CN216337157U - 基于嵌入式系统的农村污水处理装置智能控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及嵌入式控制技术领域，具体涉及基于嵌入式系统的农村污水处理装置智能控制系统。具体技术方案为：基于嵌入式系统的农村污水处理装置智能控制系统，包括污水处理装置，所述污水处理装置包括依次连通的厌氧池、曝气池和沉淀池，所述控制系统包括控制器和与控制器电性连接的进水检测模块、水质检测模块和自动曝气模块，所述进水检测模块设置在厌氧池的进水管上，所述水质检测模块分别设置在厌氧池和沉淀池内。本实用新型解决了现有污水处理装置所存在的维护难、成本高、处理效果不佳的问题。

Description

基于嵌入式系统的农村污水处理装置智能控制系统

技术领域

本实用新型涉及嵌入式控制技术领域，具体涉及基于嵌入式系统的农村污水处理装置智能控制系统。

背景技术

农村污水一般包括厨房用水、洗涤用水、厕所用水等，这些用水分散，农村没有统一的收集设施，随着雨水的冲刷，这些污水随着地表流入河流、池塘、沟渠等。因此，对农村污水的处理存在着间歇性排放、水质水量波动大等问题。而当前主流的污水处理装置一般采用好氧生物处理系统，通过给污水输氧，分解污水中的有机物，促进微生物生长，并以剩余污泥的形式排出，最后将处理的污水进行排放。由于农村居民居住比较分散，因此，对污水无论是集中处理还是分散处理，存在着维护难，成本高、处理效果不佳等问题，难以在农村推广应用。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了基于嵌入式系统的农村污水处理装置智能控制系统，解决了现有污水处理装置所存在的维护难、成本高、处理效果不佳的问题。

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：

本实用新型公开了基于嵌入式系统的农村污水处理装置智能控制系统，包括污水处理装置，所述污水处理装置包括依次连通的厌氧池、曝气池和沉淀池，所述控制系统包括控制器和与控制器电性连接的进水检测模块、水质检测模块和自动曝气模块，所述进水检测模块设置在厌氧池的进水管上，所述水质检测模块分别设置在厌氧池和沉淀池内。

优选的，所述自动曝气模块设置在曝气池上，所述自动曝气模块包括曝气器和与其连接的曝气盘，所述曝气盘设置在曝气池内，所述曝气器上设置有控制其启闭的继电器，所述曝气器和继电器分别与控制器电性连接。

优选的，所述进水检测模块包括水流量传感器，所述水质检测模块包括浊度传感器。

优选的，所述沉淀池上设置有回流泵，所述回流泵的出水口通过管道与厌氧池连通，所述回流泵与控制器电性连接。

优选的，所述沉淀池的排水口与人工湿地连通。

优选的，所述控制器电性连接有显示屏。

本实用新型具备以下有益效果：

1.本实用新型公开了一种基于STM32单片机和浊度传感器的智能控制系统，实现农村污水低成本、低维护、稳定高效的处理。该系统包括进水检测模块、水质检测模块、自动曝气模块三个模块，通过传感器进行信息的采集和反馈，将进水、排水、曝气、回流等过程协同控制，实现精准智能控制、成本低廉和方便控制的目标。

2.本实用新型所公开的污水处理装置智能控制系统，包括污水处理装置(生化处理模块和生态处理模块)及智能控制系统。控制系统包括控制中枢STM32单片机(控制器)、进水检测模块、水质检测模块、自动曝气模块等污水处理模块，拟由控制中枢STM32单片机将这三个模块协同控制起来，最终解决农村污水排放存在间歇性波动、污水曝气处理频率及时常需要人工控制的特点，使得污水处理系统能够高效低成本的运行，实现对高浓度污水的精准处理。

此外，控制中枢可根据不同的应用场景选择性的添加功能。针对农村散户污水处理，控制中枢将提前写入数据，进行污水处理，而针对村落集中污水处理，控制中枢将在前面的基础上，增加液晶显示触摸屏，使之可以人工进行参数的设置修改。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为进水检测模块结构示意图；

图3为进水检测模块控制流程图；

图4为水质检测模块和自动曝气模块的结构示意图；

图5为水质检测模块的控制流程图；

图6为自动曝气模块的示意图；

图7为污水处理装置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

若未特别指明，实施举例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。

参考图1-图7，本实用新型公开了基于嵌入式系统的农村污水处理装置智能控制系统，包括污水处理装置，污水处理装置包括生化处理模块和与其连通的生态处理模块。其中，生化处理模块包括依次连通的厌氧池、曝气池和沉淀池，沉淀池上设置有回流泵，回流泵的出水口通过管道与厌氧池连通。生态处理模块为人工湿地，沉淀池与人工湿地连通，使沉淀池中的水自流到人工湿地进行湿地进化。

进一步的，控制系统包括控制器和与控制器电性连接的进水检测模块、水质检测模块和自动曝气模块(也是图4所示的曝气装置)，进水检测模块设置在厌氧池的进水管上，水质检测模块分别设置在厌氧池和沉淀池内。其中，控制器为STM32单片机，与回流泵电性连接；参考图2-3所示，进水检测模块包括水流量传感器，具体为YF-S201水流量传感器，该传感器采用多叶片的转子采集流入污水的总流量与平均流速，并将数据值传入控制器的内存中，控制器通过数据分析来判别下一步应当启动的模块，即无进水时停止曝气和回流；有进水但低于某流量时，不启动曝气和回流，污水经由生化处理模块直接流入人工湿地；有进水且高于某流量时，启动水质检测模块。需要说明的是：对于进水流量低于某流量或高于某流量的具体数值设置，根据实际需要进行设置即可，该数值的设置并不会影响本方案的实施。

参考图5所示，水质检测模块包括浊度传感器，分别设置在厌氧池的进水管和沉淀池的出水管上，主要应用于厌氧池进水端的初次水质检测和沉淀池内污水排放到人工湿地的排放端的二次水质检测。参考图4所示，水质的初次检测和二次检测均通过浊度传感器分别对厌氧池的进水和沉淀池中的污水浊度参数进行采集，通过A/D转换(模数转换)，将采集的数据反馈到控制器中。对于厌氧池进水端的初次水质检测：当进水量达到启动污水检测标准时，启动水质检测，将检测结果传输到STM32单片机，根据初次水质检测结果，判断曝气是否启动。对于沉淀池内污水的二次水质检测：当浊度传感器传输的污水数据经STM32单片机分析后，决定回流泵的开启与否，即当经过曝气池处理后的污水若达到污水排放标准，回流泵不开启，沉淀池中的水自流到人工湿地进行湿地净化；反之则开启，将沉淀池中的污水经回流泵回流到厌氧池，重新净化处理。

进一步的，参考图6所示，自动曝气模块通过控制器控制，自动曝气模块设置在曝气池的底部，自动曝气模块包括曝气器和与其连接的曝气盘，曝气盘设置在曝气池内，曝气器上设置有控制其启闭的继电器，曝气器和继电器分别与控制器电性连接。需要说明的是：曝气器、曝气盘和继电器属于现有设备，至于连接的方式和在曝气池内设置的位置，根据现有技术进行常规设置即可。对于自动曝气模块的控制，控制器(STM32单片机)读取浊度传感器初次检测的数据，并根据检测结果来决定是否启动曝气器进行鼓风曝气，即污水浊度没有达到人工设定的污水标准时，不启动曝气，污水自流通过曝气池；而当污水浓度达到污水标准时，启动曝气。当没有水进入曝气池后，曝气器可以选择直接停止曝气或者在经过人工设定的时间如30min后停止曝气。其中STM32单片机驱动曝气器的开启与关闭，需要通过连接继电器，通过控制STM32单片机输出电平的高低来控制继电器的COM口的衔铁吸合与断开。

进一步的，控制器电性连接有显示屏。具体的：在散户污水处理系统的基础上，由STM32单片机外接显示TFT-LCD触摸屏，使污水处理过程中的各类参数能够人为的输入控制，并且实时反应污水的处理进程。此外，还可以通过STM32单片机串口向连接了串口USB的上位机传输实时数据，也可以通过添加ESP-8266wifi模块向手机app或小程序传输实时数据。

可触显示屏与STM32单片机连接，使用者可以通过该显示屏设置污水处理系统中的各个参数，如设置水质检测模块是否工作的进水流量的最大值、设置曝气器是否启动的浊度临界值、曝气时间等。

本实用新型的整个系统各个模块需要在其各自负责的功能中正常运行，能在STM32单片机的控制下完成厌氧池、曝气池、沉淀池之间的信息交换，并依照STM32单片机发出的指令协调完成各项任务。此外，各项参数以及曝气效率等要达到预期的目标，使本实用新型能够有正常的投入使用的技术支持。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，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。

以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.基于嵌入式系统的农村污水处理装置智能控制系统，包括污水处理装置，其特征在于：所述污水处理装置包括依次连通的厌氧池、曝气池和沉淀池，所述控制系统包括控制器和与控制器电性连接的进水检测模块、水质检测模块和自动曝气模块，所述进水检测模块设置在厌氧池的进水管上，所述水质检测模块分别设置在厌氧池和沉淀池内。

2.根据权利要求1所述的基于嵌入式系统的农村污水处理装置智能控制系统，其特征在于：所述自动曝气模块设置在曝气池上，所述自动曝气模块包括曝气器和与其连接的曝气盘，所述曝气盘设置在曝气池内，所述曝气器上设置有控制其启闭的继电器，所述曝气器和继电器分别与控制器电性连接。

3.根据权利要求1所述的基于嵌入式系统的农村污水处理装置智能控制系统，其特征在于：所述进水检测模块包括水流量传感器，所述水质检测模块包括浊度传感器。

4.根据权利要求1所述的基于嵌入式系统的农村污水处理装置智能控制系统，其特征在于：所述沉淀池上设置有回流泵，所述回流泵的出水口通过管道与厌氧池连通，所述回流泵与控制器电性连接。

5.根据权利要求1所述的基于嵌入式系统的农村污水处理装置智能控制系统，其特征在于：所述沉淀池的排水口与人工湿地连通。

6.根据权利要求1所述的基于嵌入式系统的农村污水处理装置智能控制系统，其特征在于：所述控制器电性连接有显示屏。

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