CN206901964U - 一种智能污水处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种智能污水处理装置，包括集装箱以及位于集装箱内的搅拌箱、超磁污水净化箱、第一水箱、活性炭过滤装置、第二水箱、纳米超滤装置、第三水箱、PAM添加装置、PAC添加装置、去氨氮药剂添加装置、活性炭清洗装置、消毒药剂添加装置、超滤清洗装置、抽水泵、磁种回收装置、脱泥装置和电控柜。本实用新型采用超磁分离净化技术，并采用集装箱式安装，占地面积小且便于运输，同时也降低了运营成本。

Description

一种智能污水处理装置

技术领域

本实用新型涉及污水处理技术，具体涉及一种智能污水处理装置。

背景技术

水资源是基础自然资源，是生态环境的控制因素之一，同时又是战略性经济资源，我国淡水资源人均占有量仅为世界人均占有量的四分之一，淡水资源非常缺乏。随着我国经济的不断发展，人口数量的持续增加，我国每年约有三分之一的工业废水和90％以上的生活污水未经处理就排入水域，水环境质量呈现不断恶化的趋势。水资源的短缺和水污染的加重是我国当前水问题的两大主要方面，实现水资源的可持续利用，遏制水污染加剧的趋势，乃至恢复良好的水环境，是我们急需解决的问题，因此有效的保护水资源不受污染，对于促进经济社会发展，提高人民生活和保障国家安全均具有重大的战略意义。

污水处理是水环境保护的重要措施，目前，污水处理系统种类繁多，通常采用的处理方法是物理清洗和化学清洗。上世纪70年代初，磁分离技术在美国逐步发展起来，属于物理分离法，主要是通过磁体提供的磁场吸力来实现物质分离的技术，它能快速地分离混合物中的磁性杂质，具有处理水量大、净化时间短、占地面积小的优势，并在悬浮物(Suspended Solids，SS)、化学需氧量(Chemical Oxygen Demand，COD)、总磷(totalphosphorus，TP)等水体污染物的净化效率方面具有其自身独特的技术优势，在冶金浊环水处理、煤矿矿井水处理、河流湖泊景观水环境治理、水污染应急处理等污水处理领域，该技术应用广泛。

污水处理系统的运行状况关系到污水处理的效果，污水处理设备运行状态的监测信息(化学需氧量COD，生化需氧量(Biochemical Oxygen Demand，BOD)，悬浮物SS，总氮，氨氮，总磷，总汞，PH值等)是系统运行管理的重要依据，对技术人员的管理维护至关重要，同时也对各级政府部门指导环境保护工作和制定政策至关重要，这就需要同时用到较多数量且不同类型的传感器进行信息采集和监测，基于这些采集和监测到的信息，通过多种相应的终端执行器实现终端控制。此外，污水处理监控系统还应具备不受地理位置限制的监控手段，便于相关管理维护人员了解设备运行情况并作相关统计信息；能实现资源的共享，达到管理，控制和监控的目的，便于环保局环境监控中心的审核。

目前工业污水处理需要专业人员时刻守候在现场，非常不科学，对有关部门的远程检测也不方便，需要到现场勘察监督，管理困难。国内污水处理过程的自动化水平仍相当落后，大多数只停留在数据采集，对于现场处理工艺大多数局限于本地监测，许多污水处理自动控制系统大部分只有简单的开关量控制，达不到控制专业集成化、智能化、全过程化的控制程度，运行效率低，能耗大，费用高。

申请号为201110061637.8的发明专利公开了一种污水处理过程远程监控系统及其实现方法，先采集实时监控数据并写入WEB服务器数据库，企业WEB服务器通过标准http协议发布实时数据，并映射为Internet服务器，当客户浏览Web服务器时，直接在浏览器中获取数据；其中监控系统包括现场设备及管理设备，现场设备中的现场仪表将采集到的现场数据送至PLC用以控制执行部件，同时PLC经工业交换机与工控机及服务器进行数据交互，管理设备中的工控机通过交换机与服务器进行通讯连接，服务器作为OPC客户端将数据发布到企业WEB服务器上。虽然该发明使经营者无论在何地都可以实现对生产、运营情况的实时掌握，但是该系统比较繁琐，技术实现比较复杂，成本较高。

申请号为201620020769.4的实用新型专利公开了一种污水处理的远程监控系统，该系统包括电控柜、本地控制电路、短信控制器、手机、手机卡、GSM网络，其中短信控制器自带数字信号和模拟信号的输入/输出点，当本地控制电路中不使用PLC时，短信控制器的数字信号输入端从电控柜内本地控制电路中的接触器上采集数字信号，模拟信号输入端连接仪表或变送器的模拟量输出，本地控制电路中使用PLC时，电控柜的PLC通过485总线与短信控制器连接，从而远程控制读取或写入PLC寄存器值，如需远程控制，则将相应的控制元件接入短信控制器的输出点。通过短信控制器设置软件设置报警条件及不同报警通知不同人员、拨打电话时执行的动作，发送不同内容短信时执行的不同预设动作。虽然该实用新型便于管理人员随时查询设备的运行状态和运行效果，无需到现场即可掌握设备状况，减少了运营成本，但其可兼容的设备单一、且使用复杂，实现时需改变硬件结构，工序比较复杂。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种智能污水处理装置，采用超磁分离净化技术，并采用集装箱式安装，占地面积小且便于运输，同时也降低了运营成本。

为了实现上述目的，本实用新型采取如下方案：

本实用新型提供一种智能污水处理装置，所述装置包括超磁处理装置、过滤装置和超滤装置；

所述超磁处理装置包括超磁污水净化箱和磁种回收装置，所述过滤装置包括活性炭过滤装置和活性炭清洗装置，所述超滤装置包括纳米超滤装置和超滤清洗装置；

抽水泵、PAM添加装置和PAC添加装置分别与搅拌箱连接，所述超磁污水净化箱通过管道与脱泥装置连接，所述磁种回收装置位于超磁污水净化箱内部，所述搅拌箱通过超磁污水净化箱与第一水箱连接，所述第一水箱通过管道与去氨氮药剂添加装置连接；所述活性炭清洗装置与活性炭过滤装置连接，所述第一水箱通过活性炭过滤装置与第二水箱连接，所述第二水箱通过管道与消毒药剂添加装置连接；所述超滤清洗装置与纳米超滤装置连接，所述第二水箱通过纳米超滤装置与第三水箱连接；所述抽水泵、PAM添加装置、PAC添加装置、搅拌箱、超磁污水净化箱、磁种回收装置、去氨氮药剂添加装置、活性炭清洗装置、超滤清洗装置、消毒药剂添加装置和脱泥装置均和电控柜连接；

所述搅拌箱、超磁污水净化箱、第一水箱、活性炭过滤装置、第二水箱、纳米超滤装置、第三水箱、PAM添加装置、PAC添加装置、去氨氮药剂添加装置、活性炭清洗装置、消毒药剂添加装置、超滤清洗装置、抽水泵、磁种回收装置、脱泥装置和电控柜均位于集装箱内。

所述第三水箱上安装检测传感器；

所述检测传感器包括COD检测传感器、SS检测传感器、氨氮检测传感器、BOD检测传感器、总氮检测传感器、总磷检测传感器和总汞检测传感器。

所述抽水泵、PAM添加装置和PAC添加装置分别通过管道与搅拌箱连接；

所述抽水泵、PAM添加装置和PAC添加装置与搅拌箱之间的管道上分别设置水流量计、PAM流量计和PAC流量计。

所述去氨氮药剂添加装置与第一水箱之间的管道上安装用于控制去氨氮药剂添加量的流量计，所述消毒药剂添加装置与第二水箱之间的管道上安装用于控制消毒药剂添加量的流量计。

所述水流量计、PAM流量计、PAC流量计、用于控制去氨氮药剂添加量的流量计和用于控制消毒药剂添加量的流量计均采用液体电磁流量计。

所述电控柜内部设有智能远程控制终端、主控制器、输入模块和输出模块；

所述检测传感器、水流量计、PAM流量计、PAC流量计、用于控制去氨氮药剂添加量的流量计和用于控制消毒药剂添加量的流量计均通过输入模块连接主控制器，所述主控制器通过输出模块连接抽水泵、PAM添加装置、PAC添加装置、搅拌箱、超磁污水净化箱、磁种回收装置、去氨氮药剂添加装置、活性炭清洗装置、超滤清洗装置、消毒药剂添加装置和脱泥装置；所述智能远程控制终端与主控制器之间双向连接实现通讯。

所述输入模块包括模拟量输入模块和数字量输入模块；所述模拟量输入模块选择西门子EM231或SM1231，所述数字量输入模块选用西门子EM221或SM1221；

所述输出模块包括模拟量输出模块和数字量输出模块；所述数字量输出模块选用西门子SM1223或EM222，所述模拟量输出模块选用西门子EM232或SM 1232。

所述第三水箱一侧安装纳米超滤装置，其另一侧安装脱泥装置；

所述第三水箱中的水经过静置后排至排水井，所述脱泥装置通过管道连接泥浆回收箱。

与最接近的现有技术相比，本实用新型提供的技术方案具有以下有益效果：

本实用新型提供的智能污水处理装置设有集装箱以及位于集装箱内的搅拌箱、超磁污水净化箱、第一水箱、活性炭过滤装置、第二水箱、纳米超滤装置、第三水箱、PAM添加装置、PAC添加装置、去氨氮药剂添加装置、活性炭清洗装置、消毒药剂添加装置、超滤清洗装置、抽水泵、磁种回收装置、脱泥装置和电控柜；并采用集装箱式安装，占地面积小且便于运输，同时也降低了运营成本；

本实用新型中的抽水泵、PAM添加装置和PAC添加装置分别通过管道与搅拌箱连接；抽水泵、PAM添加装置和PAC添加装置与搅拌箱之间的管道上分别设置水流量计、PAM流量计和PAC流量计，水流量计、PAM流量计和PAC流量计的设置能够实现污水、PAM、PAC的准确添加；

本实用新型通过设置纳米超滤装置和活性炭过滤装置提高了净化效率和净化效果。

附图说明

图1是本实用新型实施例中可远程监控的智能污水处理装置结构示意图；

图2是本实用新型实施例中电控柜与与云监控服务器通讯示意图；

图3是本实用新型实施例中可远程监控的智能污水处理方法流程图；

其中，A1-污水源，A2-搅拌箱，A3-超磁污水净化箱，A4-第一水箱，A5-活性炭过滤装置，A6-第二水箱，A7-纳米超滤装置，A8-第三水箱，C1-PAM添加装置，C2-PAC添加装置，C3-去氨氮药剂添加装置，C4-活性炭清洗装置，C5-消毒药剂添加装置，C6-超滤清洗装置，M1-抽水泵，B1-磁种回收装置，B2-脱泥装置，1-泥浆回收箱，2-排水井，D1-电控柜，D2-集装箱，Y1-水流量计，Y2-PAM流量计，Y3-PAC流量计。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

随着物联网的发展及自动化程度的提高，无人值守全自动污水水处理设施的应用越来越广泛，通过互联网或者移动通信网络对污水处理实施远程监控显示，监控各项水质指标(化学需氧量COD、生化需氧量BOD、悬浮物SS、总氮、氨氮、总磷、总汞和PH值等)，将多个污水处理设备集中化管理，能够很大程度的降低成本，提高效率，同时也为环保部门提供了便利，本实用新型实施例提供的可远程监控的智能污水处理装置和方法采用超磁分离净化技术，并采用集装箱D2式安装，节约占地面积并便于运输，主控制器采用PLC，并配备智能远程控制终端，使用3G/4G流量卡通过云端服务器实现了智能污水处理装置的远程维护和数据监控，无需布线，无距离限制，只需有手机信号即可，且无主从限制，可以实现一对多、多对一、多对多等各种方式的数据交换，使维护人员可在任何地方实现参数变更，程序修改及故障维护，节约了运营成本。

本实用新型提供一种可远程监控的智能污水处理装置，该装置主要包括集装箱D2、搅拌箱A2、超磁污水净化箱A3、第一水箱A4、活性炭过滤装置A5、第二水箱A6、纳米超滤装置A7、第三水箱A8、PAM添加装置C1、PAC添加装置C2、去氨氮药剂添加装置C3、活性炭清洗装置C4、消毒药剂添加装置C5、超滤清洗装置C6、抽水泵M1、磁种回收装置B1、脱泥装置B2和电控柜D1，搅拌箱A2、超磁污水净化箱A3、第一水箱A4、活性炭过滤装置A5、第二水箱A6、纳米超滤装置A7、第三水箱A8、PAM添加装置C1、PAC添加装置C2、去氨氮药剂添加装置C3、活性炭清洗装置C4、消毒药剂添加装置C5、超滤清洗装置C6、抽水泵M1、磁种回收装置B1、脱泥装置B2和电控柜D1均位于集装箱D2内部，便于维护及运输，并提高了利用率，节约土地资源；它们之间的关系如下：

上述的抽水泵M1、PAM添加装置C1和PAC添加装置C2分别与搅拌箱A2连接，脱泥装置B2通过管道与超磁污水净化箱A3连接，磁种回收装置B1位于超磁污水净化箱A3内部，搅拌箱A2通过超磁污水净化箱A3与第一水箱A4连接，去氨氮药剂添加装置C3通过管道与第一水箱A4连接；活性炭清洗装置C4与活性炭过滤装置A5连接(活性炭清洗装置C4定期对活性炭过滤装置A5进行清洗)，第一水箱A4通过活性炭过滤装置A5与第二水箱A6连接，消毒药剂添加装置C5通过管道与第二水箱A6连接；超滤清洗装置C6与纳米超滤装置A7连接(超滤清洗装置C6定期对纳米超滤装置A7进行清洗)，第二水箱A6通过纳米超滤装置A7与第三水箱A8连接；抽水泵M1、PAM添加装置C1、PAC添加装置C2、搅拌箱A2、超磁污水净化箱A3、磁种回收装置B1、去氨氮药剂添加装置C3、活性炭清洗装置C4、超滤清洗装置C6、消毒药剂添加装置C5和脱泥装置B2均和电控柜D1连接。

上述的活性炭过滤装置A5可以设置两台，一用一备，并配备活性炭清洗装置C4，活性炭清洗装置C4定期对活性炭过滤装置A5进行自动清洗；上述的纳米超滤装置A7可以设置两台，一用一备，并配备超滤清洗装置C6，超滤清洗装置C6定期对纳米超滤装置A7进行自动清洗。

第三水箱A8上安装检测传感器，检测传感器包括COD检测传感器、SS检测传感器、氨氮检测传感器、BOD检测传感器、总氮检测传感器、总磷检测传感器和总汞检测传感器。

抽水泵M1、PAM添加装置C1和PAC添加装置C2分别通过管道与搅拌箱A2连接，抽水泵M1、PAM添加装置C1和PAC添加装置C2与搅拌箱A2之间的管道上分别设置水流量计Y1、PAM流量计Y2和PAC流量计Y3。

去氨氮药剂添加装置C3与第一水箱A4之间的管道上安装用于控制去氨氮药剂添加量的流量计，消毒药剂添加装置C5与第二水箱A6之间的管道上安装用于控制消毒药剂添加量的流量计。

上述的水流量计Y1、PAM流量计Y2、PAC流量计Y3、用于控制去氨氮药剂添加量的流量计和用于控制消毒药剂添加量的流量计均采用液体电磁流量计。

电控柜D1内部设有智能远程控制终端、3G/4G流量卡、主控制器、输入模块和输出模块；其中，检测传感器与上述的水流量计Y1、PAM流量计Y2、PAC流量计Y3、用于控制去氨氮药剂添加量的流量计和用于控制消毒药剂添加量的流量计均通过输入模块连接主控制器，主控制器通过输出模块连接抽水泵M1、PAM添加装置C1、PAC添加装置C2、搅拌箱A2、超磁污水净化箱A3、磁种回收装置B1、去氨氮药剂添加装置C3、活性炭清洗装置C4、超滤清洗装置C6、消毒药剂添加装置C5和脱泥装置B2；智能远程控制终端与主控制器之间进行通讯，其通过3G/4G流量卡将信息发送至云监控服务器，并设置一定的权限，个人可通过能上网的电脑终端、智能手机终端或其他手持设备进行访问，可直接查询更改主控制器中寄存器数据。

上述的输入模块包括模拟量输入模块和数字量输入模块；

其中的模拟量输入模块将COD检测传感器、SS检测传感器、氨氮检测传感器、BOD检测传感器、总氮检测传感器、总磷检测传感器和总汞检测传感器采集的COD、SS、氨氮、BOD、总氮、总磷和总汞等模拟量信息传输给主控制器，还将水流量计Y1、PAM流量计Y2、PAC流量计Y3、用于控制去氨氮药剂添加量的流量计和用于控制消毒药剂添加量的流量计各自采集的模拟量信息即流量信息传输给主控制器，且模拟量输入模块选择西门子EM231或SM1231。

其中的数字量输入模块选用西门子EM221或SM1221。

上述的输出模块包括模拟量输出模块和数字量输出模块；其中数字量输出模块选用西门子SM1223或EM222，其中模拟量输出模块选用西门子EM232或SM 1232。

由于语音和短信业务的优先级比3G/4G的优先级更高，有时基站覆盖的区域语音业务比较繁忙时可能导致3G/4G中断，此时可使用短信来发送一些紧急的数据和消息，所述智能远程控制终端利用短信和3G/4G相结合的方式，即使3G/4G中断，可以通过短信的形式与专业维护人员进行数据交互，执行控制，查询PLC控制器数据，并可在PLC数据满足预定条件时，向专门维修人员发出报警信号。

第三水箱A8中的水经过静置后排至排水井2，第三水箱A8一侧安装纳米超滤装置A7，其另一侧安装脱泥装置B2(即脱泥装置B2安装在整个处理装置的末端)，脱泥装置B2通过管道连接泥浆回收箱1，将泥浆通过管道排至泥浆回收箱1。

本实用新型实施例提供的智能污水处理装置处理污水的具体过程如下：

S101：污水源A1中的污水经抽水泵M1抽取至搅拌箱A2，然后分别通过PAM添加装置C1和PAC添加装置C2往搅拌箱A2中添加PAM和PAC，并充分搅拌至絮凝；

其中的PAM是Polyacrylamide的缩写，中文名字聚丙烯酰胺，其中的PAC为聚合氯化铝也称碱式氯化铝的代号，通常也称作净水剂或混凝剂，PAC与污水的比例为5％-10％，PAM与污水的比例为0.1％-0.3％，以针对不同的水质选择不同的PAM、PAC配比；

S102：絮凝后的污水输送至超磁污水净水箱，经过净化后的水转运至第一水箱A4，净化残留的污泥中的磁种经磁种回收装置B1再次投入搅拌箱A2进行搅拌，污泥中其余的杂质经脱泥装置B2排至泥浆回收箱1；

S103：通过去氨氮药剂添加装置C3往第一水箱A4中添加去氨氮药剂，并经活性炭过滤装置进行过滤转运至第二水箱A6，通过活性炭清洗装置C4对活性炭过滤装置进行清洗；

S104：通过消毒药剂添加装置C5往第二水箱A6中添加消毒药剂，并经纳米超滤装置A7过滤后转运至第三水箱A8，通过超滤清洗装置C6对纳米超滤装置A7进行清洗；

S105：将第三水箱A8的水静置，之后排送至排水井2。

本实用新型实施例实施例兼容性好，可支持各种不同通讯协议，且可扩展性好，可以随时加入不同设备，并实现权限管理，使用便捷，用户可通过手机网页即可以查看到各个设备的数据，并能够将诸如化学需氧量COD、生化需氧量BOD、悬浮物SS、总氮、氨氮、总磷、总汞、PH值等水质净化指标实时传送到环保主管部门以便于监测。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.一种智能污水处理装置，其特征在于，所述装置包括超磁处理装置、过滤装置和超滤装置；

所述超磁处理装置包括超磁污水净化箱和磁种回收装置，所述过滤装置包括活性炭过滤装置和活性炭清洗装置，所述超滤装置包括纳米超滤装置和超滤清洗装置；

抽水泵、PAM添加装置和PAC添加装置分别与搅拌箱连接，所述超磁污水净化箱通过管道与脱泥装置连接，所述磁种回收装置位于超磁污水净化箱内部，所述搅拌箱通过超磁污水净化箱与第一水箱连接，所述第一水箱通过管道与去氨氮药剂添加装置连接；所述活性炭清洗装置与活性炭过滤装置连接，所述第一水箱通过活性炭过滤装置与第二水箱连接，所述第二水箱通过管道与消毒药剂添加装置连接；所述超滤清洗装置与纳米超滤装置连接，所述第二水箱通过纳米超滤装置与第三水箱连接；所述抽水泵、PAM添加装置、PAC添加装置、搅拌箱、超磁污水净化箱、磁种回收装置、去氨氮药剂添加装置、活性炭清洗装置、超滤清洗装置、消毒药剂添加装置和脱泥装置均和电控柜连接；

所述搅拌箱、超磁污水净化箱、第一水箱、活性炭过滤装置、第二水箱、纳米超滤装置、第三水箱、PAM添加装置、PAC添加装置、去氨氮药剂添加装置、活性炭清洗装置、消毒药剂添加装置、超滤清洗装置、抽水泵、磁种回收装置、脱泥装置和电控柜均位于集装箱内。

2.根据权利要求1所述的智能污水处理装置，其特征在于，所述第三水箱上安装检测传感器；

所述检测传感器包括COD检测传感器、SS检测传感器、氨氮检测传感器、BOD检测传感器、总氮检测传感器、总磷检测传感器和总汞检测传感器。

3.根据权利要求2所述的智能污水处理装置，其特征在于，所述抽水泵、PAM添加装置和PAC添加装置分别通过管道与搅拌箱连接；

所述抽水泵、PAM添加装置和PAC添加装置与搅拌箱之间的管道上分别设置水流量计、PAM流量计和PAC流量计。

4.根据权利要求3所述的智能污水处理装置，其特征在于，所述去氨氮药剂添加装置与第一水箱之间的管道上安装用于控制去氨氮药剂添加量的流量计，所述消毒药剂添加装置与第二水箱之间的管道上安装用于控制消毒药剂添加量的流量计。

5.根据权利要求4所述的智能污水处理装置，其特征在于，所述水流量计、PAM流量计、PAC流量计、用于控制去氨氮药剂添加量的流量计和用于控制消毒药剂添加量的流量计均采用液体电磁流量计。

6.根据权利要求5所述的智能污水处理装置，其特征在于，所述电控柜内部设有智能远程控制终端、主控制器、输入模块和输出模块；

所述检测传感器、水流量计、PAM流量计、PAC流量计、用于控制去氨氮药剂添加量的流量计和用于控制消毒药剂添加量的流量计均通过输入模块连接主控制器，所述主控制器通过输出模块连接抽水泵、PAM添加装置、PAC添加装置、搅拌箱、超磁污水净化箱、磁种回收装置、去氨氮药剂添加装置、活性炭清洗装置、超滤清洗装置、消毒药剂添加装置和脱泥装置；所述智能远程控制终端与主控制器之间双向连接实现通讯。

7.根据权利要求6所述的智能污水处理装置，其特征在于，所述输入模块包括模拟量输入模块和数字量输入模块；所述模拟量输入模块选择西门子EM231或SM1231，所述数字量输入模块选用西门子EM221或SM1221；

所述输出模块包括模拟量输出模块和数字量输出模块；所述数字量输出模块选用西门子SM1223或EM222，所述模拟量输出模块选用西门子EM232或SM 1232。

8.根据权利要求1所述的智能污水处理装置，其特征在于，所述第三水箱一侧安装纳米超滤装置，其另一侧安装脱泥装置；

所述第三水箱中的水经过静置后排至排水井，所述脱泥装置通过管道连接泥浆回收箱。