CN109368853A - 一种自适应污水处理系统和污水处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种自适应污水处理系统，包括对污水预处理的预处理模块、对污水深度处理且相互相连的若干个污水处理模块，预处理模块通过管道与污水处理模块相连，预处理模块和所述污水处理模块分别与控制模块电连接，本发明还提出一种使用自适应污水处理系统的污水处理方法。相对现有技术，本发明技术方案具有自适应以及智能化控制等优点，可有效对污水处理实现自动化和智能化控制以及降低制造成本和人力成本。

Description

一种自适应污水处理系统和污水处理方法

技术领域

本发明涉及自动化污水处理技术领域，特别涉及一种自适应污水处理系统和污水处理方法。

背景技术

现有技术的污水处理工艺中，厌氧膜床装置为高效的污水厌氧处理装置，其具有启动快、污泥不容易流失以及可选用不同材质填料等优点，而曝气生物滤池则是另一种高效的污水好氧处理装置，其集生物氧化和截留悬浮固体等工序集为一体，因此可简化工艺以及降低成本。

然而，厌氧膜床和曝气生物滤池也存在一定缺陷，其中厌氧处理的污水处理的反应时间比较长且需要大面积的处理池，这样导致了厌氧处理工艺的污水池占用了较大土地面积却出现处理能力较低等情况。而好氧处理工艺的缺点则需要对进水的悬浮物浓度要求较高、存在水头损失较大且需要定期进行反冲洗等缺点。与此同时，上述两种工艺的污水COD水平容易发生较大波动，这样容易导致污水处理过程和结果变得不可控。

另外，现阶段的各种污水处理系统大多数都采用厌氧和好氧进行结合的二级生化工艺，而采用这两种工艺的污水处理系统既能够同时具备厌氧和好氧优点，但也存在好氧和厌氧相应的缺点，特别在对污水的预处理要求偏高的情况下，需要对污水进入各种药剂进行适应调整，这样不仅延长处理周期、增加运行成本且增加污泥的产生量。

因此如何在采用上述两种工艺的情况下能够克服其存在的固有缺点，并提高系统的处理效率、降低运行成本以及节约建筑占地面积，最终使污水处理过程变得更加稳定和可控显得非常必要。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种自适应污水处理系统和污水处理方法，旨在对污水处理实现自动化和智能化控制以及降低制造成本和人力成本。

为实现上述目的，本发明提出的一种自适应污水处理系统，包括对污水预处理的预处理模块、对污水深度处理且相互相连的若干个污水处理模块，所述预处理模块通过管道与所述污水处理模块相连，所述预处理模块和所述污水处理模块分别与控制模块电连接。

优选地，所述预处理模块包括通过管道依次相连的加药模块、预处理反应釜以及高速过滤装置。

优选地，所述加药模块包括相互独立的酸性药箱、碱性药箱、聚丙药箱以及聚铝药箱，每个药箱分别设有独立的输药水泵与所述预处理反应釜顶部相连，并且所述输药水泵与所述控制器电连接。

优选地，所述预处理反应釜上半部结构为圆柱腔体，下半部结构为倒圆锥腔体，所述预处理反应釜内设有pH检测探头和COD检测探头检测腔体内水体参数，所述预处理反应釜上部内设有用于搅拌液体的混合搅拌机以及用于检测水位高度的水位传感器；所述pH检测探头、所述COD检测探头、所述混合搅拌机以及所述水位传感器分别与所述控制器电连接；所述预处理反应釜外周面设有水位显示器，所述水位显示器底部与所述预处理反应釜底部相通，所述水位显示器顶部与所述预处理反应釜顶部相通。

优选地，所述高速过滤器包括通过管道依次相连的排水阀门、过滤水泵、废渣分离管道、高速过滤器以及预处理排水阀门，所述废渣分离管道下游管段还相连有废渣排放管道。

优选地，所述污水处理模块包括反应釜、臭氧发生器组、水泵组以及空气压缩机，所述反应釜分别通过管道与所述臭氧发生器组和所述水泵组相连形成循环回路；所述反应釜的上部为圆柱腔体且下部为棱锥腔体，与所述控制器电连接的所述臭氧发生器组由若干个臭氧发生器组成，所述臭氧发生器可部分或全部工作向所述反应釜输送不同浓度臭氧水，所述水泵组的反冲洗泵通过管道向所述反应釜底部自下而上进行冲刷。

优选地，所述反冲洗泵的另一端与空气压缩机和/或反冲洗蓄水池相连。

本发明还提出一种使用所述自适应污水处理系统的污水处理方法，包括以下步骤：

S1：待处理污水通过管道输送至所述预处理反应釜内，所述pH检测探头检测待处理污水的酸碱度，所述COD检测探头检测待处理污水的COD值，所述pH检测探头和所述COD检测探头将检测到的数值发送至所述控制器，所述控制器判断待处理污水参数是否处于范围内并设计预处理方案；

S2若检测参数超出要求范围，所述控制器控制相应所述输药水泵将所需药液输送至所述预处理反应釜内，药液与待处理污水混合并直至循环检测的参数值符合要求范围；

S3：符合参数要求的污水经所述高度过滤装置实现污水与废渣分离，废渣经所述废渣排放管道排放至相应位置进行后续处理；符合参数要求的污水经相应管道输送至所述污水处理模块的若干个反应釜内，所述控制器根据所述反应釜内的COD传感器的污水检测数值，相应控制所述臭氧发生器组的所述臭氧发生器部分或全部电解产生适应浓度的臭氧水进入所述反应釜内对污水进行化学反应，杀灭污水中细菌等有害物质以及加速有机物降解；

S4：待所述反应釜的所述COD传感器循环检测污水水体参数符合要求后，经pH传感器对污水进一步检测，再经过废渣沉淀和高精密过滤后，通过排放管道将污水向外排放。

优选地，所述步骤S3中若干个所述反应釜可以串联、并联、串联和并联结合方式进行管道相连对污水处理。

本发明技术方案相对现有技术具有以下优点：

本发明技术方案包括预处理模块、污水处理模块以及控制模块，其中预处理模块通过pH检测探头和COD检测探头对待处理污水进行检测，再将检测数值发送至控制器分析和设计处理方案。若控制器检测待处理污水酸碱度以及COD值不符合规范参数，则控制相应输药水泵将所需药液输送至预处理反应釜内和污水混合，调节污水酸碱度调节以及初步沉淀，再经过高度过滤装置实现污水和废渣分离。

经过初步处理后的污水进入至多个污水处理模块进行深度处理，通过臭氧发生器组产生适应性浓度的臭氧水与污水发生化学反应，加速有机物降解和杀灭细菌等有害物质，最终使污水达到排放标准。

本发明技术方案通过控制器对污水进行精准参数检测并适应性产生处理方案，多个污水处理模块对污水进行并行或串行等处理方式，使污水处理后符合工艺要求。另外本发明技术方案采用模块化结构，使得本发明技术方案可轻易进行替换和增加或减少模块，模块化设置方式使本发明技术方案具有更好适应性、减少占地面积、降低体积和制造运输成本。

与此同时本发明技术方案可实现无人化操控或者远程操控，降低人力成本以及高额的运行管理费，并且适用于多种水质污水的处理，可自动根据水质检测结果选择污水处理工艺，并且工艺的转换不需要对系统进行人工转移，因此具有更好的自动化、智能化以及适应性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明实施例自适应污水处理系统的结构示意图；

图2为本发明实施例预处理模块的结构俯视图；

图3为本发明实施例污水处理模块的结构俯视图；

图4为本发明实施例污水处理模块的结构主视图；

图5为本发明实施例污水处理方法的工作流程图；

图6为本发明实施例污水处理方法的另一工作流程图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种自适应污水处理系统。

请参见图1至图4，在本发明实施例中，主要包括用于对污水进行预处理的预处理模块1、对预处理后的污水进行深度处理的若干个污水处理模块2以及控制模块3，其中预处理模块1通过管道与污水处理模块2通连，而控制模块3通过导线分别与预处理模块1和污水处理模块2相连，并且本实施例的污水处理模块2包括两个污水处理模块，并且两个污水处理模块通过管道相连。

请参见图1和2，本实施例的预处理模块1包括通过管道依次相连的加药模块、预处理反应釜13以及高速过滤装置17，其中加药模块通过管道与预处理反应釜13的顶部通连，而高速过滤装置17与预处理反应釜13的底部通连以对沉淀物进行过滤。另外本实施例的加药模块包括规整设置且相互独立的四个药箱11，包括酸性药箱、碱性药箱、聚铝药箱以及聚丙药箱。为提高各个药箱11向预处理反应釜13内部输送药液的速度以及输送量，本实施例的每个药箱11分别设有独立的输药水泵12与预处理反应釜13相连并且输药水泵12与控制器3电连接。因此通过控制器3能够控制输药水泵12将所需药液快速输送至预处理反应釜13内部。另外本实施例的预处理反应釜13上部内设置有用于搅拌液体的混合搅拌器14以及用于检测水位高度的水位传感器(图上未标示)，通过混合搅拌器14能够使药液和污水快速融合，而水位传感器能够准确地监测预处理反应釜13内水位高度并向控制器3发送检测信号，通过控制器3控制流入预处理反应釜13的水量。

本实施例的预处理反应釜13内设有pH检测探头15、COD检测探头16伸入至预处理反应釜13内部，从而分别检测待处理污水的pH值以及COD值，并作为控制器3适应性调整施用药液量标准，而预处理反应釜13外侧壁还设有竖向设置的水位显示器131，其中水位显示器131顶部与预处理反应釜13顶部通连，水位显示器131底部与预处理反应釜13底部相连，因此水体能够从底部进入至水位显示器131内部，这样用户即可方便地观察预处理反应釜13内部水体液位。

本实施例的高速过滤装置17包括通过管道依次相连的排水阀门171、过滤水泵172、废渣分离管道173、高速过滤器174以及预处理排水阀门175，其中废渣分离管道173下游管段还相连有废渣排放管道176，从而可通过高速过滤装置17对污水高效过滤处理，再通过废渣排放管道176将过滤出的废渣等固定废弃物向外排放。

请参见图1、图3和图4，本实施例的污水处理模块2包括并排设置两个污水处理模块，其中第一污水处理模块设有第一反应釜21，第二污水处理模块设有第二反应釜22，其中第一反应釜21的进水口通过管道与预处理模块1的出水口相连，而第二反应釜22也通过管道与第一反应釜21和预处理模块1相连，因此第一反应釜21的污水来源于预处理模块1，而第二反应釜22的污水可来源于第一反应釜21或预处理模块1预处理后的污水。第一反应釜21通过管道分别与第一臭氧发生器组24以及第一水泵组相连，第二反应釜22通过管道分别与第二臭氧发生器组25以及第二水泵组相连，并且本实施例的第一反应釜21和第二反应釜22还分别通过管道与空气压缩机23相连，第一水泵组的反冲洗泵29通过管道向第一反应釜21底部自下而上进行冲刷水体，而第二水泵组的反冲洗泵29通过管道向第二反应釜22底部自下而上进行冲刷水体，在冲洗过程中，可通过空气压缩机23能够提高水泵组的反冲洗泵29冲刷强度。

其中本实施例的第一反应釜21和第二反应釜22在结构上，其上部呈圆柱状，可使臭氧发生器产生的臭氧水与污水充分混合并起到持续的化学反应，最终使得污水的物质发生沉淀，而反应釜下部呈棱锥状，通过内部向下倾斜的斜面以对反应过程中产生的沉渣实现方便收集且后期排放。需要说明的是，本实施例的第一臭氧发生器组24和第二臭氧发生器组25中设有多个臭氧发生器，可通过控制不同数量的臭氧发生器以向反应釜提供不同浓度臭氧水。

另外，本实施例的第一水泵组和第二水泵组除了设有反冲洗泵29外，还设有循环泵28将第一反应釜21或第二反应釜22处理后的水体重新循环输送以提高水体输送效率，而臭氧水水泵27能够加快臭氧发生器组向反应釜输送臭氧水的流量和速度。

请参见图1至图6，本实施例的自适应污水处理系统的工作原理为：

当外接的污水经过水泵从进水口输送至预处理反应釜13内，随着预处理反应釜13内部水位不断升高，设置于预处理反应釜13内部的水位传感器检测水位达到预设高度时，向控制器3发送监测信号，控制器3控制相应阀门关闭以停止向预处理反应釜13内加入水体。

设置于预处理反应釜13内部的pH检测探头15和COD检测探头16可对待处理污水检测pH值和COD值，并将检测到的参数发送至控制器3分析处理。

若检测结果超过设定范围后，控制器3根据检测参数与设定值之间差值设计出投放药液方案，通过控制相应输液水泵12工作，将选用的药液通过管道输送至预处理反应釜13内，再经过混合搅拌器14对药液和污水搅拌以加速两者融合。通过加入相应药液，使污水的pH值和COD值符合设定范围并且使污水中有机物降解和沉淀，然后经过高速过滤装置17实现废渣和污水分离，污水经过与污水处理装置2相连管道输送至污水处理装置2，而沉淀物经过废渣排放管道176向外排放。

当污水经过初步处理并通过管道进入至第一反应釜21中后，设置于第一反应釜21内的水位传感器检测到水位到达设定值后，控制器13控制预处理模块1与污水处理模块2相连的电磁阀门关闭。COD传感器211对污水进行重新检测并将检测参数发送至控制器3，控制器3经过分析后设定第一臭氧发生器组24的工作时间以及制备臭氧水浓度，与此同时启动臭氧水水泵27和循环泵28实现第一臭氧发生器组24产生的臭氧水和第一反应釜21内的污水之间快速动态循环流动，通过持续且高浓度的臭氧水能够加速污水内有机物降解以及杀灭污水中的细菌等有害物质，在第一臭氧发生器组产生臭氧水过程中，通过外设的臭氧浓度传感器26实时、精准、动态检测和显示臭氧水浓度，以方便操作人员及时了解工作状态。反冲洗泵29则定时地从已处理后的污水蓄水池中抽取部分水体并结合空气压缩机23产生的高压气体从第一反应釜21底部的倒棱锥底部向上输入以对第一反应釜21的过滤装置反冲洗，防止废渣过于聚集而堵塞相应的废渣收集室221。当COD传感器211检测污水水体的COD值符合控制范围后，再经过pH传感器对污水进行再一步检测并确保污水的各项数值均符合相应要求以及废渣沉淀和高精密过滤后，最终经过第一反应釜21的排放管道将符合要求的污水向外排放。

需要说明的是，本实施例的污水处理模块2设有两个污水处理模块，因此在对污水深度处理过程中，控制器3可控制只有第一反应釜21进行工作或者第一反应釜21进行工作后再输送至第二反应釜22继续工作或者第一反应釜21和第二反应釜22同时工作方式。如图5和图6所示，在本发明实施例中，若有多个反应釜可以串联或并联或串联和并联进行结合方式进行工作，以实现高效且可靠的污水深度处理。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种自适应污水处理系统，其特征在于，包括对污水预处理的预处理模块、对污水深度处理且相互相连的若干个污水处理模块，所述预处理模块通过管道与所述污水处理模块相连，所述预处理模块和所述污水处理模块分别与控制模块电连接。

2.如权利要求1所述的自适应污水处理系统，其特征在于，所述预处理模块包括通过管道依次相连的加药模块、预处理反应釜以及高速过滤装置。

3.如权利要求2所述的自适应污水处理系统，其特征在于，所述加药模块包括相互独立的酸性药箱、碱性药箱、聚丙药箱以及聚铝药箱，每个药箱分别设有独立的输药水泵与所述预处理反应釜顶部相连，并且所述输药水泵与所述控制器电连接。

4.如权利要求3所述的自适应污水处理系统，其特征在于，所述预处理反应釜上半部结构为圆柱腔体，下半部结构为倒圆锥腔体，所述预处理反应釜内设有pH检测探头和COD检测探头检测腔体内水体参数，所述预处理反应釜上部内设有用于搅拌液体的混合搅拌机以及用于检测水位高度的水位传感器；所述pH检测探头、所述COD检测探头、所述混合搅拌机以及所述水位传感器分别与所述控制器电连接；所述预处理反应釜外周面设有水位显示器，所述水位显示器底部与所述预处理反应釜底部相通，所述水位显示器顶部与所述预处理反应釜顶部相通。

5.如权利要求4所述的自适应污水处理系统，其特征在于，所述高速过滤器包括通过管道依次相连的排水阀门、过滤水泵、废渣分离管道、高速过滤器以及预处理排水阀门，所述废渣分离管道下游管段还相连有废渣排放管道。

6.如权利要求5所述的自适应污水处理系统，其特征在于，所述污水处理模块包括反应釜、臭氧发生器组、水泵组以及空气压缩机，所述反应釜分别通过管道与所述臭氧发生器组和所述水泵组相连形成循环回路；所述反应釜的上部为圆柱腔体且下部为棱锥腔体，与所述控制器电连接的所述臭氧发生器组由若干个臭氧发生器组成，所述臭氧发生器可部分或全部工作向所述反应釜输送不同浓度臭氧水，所述水泵组的反冲洗泵通过管道向所述反应釜底部自下而上进行冲刷。

7.如权利要求6所述的自适应污水处理系统，其特征在于，所述反冲洗泵的另一端与空气压缩机和/或反冲洗蓄水池相连。

8.一种使用如权利要求7所述自适应污水处理系统的污水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：待处理污水通过管道输送至所述预处理反应釜内，所述pH检测探头检测待处理污水的酸碱度，所述COD检测探头检测待处理污水的COD值，所述pH检测探头和所述COD检测探头将检测到的数值发送至所述控制器，所述控制器判断待处理污水参数是否处于范围内并设计预处理方案；

S2若检测参数超出要求范围，所述控制器控制相应所述输药水泵将所需药液输送至所述预处理反应釜内，药液与待处理污水混合并直至循环检测的参数值符合要求范围；

S3：符合参数要求的污水经所述高度过滤装置实现污水与废渣分离，废渣经所述废渣排放管道排放至相应位置进行后续处理；符合参数要求的污水经相应管道输送至所述污水处理模块的若干个反应釜内，所述控制器根据所述反应釜内的COD传感器的污水检测数值，相应控制所述臭氧发生器组的所述臭氧发生器部分或全部电解产生适应浓度的臭氧水进入所述反应釜内对污水进行化学反应，杀灭污水中细菌等有害物质以及加速有机物降解；

S4：待所述反应釜的所述COD传感器循环检测污水水体参数符合要求后，经pH传感器对污水进一步检测，再经过废渣沉淀和高精密过滤后，通过排放管道将污水向外排放。

9.如权利要求8所述的污水处理方法，其特征在于，所述步骤S3中若干个所述反应釜可以串联、并联、串联和并联结合方式进行管道相连对污水处理。