一种曝气生物滤池的自动检测与控制装置的制作方法

本发明涉及污水处理领域，具体是基于plc和计算机控制的曝气生物滤池的自动检测与控制装置。

背景技术：

目前，国内的曝气生物滤池的控制多数处于一种非常简单的功能单一的手动控制系统，在自动控制方面，目前国内外污水厂采用可编程逻辑控制器（plc）较为广泛，该系统可实现集散控制，系统稳定、操作简便等；但plc在实时监控方面功能没有全面完善，为了提高曝气生物滤池自动化程度和使曝气均匀，还需要不断完善。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于plc和计算机控制的曝气生物滤池自动控制与控制装置，可实现对曝气生物滤池污水净化、过滤过程的检测与控制。

为了达到上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种曝气生物滤池的自动检测与控制系统装置，包括曝气生物滤池处理装置，与现有技术不现的是：还包括分别与曝气生物滤池处理装置连接的自动检测装置和控制装置；

所述自动检测装置包括设在曝气生物滤池处理装置上部临界位置的在线水位检测仪、在线浊度仪和在线溶解氧仪，分别检测曝气生物滤池处理装置的水位、浑浊度和溶解氧浓度；

所述控制装置，用于对曝气生物滤池处理装置的进水流量及曝气进行自动控制；其包括相互连接的plc控制器和计算机，与plc控制器连接的声控传感器、与声控传感器连接的电气比例电磁阀，以及还与plc控制器分别连接的进水调节模块、空气压缩机控制模块、电磁阀控制模块、反冲洗控制模块；

所述自动检测装置的在线水位检测仪、在线浊度仪和在线溶解氧仪分别与控制装置的电气比例电磁阀相互连接，由plc控制器和计算机控制其自动检测。

所述曝气生物滤池处理装置为现有技术，包括配水槽、污水进水管电磁阀、供养区、曝气区、水泵、反冲洗进水管电磁阀、反冲洗进水管、滤板、单向吹气管、反冲洗进气管、电机、空气压缩机、反冲洗进气管电磁、曝气管、曝气管电磁阀、滤料、出水管、出水管电磁阀、反冲洗出水管电磁阀、反冲洗排水管、过滤挡板等。

本发明曝气生物滤池处理装置与现有技术不现的是：在滤池上部临界位置设有在线水位检测仪、在线浊度仪、在线溶解氧仪；滤料采用滤砖，实现污水的净化、过滤等目的。滤砖为现有产品，用其做滤料，可简化滤池内部结构，通过改变滤砖的密度，提高滤池净化程度。

所述声控传感器传出信号控制与其连接的声控开关工作，由plc控制。

所述在线水位检测仪，时时检测滤池的工作水位，并将水位信息传给计算机，与计算机中的工艺设定值进行比较。

所述在线溶解氧仪，检测水中的溶解氧浓度，由计算机与工艺设定值进行比较，控制空气压缩机产生的进气量，保证滤池维持在一个高效稳定的状态。

所述在线浊度仪，用来检测出水的浑浊度，在过滤一段时间后，微生物的分解过滤产生的固体废物会积累，随着正常出水排出和附着在滤料表面，对微生物的过滤产生影响，所以用在线浊度仪检测浊度达到一定程度后要关闭正常过滤，进行反冲洗过程。浊度仪检测的数据是决定滤池的运行周期的依据。

所述曝气生物滤池处理装置的电机和水泵分别与其驱动电路连接，驱动电路与plc控制器连接；电机与空气压缩机连接，用于曝气；水泵由plc控制器控制或人工控制，通过电磁阀的控制分别对配水槽或反冲洗过程供水。

所述进水调节模块，用来调节滤池正常过滤时进出水的平衡，利用声控传感器来控制电磁阀的启动，使在线水位检测仪处于工作状态并对水位进行检测；若检测到水位信号在设定水位以下时，打开进水泵给配水槽补水，打开污水进水管电磁阀供水，关闭反冲洗出水管电磁阀，让过滤水从出水管排出。

所述空气压缩机控制模块包括与其连接的空气压缩机，由plc控制器进行控制。用来调节滤池运行过程中溶解氧的变化。空气压缩机是在电机驱动下工作的，主要用来曝气实现变频控制风量的大小和对曝气量的调节，打开曝气管电磁阀对供养区提供所需，同时，关闭反冲洗进气管电磁阀。通过声控开关来控制电磁阀的启动，使在线溶解氧仪处于工作状态并测生物滤池的溶解氧与工艺设定值进行比较，如果所测溶解氧符合工艺要求，则不改变现有空气压缩机的运行频率；反之，则通过空气压缩机的变频功能实现调速使其处于在高效节能运行状态直至达到池中溶解氧符合工艺要求。

所述电磁阀控制模块包括与其连接的污水进水管电磁阀、反冲洗进水管电磁阀、反冲洗出水管电磁阀、曝气管电磁阀、反冲洗进气管电磁阀，均由plc控制器进行控制。

所述反冲洗控制模块包括与其连接的反冲洗进水管电磁阀、反冲洗进水管、反冲洗进气管、反冲洗进气管电磁阀，反冲洗出水管电磁阀，反冲洗排水管，均由均由plc控制器进行控制。

所述空气压缩机，在曝气过程和反冲洗过程进行供气，同时，通过其变频功能实现对曝气量的进行调整。

所述曝气由单向充气管充气，主要是曝气均匀。

所述滤池过滤一段时间后，微生物经过滤砖分解过滤产生的固体废物会随着正常出水排出和附着在滤砖表面，对微生物的过滤产生影响，利用声控开关来控制电磁阀的启动，使在线浊度仪处于工作状态并对水质进行检测浊度达到一定程度后要关闭正常过滤，进行反冲洗过程。一般情况曝气生物滤池运行过程中出水浊度未达到工艺预期效果，则说明滤池需要反冲洗，滤池反冲洗运行结束的判断主要根据滤池进水水位或出水水质指标。反冲洗过程中需关闭污水进水管电磁阀和曝气管电磁阀，同时打开水泵、反冲洗进水管电磁阀、反冲洗进水管，以及打开反冲洗出水管电磁阀进行反冲洗。

本发明曝气生物滤池的自动检测与控制装置，通过设在滤池上部临界位置的在线水位检测仪、在线浊度仪和在线溶解氧仪，时时检测滤池的水位、浑浊度和溶解氧浓度，并将检测数据传给计算机，由计算机与工艺设定值进行比较，根据比较结果，启动控制装置，通过进水调节模块调节进出水，空气压缩机控制模块调节曝气量，以及反冲洗控制模块进行反冲洗。以进水水位、出水浊度联合监控并以此作为曝气生物滤池运行结束的判断依据。具有实时监控、实时数据采集和实时调整的控制系统，用plc做主要控制，计算机辅助控制的系统。通过变频技术减少污水处理能耗，又控制溶解氧来达到曝气生物滤池的稳定运行。同时，根据曝气生物滤池的出水水质及液位情况可准确判断反冲洗周期并自动进行反冲洗操作。通过人机工作界面可方便浏览工艺过程仿真画面；显示各种在线检测仪表参数值、各种设备运行状况并能够对所有设备进行启停操作；具有强大的数据处理、报表、打印、报警、实时曲线和历史曲线等功能优点。可实现集散控制，系统稳定，性能好，开发维护简单以及操作简便等。

本发明装置完善了曝气生物滤池的处理功能，自动化程度高，曝气均匀，保证曝气生物滤池长期稳定运行。

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图；

图2为本发明曝气生物滤池处理装置的结构示意图。

图中，1.曝气生物滤池处理装置2.配水槽3.污水进水管电磁阀4.供养区5.曝气区6.支撑架7.水泵8.反冲洗进水管电磁阀9.反冲洗进水管10.滤板11.单向充气管12.反冲洗进气管13.电机14.空气压缩机15.反冲洗进气管电磁阀16.曝气管17.曝气管电磁阀1.8滤砖19.出水管20.出水管电磁阀21.反冲洗出水管电磁阀22.反冲洗排水管23.在线浊度仪24.过滤挡板25.在线溶解氧仪26.在线液位测仪。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明内容作进一步的说明，但不是对本发明的限定。

实施例

参照图1和图2，一种曝气生物滤池的自动检测与控制系统装置，包括曝气生物滤池处理装置1，分别与曝气生物滤池处理装置1连接的自动检测装置和控制装置；

所述自动检测装置包括设在曝气生物滤池处理装置1部临界位置的在线水位检测仪26、在线浊度仪23、在线溶解氧仪25，分别检测曝气生物滤池处理装置1水位、浑浊度和溶解氧浓度；

所述控制装置，用于对曝气生物滤池处理装置1进水流量及曝气进行自动控制；其包括相互连接的plc控制器和计算机，与plc控制器连接的声控传感器、与声控传感器连接的电气比例电磁阀，以及还与plc控制器分别连接的进水调节模块、空气压缩机控制模块、电磁阀控制模块、反冲洗控制模块；

所述自动检测装置的在线水位检测仪26、在线浊度仪23、在线溶解氧仪25分别与控制装置的电气比例电磁阀相互连接，由plc控制器和计算机控制其自动检测。

本实施例曝气生物滤池处理装置1包括配水槽2、污水进水管电磁阀3、供养区4、曝气区5、支撑架6、水泵7、反冲洗进水管电磁阀8、反冲洗进水管9、滤板10、单向吹气管11、反冲洗进气管12、电机13、空气压缩机14、反冲洗进气管电磁15、曝气管16、曝气管电磁阀17、滤砖18、出水管19、出水管电磁阀20、反冲洗出水管电磁阀21、反冲洗排水管22、过滤挡板24等。

本实施例曝气生物滤池处理装置：在滤池1上部临界位置设有在线水位检测仪26、在线浊度仪23、在线溶解氧仪25。

所述声控传感器传出信号控制与其连接的声控开关工作，由plc控制。

所述曝气生物滤池处理装置1的电机13和水泵7分别与其驱动电路连接，驱动电路与plc控制器连接；电机13与空气压缩机14连接，用于曝气；水泵7由plc控制器控制或人工控制，通过电磁阀的控制分别对配水槽2或反冲洗过程供水。

所述进水调节模块，用来调节滤池1正常过滤时进出水的平衡，利用声控传感器来控制电磁阀的启动，使在线水位检测仪26处于工作状态并对水位进行检测；若检测到水位信号在设定水位以下时，打开进水泵7给配水槽2补水，打开污水进水管电磁阀3供水，关闭反冲洗出水管电磁阀21，让过滤水从出水管19排出。

所述空气压缩机控制模块包括与其连接的空气压缩机14，由plc控制器进行控制。用来调节滤池1运行过程中溶解氧的变化。空气压缩机14是在电机13驱动下工作的，主要用来曝气实现变频控制风量的大小和对曝气量的调节，打开曝气管电磁阀17对供养区4提供所需，同时，关闭反冲洗进气管电磁阀15。通过声控开关来控制电磁阀的启动，使在线溶解氧仪25处于工作状态并测生物滤池1的溶解氧与工艺设定值进行比较，如果所测溶解氧符合工艺要求，则不改变现有空气压缩机14的运行频率；反之，则通过空气压缩机14的变频功能实现调速使其处于在高效节能运行状态直至达到池中溶解氧符合工艺要求。

所述电磁阀控制模块包括与其连接的污水进水管电磁阀2、反冲洗进水管电磁阀8、反冲洗出水管电磁阀21、曝气管电磁阀17、反冲洗进气管电磁阀15，均由plc控制器进行控制。

所述反冲洗控制模块包括与其连接的反冲洗进水管电磁阀8、反冲洗进水管9、反冲洗进气管12、反冲洗进气管电磁阀15，反冲洗出水管电磁阀21，反冲洗排水管22，均由均由plc控制器进行控制。

所述空气压缩机14，在曝气过程和反冲洗过程进行供气，同时，通过其变频功能实现对曝气量的进行调整。

所述曝气由单向充气管充气11，主要是曝气均匀。

所述滤池1过滤一段时间后，微生物经过滤砖18分解过滤产生的固体废物会随着正常出水排出和附着在滤砖18表面，附着在滤砖18上的固体废物对过滤产生影响，利用声控开关来控制电磁阀的启动，使在线浊度仪23处于工作状态并对水质进行检测浊度达到一定程度后要关闭正常过滤，进行反冲洗过程。一般情况曝气生物滤池运行过程中出水浊度未达到工艺预期效果，则说明滤池需要反冲洗，滤池反冲洗运行结束的判断主要根据滤池进水水位或出水水质指标。反冲洗过程中需关闭污水进水管电磁阀3和曝气管电磁阀17，同时打开水泵7、反冲洗进水管电磁阀8、反冲洗进水管9，以及打开反冲洗出水管电磁阀21进行反冲洗。

本实施例装置完善了曝气生物滤池的处理功能，自动化程度高，曝气均匀，保证曝气生物滤池长期稳定运行。