CN213037492U - 一种用于深度反硝化反应器装置的电气控制及自动化系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种用于深度反硝化反应器装置的电气控制及自动化系统，深度反硝化反应器装置包括反硝化滤池，还包括进水管、设置在进水管上的进水阀、出水管、设置在出水管上的出水阀、排水管和设置在排水管上的排水阀，反硝化滤池连接有气反洗管和水反洗管，气反洗管上设有气反洗阀和鼓风机，水反洗管上设有水反洗阀和水泵，还包括控制器，进水阀、出水阀、气反洗阀、鼓风机、水反洗阀、水反洗阀和水泵均与控制器连接，控制器控制各个阀门和泵的开启或关闭；所述反硝化滤池上方设置有液位传感器，液位传感器与控制器连接。本申请具有改善现有深度反硝化反应器装置中人工控制阀门/泵存在的操作麻烦，提高工作效率的效果。

Description

一种用于深度反硝化反应器装置的电气控制及自动化系统

技术领域

本申请涉及污水处理的技术领域，尤其是涉及一种用于深度反硝化反应器装置的电气控制及自动化系统。

背景技术

污水处理时，需要将污水中的有机氮依次被异养型微生物、自养硝化细菌转化为硝态氮，硝态氮在缺氧条件下，经反硝化细菌作用被还原转化为氮气，达到污水脱氮的目的。

目前已有授权公告号为CN204803073U的中国实用新型专利公开了一种反硝化深床滤池结构，包括反硝化滤池，反硝化滤池内设置有滤料层，水经过反硝化滤池的滤料层，污染物会截留在滤料层内，随着反硝化滤池滤料层的悬浮物不断的被截留，会降低过滤效果，因此需要反冲洗来去除截留的固体物，反硝化滤池设置有气反冲洗过程、水反冲洗过程和气水反冲洗过程。

针对上述中的相关技术，在实现水处理的反硝化过滤、气反洗、水反洗、气水反洗功能时，需要对进水阀、出水阀、排水阀、水反冲洗阀、水反冲洗泵、气反洗阀和气反冲洗风机的打开和关闭作相应的人工操作，发明人认为存在有操作麻烦、工作效率低的缺陷。

实用新型内容

为了改善现有深度反硝化反应器装置中人工控制阀门/泵存在的操作麻烦、工作效率低的问题，本申请提供了一种用于深度反硝化反应器装置的电气控制及自动化系统。

本申请提供的一种用于深度反硝化反应器装置的电气控制及自动化系统采用如下的技术方案：

一种用于深度反硝化反应器装置的电气控制及自动化系统，深度反硝化反应器装置包括反硝化滤池，还包括进水管、设置在进水管上的进水阀、出水管、设置在出水管上的出水阀、排水管和设置在排水管上的排水阀，反硝化滤池连接有气反洗管和水反洗管，气反洗管上设有气反洗阀和鼓风机，水反洗管上设有水反洗阀和水泵，还包括控制器，所述进水阀、出水阀、气反洗阀、鼓风机、水反洗阀、水反洗阀和水泵均与控制器连接，控制器控制进水阀、出水阀、气反洗阀、鼓风机、水反洗阀、水反洗阀和水泵的开启或关闭；

所述反硝化滤池上方设置有用于检测反硝化滤池内液位是否到达最高水位和最低水位的液位传感器，液位传感器与控制器连接。

通过采用上述技术方案，根据液位传感器对反硝化滤池内的水位进行的实时检测，当到达最高水位和最低水位时，控制器可以控制各个阀门和泵的开启和关闭，因此实现深度反硝化装置的自动运转，无需人工操作控制阀门/泵，工作效率高。

可选的，所述反硝化滤池内由上至下设置有滤料层和滤砖层，进水管与反硝化滤池上部的侧壁连通，出水管与滤砖层接触的反硝化滤池侧壁连通，排水管与位于滤料层上方的反硝化滤池侧壁连通，在与滤砖层接触的反硝化滤池侧壁上连通有反洗管，反洗管与反硝化滤池内部连通，反洗管、气反洗管和水反洗管通过一三通管件连通。

通过采用上述技术方案，进水管向反硝化滤池内注入污水，污水经过净化过滤后，从出水管排出，在进行水反洗、气反洗和气水反洗时，反洗的气和水均从反硝化滤池的底端向上反冲，然后反洗的废水从排水管排出，气反洗管和水反洗管分别连接在三通管件的另两端，可使在气水反洗模式启动的时候，气体和反洗水同时从反洗管进入到反硝化滤池内。

可选的，还包括与控制器连接的按键模块，用于分别启动或关闭自动运转模式、气反洗模式、水反洗模式或气水反洗模式。

通过采用上述技术方案，直接按下按键模块中的相应按键，即可控制自动运转模式、气反洗模式、水反洗模式或气水反洗模式的开启或者关闭，操作便利。

可选的，还包括与控制器连接的多个指示灯，用于分别指示进水阀、出水阀、排水阀、气反洗阀和水反洗阀的开启或关闭。

通过采用上述技术方案，可以更加直观地观察到各个阀门和泵的启闭状态。

可选的，位于所述排水阀远离反硝化滤池一侧的排水管上设置有水压传感器，水压传感器与控制器连接，排水管上设置有疏通装置，疏通装置位于排水阀与反硝化滤池之间，疏通装置与控制器连接。

通过采用上述技术方案，水压传感器可检测到排水管内固体物的排出状态，当水反洗模式和气水反洗模式打开时，水压传感器检测到水压减小到一定阈值时，排水管内可能堵塞，此时控制器接收到排水管堵塞的信号，启动疏通装置进行疏通，使废水顺利流出。

可选的，所述疏通装置包括设置在排水管上的连接管，连接管与排水管连通，连接管内设置有疏通排水管的搅动机构。

通过采用上述技术方案，当排水管内发生堵塞时，搅动机构对排水管进行疏通，使排水的过程更加顺畅。

可选的，所述搅动机构包括设在连接管上的连接柱，连接柱内部设有空腔，连接柱一端伸入连接管内部，连接柱另一端上安装有与控制器连接的电机，电机输出端固定伸入连接柱内的转动杆，转动杆底端连接有第一锥齿轮；连接柱的底端转动连接有伸入连接管内的搅动杆，搅动杆上固定搅动叶，搅动杆与连接管轴线平行，位于连接柱内的搅动杆上固定有与第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮。

通过采用上述技术方案，当控制器接收到水压传感器的信号时，控制器控制电机启动，电机启动，转动杆带动第一锥齿轮转动，第一锥齿轮带动第二锥齿轮转动，第二锥齿轮带动搅动杆转动，搅动杆上的搅动叶搅动疏通排水管，使固体物顺利排出。

可选的，所述连接管的管径大于排水管的管径。

通过采用上述技术方案，增加连接管的管径，使其能足够空间容纳连接柱、搅动杆等组件，使污水能顺利排出。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.根据液位传感器对反硝化滤池内的水位进行的实时检测，当到达最高水位和最低水位时，控制器可以控制各个阀门和泵的开启和关闭，因此实现深度反硝化装置的自动运转，无需人工操作控制阀门/泵，工作效率高；

2.深度反硝化装置的不同模式启动后，控制器启动各个阀门和泵的自动启动，实现无需人为监测，提高工作效率；

3.当水反洗模式和气水反洗模式打开时，排水管内可能堵塞启动疏通装置进行疏通，使废水顺利流出。

附图说明

图1是本申请的整体结构示意图；

图2是图1中A部分的局部放大示意图；

图3是本申请的结构框图。

附图标记说明：1、反硝化滤池；11、滤料层；12、滤砖层；2、进水管；3、进水阀；4、出水管；5、出水阀；6、主控箱；61、控制器；62、按键模块；63、电源模块；7、液位传感器；8、反洗管；9、气反洗管；13、气反洗阀；14、鼓风机；15、水反洗管；16、水反洗阀；17、水泵；18、疏通装置；181、连接管；182、连接柱；183、电机；184、转动杆；185、第一锥齿轮；186、搅动杆；187、搅动叶；188、第二锥齿轮；19、排水管；20、排水阀；21、水压传感器；22、指示灯。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图1-3及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请实施例公开一种用于深度反硝化反应器装置的电气控制及自动化系统。参照图1和图2，深度反硝化反应器装置包括反硝化滤池1，反硝化滤池1内设置有滤料层11和滤砖层12，滤砖层12固定在反硝化滤池1的底部，滤料层11覆盖在滤砖层12上部。

反硝化滤池1上部侧壁连通有进水管2，进水管2上安装有进水阀3。反硝化滤池1与滤砖层12接触的侧壁上连通有出水管4，出水管4上安装有出水阀5。待处理的污水从进水管2进入到反硝化滤池1内，水经过反硝化滤池1的滤料层11，污染物被截留在滤料层11内，达到污水处理的目的，滤砖层12使得反洗的气体和反洗水得到均匀无盲区的分布。

参照图1和图3，在深度反硝化反应器装置旁设置有主控箱6，主控箱6内设置有控制器61，控制器61可以为STC15W系列单片机。进水阀3和出水阀5均为电磁阀，进水阀3和出水阀5均与控制器61连接。主控箱6上还设置有与控制器61连接的按键模块62，按键模块62包括自动键。深度反硝化反应器装置具有自动运转模式，即按下自动键，进入自动运转模式，可以自动控制反硝化滤池1的进水和出水。

参照图1和图3，在反硝化滤池1的上方设置有液位传感器7，液位传感器7采用超声波液位计，超声波液位计的型号可以为SIN-ZP，液位传感器7通过固定架安装在反硝化滤池1上方，并且液位传感器7与控制器61连接。液位传感器7用于检测反硝化滤池1内的水位高度，并将得到的模拟信号传送至控制器61。反硝化滤池1具有最高水位和最低水位，最高水位在进水管2以下并靠近进水管2，最低水位靠近滤料层11的上表面。

当水位到达最高水位时，控制器61接收到液位传感器7输出的高电位信号，即控制进水阀3关闭，出水阀5打开；当水位到达最低水位时，控制器61接收到液位传感器7输出的低电位信号，即控制出水阀5关闭，进水阀3打开。

控制器61自动控制进水阀3和出水阀5的启闭，深度反硝化反应器装置的净化过程自动运转。

然而，随着滤料层11对污水进行净化处理，一些固体物被不断截留在滤料层11内，使污水的净化效果降低。因此需要反冲洗来去除截留的固体物。由于固体物负荷高、床体深，因此需要高强度的反冲洗。反冲洗包括气反洗、水反洗和气水反洗三种模式。

参照图1和图3，在反硝化滤池1与滤砖层12连通的侧壁上连通有反洗管8，反洗管8与反硝化滤池1内部连通。反洗管8连接在一个三通管件的一端，三通管件的另两端分别连接有气反洗管9和水反洗管15。在位于滤料层11上方的反硝化滤池1的侧壁上连通有排水管19，排水管19上设置有排水阀20，排水阀20为电磁阀，并与控制器61连接。

参照图1和图3，气反洗管9上连接有气反洗阀13和鼓风机14，气反洗阀13位于反硝化滤池1和鼓风机14之间，气反洗阀13为电磁阀，且气反洗阀13和鼓风机14均与控制器61连接。水反洗管15上连接有水反洗阀16和水泵17，水反洗阀16位于反硝化滤池1和水泵17之间，水反洗阀16为电磁阀，且水反洗阀16和水泵17均与控制器61连接。

按键模块62包括气反洗键，气反洗键被按下后，气反洗模式启动。当启动气反洗模式时，控制器61控制进水阀3和出水阀5关闭，控制气反洗阀13和鼓风机14关闭，鼓风机14向反硝化滤池1内充气，气反洗过程伴随着氮气释放。

按键模块62包括水反洗键，水反洗键被按下后，水反洗模式启动。当启动水反洗模式时，控制器61控制进水阀3、出水阀5、气反洗阀13和鼓风机14关闭，控制水反洗阀16和水泵17打开，进行水反洗，当液位传感器7检测到反硝化滤池1内水位到达最高水位后，控制器61接收到液位传感器7输出的高电位信号，控制器61控制水反洗阀16和水泵17关闭，待滤料层11稳定后，控制器61控制排水阀20打开，将污水排出。

按键模块62还可以包括气水反洗键，气水反洗键按下后，气水反洗模式开启。当启动气水反洗模式时，控制器61控制进水阀3和出水阀5关闭，并控制气反洗阀13、鼓风机14、水反洗阀16和水泵17打开，进行气水反洗，当液位传感器7检测到反硝化滤池1内水位到达最高水位后，控制器61接收到液位传感器7输出的高电位信号，控制器61控制气反洗阀13、鼓风机14、水反洗阀16和水泵17关闭，待滤料层11稳定后，控制器61控制排水阀20打开，将污水排出。

参照图1和图2，再而，经过反冲洗后的污水中悬浮有固体物，固体物从排水管19排出时可能会堵塞排水管19。因此在排水管19上还可以连接有疏通装置18。

疏通装置18包括连接在排水管19上的连接管181，连接管181位于两段排水管19之间，连接管181位于排水阀20和反硝化滤池1之间，连接管181的管径大于排水管19的管径，而在连接管181的侧壁上固定有伸入连接管181内部的连接柱182，连接柱182内部设置有空腔。

连接柱182的顶端开设有转动孔，并且连接柱182的顶面固定有电机183，电机183与控制器61（参照图3）连接，电机183的输出端通过转动孔伸入连接柱182并固定有转动杆184，转动杆184端部固定有第一锥齿轮185。在连接柱182的底端转动连接有与连接管181轴线平行的搅动杆186，搅动杆186从连接柱182侧壁伸出，且伸出部分固定有多个与搅动杆186垂直的搅动叶187，搅动杆186上固定有与第一锥齿轮185啮合的第二锥齿轮188。

在连接柱182上供搅动杆186伸出的孔的侧壁上设置有密封垫，防止水进入到连接柱182内部的空腔内。

参照图1和图3，在排水阀20远离反硝化滤池1一端的排水管19上设置有水压传感器21，水压传感器21的型号为SWY-6，水压传感器21与控制器61连接。排水管19内水压正常时，控制器61接收到水压传感器21的高电位信号，排水管19内水压减小到一定阈值时，控制器61接收到水压传感器21的低电位信号。

在启动水反洗模式或气水反洗模式时，当排水阀20打开后，控制器61仍然接收到液位传感器7的高电位信号，并接收到水压传感器21的低电位信号时，排水管19很可能已经堵塞，因此控制器61控制电机183启动，转动杆184带动第一锥齿轮185转动，第一锥齿轮185带动第二锥齿轮188转动，第二锥齿轮188带动搅动杆186转动，搅动杆186上的搅动叶187搅动，使固体物顺利排出，达到疏通排水管19的作用；当控制器61接收到液位传感器7的低电位信号时，控制器61控制排水阀20关闭。

参照图1和图3，控制箱上还设置有多个指示灯22，并均与控制器61连接，指示灯22用于显示各个阀门和泵的启闭，可以更直观地查看阀门和泵的启闭状态。例如当进水阀3打开时，控制器61控制与进水阀3对应的指示灯22亮起，当进水阀3关闭后，控制器61控制对应的指示灯22熄灭。

控制箱内还设置有为整个系统内各个器件供电的电源模块63。

本申请实施例一种用于深度反硝化反应器装置的电气控制及自动化系统的实施原理为：当按下自动键时，自动运转模式启动，当控制器61接收到液位传感器7输出的高电位信号时，即控制进水阀3关闭，出水阀5打开；当控制器61接收到液位传感器7输出的低电位信号时，即控制出水阀5关闭，进水阀3打开。

当按下气反洗键时，气反洗模式启动，控制器61控制进水阀3和出水阀5关闭，控制气反洗阀13和鼓风机14打开，鼓风机14向反硝化滤池1内充气，气反洗过程伴随着氮气释放。

当按下水反洗键时，水反洗模式启动，控制器61控制进水阀3、出水阀5、气反洗阀13和鼓风机14关闭，控制水反洗阀16和水泵17打开，进行水反洗；当液位传感器7检测到反硝化滤池1内水位到达最高水位后，控制器61控制水反洗阀16和水泵17关闭，待滤料层11稳定后，控制排水阀20打开，将污水排出。

当按下气水反洗键时，气水反洗模式启动，控制器61控制进水阀3和出水阀5关闭，控制气反洗阀13、鼓风机14、水反洗阀16和水泵17打开，进行气水反洗；当液位传感器7检测到反硝化滤池1内水位到达最高水位后，控制器61控制气反洗阀13、鼓风机14、水反洗阀16和水泵17关闭，待滤料层11稳定后，控制器61控制排水阀20打开，将污水排出。

当水反洗模式或气水反洗模式启动时，且排水阀20打开后，控制器61仍然接收到液位传感器7的高电位信号，并接收到水压传感器21的低电位信号时，控制器61控制电机183启动，搅动杆186和搅动叶187搅动，使固体物顺利排出。

当各个阀门打开或泵启动时，控制器61控制对应的指示灯22点亮；当各个阀门或泵关闭时，控制器61控制对应的指示灯22关闭。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，本说明书（包括摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

Claims (8)

1.一种用于深度反硝化反应器装置的电气控制及自动化系统，深度反硝化反应器装置包括反硝化滤池（1），还包括进水管（2）、设置在进水管（2）上的进水阀（3）、出水管（4）、设置在出水管（4）上的出水阀（5）、排水管（19）和设置在排水管（19）上的排水阀（20），反硝化滤池（1）连接有气反洗管（9）和水反洗管（15），气反洗管（9）上设有气反洗阀（13）和鼓风机（14），水反洗管（15）上设有水反洗阀（16）和水泵（17），其特征在于：还包括控制器（61），所述进水阀（3）、出水阀（5）、气反洗阀（13）、鼓风机（14）、水反洗阀（16）、水反洗阀（16）和水泵（17）均与控制器（61）连接，控制器（61）控制进水阀（3）、出水阀（5）、气反洗阀（13）、鼓风机（14）、水反洗阀（16）、水反洗阀（16）和水泵（17）的开启或关闭；

所述反硝化滤池（1）上方设置有用于检测反硝化滤池（1）内液位是否到达最高水位和最低水位的液位传感器（7），液位传感器（7）与控制器（61）连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于深度反硝化反应器装置的电气控制及自动化系统，其特征在于：所述反硝化滤池（1）内由上至下设置有滤料层（11）和滤砖层（12），进水管（2）与反硝化滤池（1）上部的侧壁连通，出水管（4）与滤砖层（12）接触的反硝化滤池（1）侧壁连通，排水管（19）与位于滤料层（11）上方的反硝化滤池（1）侧壁连通，在与滤砖层（12）接触的反硝化滤池（1）侧壁上连通有反洗管（8），反洗管（8）与反硝化滤池（1）内部连通，反洗管（8）、气反洗管（9）和水反洗管（15）通过一三通管件连通。

3.根据权利要求1所述的一种用于深度反硝化反应器装置的电气控制及自动化系统，其特征在于：还包括与控制器（61）连接的按键模块（62），用于分别启动或关闭自动运转模式、气反洗模式、水反洗模式或气水反洗模式。

4.根据权利要求1所述的一种用于深度反硝化反应器装置的电气控制及自动化系统，其特征在于：还包括与控制器（61）连接的多个指示灯（22），用于分别指示进水阀（3）、出水阀（5）、排水阀（20）、气反洗阀（13）和水反洗阀（16）的开启或关闭。

5.根据权利要求1所述的一种用于深度反硝化反应器装置的电气控制及自动化系统，其特征在于：位于所述排水阀（20）远离反硝化滤池（1）一侧的排水管（19）上设置有水压传感器（21），水压传感器（21）与控制器（61）连接，排水管（19）上设置有疏通装置（18），疏通装置（18）位于排水阀（20）与反硝化滤池（1）之间，疏通装置（18）与控制器（61）连接。

6.根据权利要求5所述的一种用于深度反硝化反应器装置的电气控制及自动化系统，其特征在于：所述疏通装置（18）包括设置在排水管（19）上的连接管（181），连接管（181）与排水管（19）相连通，连接管（181）内设置有疏通排水管（19）的搅动机构。

7.根据权利要求6所述的一种用于深度反硝化反应器装置的电气控制及自动化系统，其特征在于：所述搅动机构包括设在连接管（181）上的连接柱（182），连接柱（182）内部设有空腔，连接柱（182）一端伸入连接管（181）内部，连接柱（182）另一端上安装有与控制器（61）连接的电机（183），电机（183）输出端固定有伸入连接柱（182）内的转动杆（184），转动杆（184）底端连接有第一锥齿轮（185）；连接柱（182）的底部转动连接有伸入连接管（181）内的搅动杆（186），搅动杆（186）上固定有搅动叶（187），搅动杆（186）与连接管（181）轴线平行，位于连接柱（182）内的搅动杆（186）上固定有与第一锥齿轮（185）啮合的第二锥齿轮（188）。

8.根据权利要求6或7所述的一种用于深度反硝化反应器装置的电气控制及自动化系统，其特征在于：所述连接管（181）的管径大于排水管（19）的管径。

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