机组的输出总气量的调节，在降低成本的同时也能达到比较好的污水处理效果，尤其适用于建于农村等的小型污水处理站。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例1中曝气装置的一个具体实例的原理框图；

图2为本实用新型实施例1中控制器的一个具体实例的电路原理图；

图3为本实用新型实施例1中控制单元的一个具体实例的电路原理图；

图4为本实用新型实施例2中污水处理站的一个具体实例的原理框图；

图5为本实用新型实施例2中污水处理站的一个具体实例的整体结构示意图。

附图标记：

1-曝气装置；11-控制单元；12-并联风机组；111-控制器；112-开关电路；113-通讯单元；2-控制装置。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供了一种曝气装置1，如图1所示，包括：控制单元11和并联风机组12。

并联风机组12包括两个以上并联的风机，每个风机的出口通过管道与曝气池中的曝气器连接，用于向曝气器输送曝气用的气量。

控制单元11，与每个风机连接，用于根据获取的污水进水水泵的状态、污水进水流量以及水中的溶解氧浓度控制风机的开启或者关闭。具体地，可以选用现有技术中的曝气量控制方法，根据获取的污水进水水泵的状态、污水进水流量以及水中的溶解氧浓度计算出目前需要的鼓风量，根据鼓风量以及每台风机的风量参数确定并联风机组12中处于工作状态的风机的预期数量，并根据预期数量控制并联风机组12中的风机的开启或者关闭，使处于工作状态的风机的数量与预期数量保持一致。

本实施例中的曝气装置1，无需增设昂贵的变频风机和电动阀门来调节风机的气量，只需通过控制单元11根据获取的污水进水水泵的状态、污水进水流量以及水中的溶解氧浓度等污水处理的实际情况来控制风机的开启或者关闭，就可以实现对并联风机组12的输出总气量的调节，在降低成本的同时也能达到比较好的污水处理效果，尤其适用于建于农村等的小型污水处理站。

优选地，本实施例中的曝气装置1，其控制单元11进一步包括控制器111和开关电路112。

开关电路112，包括两个以上并联的可控开关器件，每个可控开关器件的一端与电源连接，另一端与其对应的风机的电源端连接，控制端与控制器111的一个控制信号输出端连接。

控制器111，通过控制信号输出端向对应的可控开关器件发出控制信号，控制该可控开关器件导通或者截止。具体地，可控开关器件可以为MOS管、晶闸管、三极管、继电器等能够根据控制信号导通或者截止的器件，响应快速，工作性能稳定。当与某个风机的电源端连接的可控开关器件导通时，该风机恢复供电启动工作，处于开启状态；当与某个风机的电源端连接的可控开关器件截止时，该风机的供电被切断，处于关闭状态。

优选地，控制单元11还包括：通讯单元113，用于建立控制单元11与上位机和/或云服务器间的连接。具体地，通讯单元113可以为安装于控制器111上的GSM或者CDMA等具有无线传输功能的模块，可以将污水处理站的污水进水水泵的状态、污水进水流量以及水中的溶解氧浓度等污水处理的实际情况发送至远程的上位机和/或云服务器，可远程及时发现站点的异常情况，并可以通过上位机和/或云服务器对污水处理站的污水进水水泵、风机等动力设备进行开合操作。

优选地，本实施例中的曝气装置1，其控制器111、开关电路112和通讯单元113集成并封装在同一线路板上，且通讯单元113与控制器111集成为一体。具体地，控制器111可以选用STM32处理器，如图2所示，STM32处理器包含有16路继电器输出口(可以作为控制信号输出端口)、16路开关量输入口(可以作为信号输入端口)、以及RS232调试通信口、RS232/RS485设备采集口、RS485设备采集口、无线通信口等具有通讯功能的接口。图3给出了一个基于STM32处理器的控制单元11的电路原理图，从图3可以看到，STM32处理器的D01至D08端口为选用的8路继电器输出口，用于向与并联风机组(该案例中包含两台并联风机)中的风机1、风机2的电源端连接的两个可控开关器件的控制端、以及主进水泵和备用进水泵的控制端发出控制信号，控制风机1、风机2、主进水泵和备用进水泵的启动和停止；STM32处理器的RS485端口能够建立其与溶解氧传感器、流量计等的通讯，STM32处理器的DI 1至DI9端口为选用的9路开关量输入口，用于接收风机1、风机2、主进水泵、备用进水泵发送的运行状态信号以及安装于曝气池的液面传感器传输的液位信号，确保STM32处理器(控制器111)能够实时获取到污水进水水泵的运行状态、污水进水流量、水中的溶解氧浓度、风机1、风机2、主进水泵和备用进水泵是否发生故障还是处于正常进水状态等，并据此制定出有针对性的控制策略来控制风机的开启或者关闭。且STM32处理器上集成有无线天线(通讯单元113)，可以通过该无线天线建立控制单元11与云管理平台的通讯连接。

优选地，本实施例中的曝气装置1，选取的并联风机组12的气量参数根据污水处理水量、原水污染物浓度和水质及池型结构的修正系数综合确定，选取的每个风机的气量参数由并联风机组12的气量参数和风机的总数量确定。具体地，可以采用现有技术中的气量参数计算方法，根据污水处理站的污水处理水量、原水污染物浓度和水质及池型结构的修正系数等历史数据来综合确定适用于该污水处理站的并联风机组12的气量参数，以使最终确定的并联风机组12的气量参数即使在极端条件下(比如出现污水进水流量突然加大等情况)也能有足够的气量输出，保障了好的污水处理效果，能够有效防止水质不达标现象的出现。同时，可以将并联风机组12的气量参数与风机的总数量相除后的商作为选取的每个风机的气量参数，如果出现极端条件，可以使所有的风机开启工作，能够确保并联风机组12有足够的气量输出。日常情况下，可以根据污水进水水泵的状态、污水进水流量以及水中的溶解氧浓度等污水处理的实际情况关闭一定数量的风机，在保障污水处理效果的同时能够大大降低能耗。

实施例2

本实施例提供了一种污水处理站，如图4所示，包括实施例1中的曝气装置1、控制装置2和采集装置3。

采集装置3，用于采集污水进水水泵的运行状态、污水进水流量以及水中的溶解氧浓度，并将其传输至控制装置2。

控制装置2，用于根据获取的污水进水水泵的运行状态、污水进水流量以及水中的溶解氧浓度确定曝气装置1中的并联风机组12中处于工作状态的风机的预期数量，并根据预期数量控制并联风机组12中的风机的开启或者关闭，使处于工作状态的风机的数量与预期数量保持一致。

本实施例中的污水处理站，其控制装置2先根据获取的污水进水水泵的状态、污水进水流量以及水中的溶解氧浓度确定并联风机组12中处于工作状态的风机的预期数量，之后根据预期数量控制并联风机组12中的风机开启或者关闭，使处于工作状态的风机的数量与预期数量保持一致。能够根据污水处理的实际情况对处于工作状态的风机的数量进行相应调整，在保障并联风机组12总输出的气量满足污水处理的需求的同时，降低了无谓的能量损耗。

优选地，本实施例中的污水处理站，如图5所示，其采集装置3包括流量计和溶解氧传感器。

流量计的进水口与污水进水水泵的出水口连接，流量计的出水口与探入曝气池的管道的进水口连接，流量计的信号输出端与控制装置2的一个信号输入端连接。

溶解氧传感器，安装于曝气池的水面以下，其信号输出端与控制装置2的另一个信号输入端连接。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种曝气装置(1)，其特征在于，包括：控制单元(11)和并联风机组(12)；

所述并联风机组(12)包括两个以上并联的风机，每个所述风机的出口通过管道与曝气池中的曝气器连接，用于向所述曝气器输送曝气用的气量；

所述控制单元(11)，与每个所述风机连接，用于根据获取的污水进水水泵的状态、污水进水流量以及水中的溶解氧浓度控制所述风机的开启或者关闭。

2.根据权利要求1所述的曝气装置(1)，其特征在于，所述控制单元(11)包括控制器(111)和开关电路(112)；

所述开关电路(112)，包括两个以上并联的可控开关器件，每个所述可控开关器件的一端与电源连接，另一端与其对应的所述风机的电源端连接，控制端与所述控制器(111)的一个控制信号输出端连接；

所述控制器(111)，通过所述控制信号输出端向对应的所述可控开关器件发出控制信号，控制该可控开关器件导通或者截止。

3.根据权利要求2所述的曝气装置(1)，其特征在于，所述控制单元(11)还包括：

通讯单元(113)，用于建立所述控制单元(11)与上位机和/或云服务器间的连接。

4.根据权利要求3所述的曝气装置(1)，其特征在于，所述控制器(111)、所述开关电路(112)和所述通讯单元(113)集成并封装在同一线路板上，且所述通讯单元(113)与所述控制器(111)集成为一体。

5.根据权利要求1-4任一项所述的曝气装置(1)，其特征在于，选取的所述并联风机组(12)的气量参数根据污水处理水量、原水污染物浓度和水质及池型结构的修正系数综合确定，选取的每个所述风机的气量参数由所述并联风机组(12)的气量参数和所述风机的总数量确定。

6.一种污水处理站，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的曝气装置(1)、控制装置(2)和采集装置(3)；

所述采集装置(3)，用于采集污水进水水泵的运行状态、污水进水流量以及水中的溶解氧浓度，并将其传输至所述控制装置(2)；

所述控制装置(2)，用于根据获取的所述污水进水水泵的运行状态、所述污水进水流量以及所述水中的溶解氧浓度确定所述曝气装置(1)中的并联风机组(12)中处于工作状态的风机的预期数量，并根据所述预期数量控制所述并联风机组(12)中的风机的开启或者关闭，使处于工作状态的风机的数量与所述预期数量保持一致。

7.根据权利要求6所述的污水处理站，其特征在于，所述采集装置(3)包括流量计和溶解氧传感器；

所述流量计的进水口与污水进水水泵的出水口连接，所述流量计的出水口与探入曝气池的管道的进水口连接，所述流量计的信号输出端与所述控制装置(2)的一个信号输入端连接；

所述溶解氧传感器，安装于所述曝气池的水面以下，其信号输出端与所述控制装置(2)的另一个信号输入端连接。