基于物联网的自升搅拌导流厌氧发酵装置的制作方法

本发明涉及污水处理设备技术领域，尤其涉及一种基于物联网的自升搅拌导流厌氧发酵装置。

背景技术：

随着城市现代化程度的提升，伴随的城市生活污水问题不断加剧，已对我们的生活和健康构成严重威胁，主要表现形式是生活污水污染度升高，污水排放总量增加。为了避免污水造成二次污染，提高污水处理水平和能力已经迫在眉睫。

通过调查研究和实践发现，利用驯化后的微生物作用进行单级厌氧去除废水中有机物和氮磷，可以达到净化污水的目的。目前，本领域的处理污染物的厌氧发酵装置，存在着厌氧反应搅拌能耗大、沼气收集时容易被阻塞、不能实时监测厌氧发酵装置内生物活性装置的问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种结构简单、基于物联网的自升搅拌导流厌氧发酵装置，可提高厌氧池的污水处理能力，节约能源消耗，降低运营成本。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于物联网的自升搅拌导流厌氧发酵装置，包括密封式槽罐；所述密封式槽罐的内部填充生物活性填料，底部设有加热装置，所述加热装置用于加热密封式槽罐内部的污水以使密封式槽罐内部处于中温厌氧状态；所述密封式槽罐的内壁设有导流叶片，所述导流叶片用于调节密封式槽罐内部的污水流向；所述密封式槽罐的顶部设有气体导流槽及集气装置，所述气体导流槽引导密封式槽罐内的气体进入集气装置。

作为上述方案的改进，所述导流槽包括多条呈放射状分布的肋条，每一肋条相对于密封式槽罐的中心呈涡旋状分布，每一肋条的延长线均与密封式槽罐的中心不相交且肋条之间互不相接，相邻的肋条之间形成导流通道以将气体导向集气装置。

作为上述方案的改进，所述导流叶片包括多个子叶片，每一子叶片分别倾斜设置于密封式槽罐的内壁上。

作为上述方案的改进，所述加热装置包括设置于密封式槽罐内部的热水循环盘管及设置于密封式槽罐外部的循环泵；所述热水循环盘管上设置有热介质入口及热介质出口，所述循环泵驱动热介质沿热介质入口进入热水循环盘管并沿热介质出口排出热水循环盘管。

作为上述方案的改进，所述生物活性填料由利于亲合微生物群体的生物活性材料构成，所述亲合微生物群体的生物活性材料为添加生物亲合剂的硬质塑料。

作为上述方案的改进，所述基于物联网的自升搅拌导流厌氧发酵装置还包括支持扩展无线数传网络的水质传感器模块，所述水质传感器模块固定于密封式槽罐的内壁上。

作为上述方案的改进，所述水质传感器模块包括相互电连接的信号调节电路、微控制器、无线电收发器及内部供电电源。

作为上述方案的改进，所述水质传感器模块包括微生物传感器、沼气浓度传感器、cod传感器、tn传感器、nh3传感器、tp传感器、ph传感器、ss传感器、色度传感器、浊度传感器、温度传感器及压力传感器中的任意一种或几种。

作为上述方案的改进，所述基于物联网的自升搅拌导流厌氧发酵装置还包括设置于密封式槽罐外部的外部供电电源，所述水质传感器模块与外部供电电源之间通过有线和/或无线方式连接。

作为上述方案的改进，所述水质传感器模块与物联网连接。

实施本发明，具有如下有益效果：

本发明基于物联网的自升搅拌导流厌氧发酵装置结构简单，可有效节约占地面积，在运营过程中还可节约能源消耗，提高厌氧池的污水处理能力，降低了运营成本，方便实现。具体地，本发明具有以下有益效果：

1、本发明为密封式槽罐结构，结合由亲合微生物群体的生物活性材料制成的生物活性填料，可有效增加了微生物种群的聚集密度，使得处理污染物的能力更强；

2、本发明型在密封式槽罐的底部设置加热装置，给密封式槽罐内的污水进行加热，使密封式槽罐内形成中温厌氧环境，加热效率高，可提高厌氧发酵效率。

3、本发明为了使密封式槽罐内污水厌氧混合度达到最大化，在密封式槽罐的内壁上设置导流叶片，结合污水升温上升时的动力，通过导流叶片的引导将污水进行充分搅拌，不需要专设搅拌动力，节能搅拌能源消耗，同时，为使流体加温时能够形成内循环的搅拌形式，导流叶片按一定的倾斜角在密封式槽罐的内壁分散布置。

4、本发明在密封式槽罐的顶部设置气体导流槽及集气装置，使沼气通过导流槽进行收集并无阻塞地引至集气装置，避免阻塞，提高本发明的有效处理容积和产气量。

5、本发明装置内置水质传感器模块，实时在线监测生物活性，为系统加温控制和营养辅料补充提供准确的工作参数，可有效提高运行控制水平。

附图说明

图1是本发明基于物联网的自升搅拌导流厌氧发酵装置的结构示意图；

图2是本发明基于物联网的自升搅拌导流厌氧发酵装置的另一结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。仅此声明，本发明在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本发明的附图为基准，其并不是对本发明的具体限定。

参见图1及图2，图1及图2显示了本发明基于物联网的自升搅拌导流厌氧发酵装置的具体结构，其包括密封式槽罐；所述密封式槽罐的内部填充生物活性填料，底部设有加热装置，所述加热装置用于加热密封式槽罐内部的污水以使密封式槽罐内部处于中温厌氧状态；所述密封式槽罐的内壁设有导流叶片7，所述导流叶片7用于调节密封式槽罐内部的污水流向；所述密封式槽罐的顶部设有气体导流槽6及集气装置5，所述气体导流槽6引导密封式槽罐内的气体进入集气装置5。

需要说明的是，本发明通过在密封式槽罐的内部填充生物活性填料，有效地增加了微生物种群的聚集密度，提高了污染物的处理能力。同时，本发明在密封式槽罐的底部设置加热装置并通过加热的方式对密封式槽罐内的污水进行加热，使密封式槽罐内部形成中温厌氧状态；另外，为了使密封式槽罐内的污水厌氧混合度达到最大化，本发明在密封式槽罐的内壁上设置导流叶片7，经加热装置加温后的热水流上升并通过导流叶片7旋流，形成搅拌效果；为了减少沼气的阻塞情况，本发明在密封式槽罐的顶部设置气体导流槽6及集气装置5，以进一步提高沼气的导流效果。

进一步，所述生物活性填料由利于亲合微生物群体的生物活性材料构成，所述亲合微生物群体的生物活性材料为添加生物亲合剂的硬质塑料，可有效增加了微生物种群的聚集密度，使得污染物处理能力更强。所述生物亲合剂优选为合成高分子p-onipaam-co-maa，但不以此为限制，用户可根据实际情况选择适合的生物活性填料。

如图1所示，所述加热装置包括设置于密封式槽罐内部的热水循环盘管2及设置于密封式槽罐外部的循环泵1，所述循环泵1为热水循环泵1。所述热水循环盘管2上设置有热介质入口3及热介质出口4，所述循环泵1驱动热介质沿热介质入口3进入热水循环盘管2并沿热介质出口4排出热水循环盘管2。本发明采用盘管加热的方式对污水进行加热处理，工作时，带有热量的介质从热介质入口3进入，流经热水循环盘管2后，从热介质出口4流出，给密封式槽罐内的污水进行加热，使密封式槽罐内形成中温厌氧。

相应地，所述导流叶片7包括多个子叶片，每一子叶片分别倾斜设置于密封式槽罐的内壁上。本发明在密封式槽罐的内壁上倾斜设置子叶片，经加热装置加温后的热水流上升并通过子叶片旋流，形成搅拌效果，使密封式槽罐内污水厌氧混合度达到最大化，同时，为增强内循环搅拌效果,子叶片按一定的倾斜角在密封式槽罐内壁分散布置。

如图2所示，所述导流槽6包括多条呈放射状分布的肋条，每一肋条相对于密封式槽罐的中心呈涡旋状分布，每一肋条的延长线均与密封式槽罐的中心不相交且肋条之间互不相接，相邻的肋条之间形成导流通道以将气体导向集气装置5。具体地，所述肋条与密封式槽罐一体浇筑而成，并按密封式槽罐的中心逆时针（地理位置在北半球时为逆时针，在南半球时为顺时针）按32.5度角向外辐射放置。所述肋条可以为直线形、弧形，但不以此为限制。因此，通过在密封式槽罐的顶部设置涡旋状的气体导流槽6，可使气体沿气体导流槽6快速的进入集气装置5，进一步提高沼气的导流效果，有效减少沼气的阻塞情况，

另外，所述基于物联网的自升搅拌导流厌氧发酵装置还包括支持扩展无线数传网络（如zigbee）的水质传感器模块，所述水质传感器模块可通过胶粘合于密封式槽罐的内壁上。优选地，所述水质传感器模块可以为微生物传感器（microbialsensor，如电极电容传感器）、沼气浓度传感器（methaneconcentration）、cod传感器、tn传感器、nh3传感器、tp传感器、ph传感器、ss传感器、色度（chroma）传感器、浊度（turbidity）传感器、温度传感器及压力传感器中的任意一种或几种，但不以此为限制，用户可根据实际需求选择适合的水质传感器模块，以采集所需的水质数据。

具体地，所述水质传感器模块包括相互电连接的信号调节电路、微控制器、无线电收发器及内部供电电源。工作时，传感器将采集到的电信号数据发送至信号调节电路进行除干扰、除燥、放大处理，然后，再由微控制器将处理后的电信号数据折算或变换为实际的监测数据，并将该监测数据通过无线电收发器传输至外部的网关，从而实现水质传感器模块与物联网的连接。其中，无线电收发器是采用一定的协议（如ieee802.11s技术，也称mesh网状网）和无线通信技术（如zigbee这种低复杂度、低功耗、低成本的双向无线通信技术）将微控制器处理的监测数据传送至外部网关。

需要说明的是，水质传感器模块既可通过内部供电电源进行供电，也可通过外部供电电源进行供电（从外部获得电力）。为了使水质传感器模块能够通过外部供电电源进行供电，所述基于物联网的自升搅拌导流厌氧发酵装置还包括设置于密封式槽罐外部的外部供电电源，所述水质传感器模块与外部供电电源之间通过有线和/或无线方式连接，当水质传感器模块与外部供电电源之间采用无线方式连接时，所述外部供电电源为无线供电器，其中，无线供电器采用的方式为：接受外部有一定距离的供电装置的电磁波，从而转换成电力。

由上可知，采用本发明具有以下有益效果：

1、本发明为密封式槽罐结构，结合由亲合微生物群体的生物活性材料制成的生物活性填料，可有效增加了微生物种群的聚集密度，使得污染物的处理能力更强；

2、本发明型在密封式槽罐的底部设置加热装置，给密封式槽罐内的污水进行加热，使密封式槽罐内形成中温厌氧环境，加热效率高,可提高厌氧发酵效率。

3、本发明为了使密封式槽罐内污水厌氧混合度达到最大化，在密封式槽罐的内壁上设置导流叶片7，结合污水升温上升时的动力，通过导流叶片7的引导将污水进行充分搅拌，不需要专设搅拌动力，节能搅拌能源消耗，同时，为使流体加温时能够形成内循环的搅拌形式，导流叶片7按一定的倾斜角在密封式槽罐的内壁分散布置。

4、本发明在密封式槽罐的顶部设置气体导流槽6及集气装置5，使沼气通过导流槽6进行收集并无阻塞地引至集气装置5，避免阻塞,提高本发明的有效处理容积和产气量。

5、本发明装置内置水质传感器模块，实时在线监测生物活性，为系统加温控制和营养辅料补充提供准确的工作参数，可有效提高运行控制水平。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。