一种带自控的曝气生物滤池处理系统的制作方法
【专利摘要】本发明属于水处理技术领域，具体说，涉及一种带自控的曝气生物滤池处理系统，包括曝气生物滤池处理装置和自动控制装置；所述自动控制装置与所述曝气生物滤池处理装置连接，用于对所述曝气生物滤池处理装置的进水流量及曝气进行自动控制。所述的自动控制装置采用可编程逻辑控制器联合pH、溶解氧、氧化还原电位在线检测仪，可实现对工艺系统处理状况的实时监控，节省了人力、降低了能耗。所述的曝气生物滤池处理装置采用钛板曝气，提高了曝气均匀度和充氧效率；同时采用多介质复合填料，提高了有机物和含氮污染物的去除效率。
【专利说明】
一种带自控的曝气生物滤池处理系统
技术领域
[0001]本发明属于水处理技术领域，具体说，涉及一种带自控的曝气生物滤池处理系统。
【背景技术】
[0002]曝气生物滤池简称BAF，BAF最初应用于污水深度处理，是集生物氧化和截留悬浮固体于一体，省去了二沉池。该工艺具有良好的颗粒过滤性能和生物富集性能，具有容积负荷高、水力负荷大、水力停留时间短的优点，对SS、COD、BOD、氮、磷等有害污染物具有强的去除作用。由于BAF具有良好的处理性能，且随着其核心组成填料的更新发展，以及工艺参数的优化改进，使BAF的应用范围扩展至微污染源水处理、难降解有机物处理、低温污水硝化等领域。
[0003]现有的曝气生物滤池仍存在自动化程度不高，并且曝气不均匀，同时因填料挂膜或工艺条件等因素影响水处理效率，上述问题均限制了 BAF的推广普及，因此需要一种带有自控功能的曝气生物滤池处理系统。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种带自控的曝气生物滤池处理系统，以解决上述问题。
[0005]本发明的实施例提供了一种带自控的曝气生物滤池处理系统，包括曝气生物滤池处理装置和自动控制装置；自动控制装置与曝气生物滤池处理装置连接，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。
[0006]进一步，曝气生物滤池处理装置包括进水箱、出水箱、进水栗、曝气栗，以及四个依次排列的反应柱，进水栗与四个反应柱分别相连，用于将进水箱的水输送至四个反应柱内，曝气栗与四个反应柱分别相连，用于为反应柱提供氧气;反应柱包括圆柱形反应室，反应室内从上往下依次为填料层和承托层，反应室底部的进水口连接反应室和进水箱，位于反应柱上部的出水口连接出水箱及反应室;反应室下方设有与反应室同直径的气室，气室与反应室间有钛板曝气盘相隔，气室的中部设有进气口，进气口连接气室和曝气栗，气室的底部装有排空阀。
[0007]进一步，反应柱包括第一反应柱、第二反应柱、第三反应柱及第四反应柱，第一反应柱内的填料层由天然沸石和改性沸石分两层1:1配比装填，装填顺序自上而下为天然沸石、改性沸石;第二反应柱全部由天然沸石装填;第三反应柱由天然沸石和陶粒分两层I: I配比装填，装填顺序自上而下为沸石、陶粒;第四反应柱全部由陶粒装填。
[0008]进一步，承托层由鹅卵石装填。
[0009]进一步，曝气栗通过气体流量计与气室的进气口连接。
[0010]进一步，反应室设有采样口。
[0011]进一步，自动控制装置，包括可编程逻辑控制器(Programmable LogicController，简称PLC)自控箱、pH在线检测仪、溶解氧(Dissolved 0xygen，D0)在线检测仪、氧化还原电位(Oxidat1n-Reduct1n potential，0RP)在线检测仪、液位浮球阀控制器及进水电磁阀；可编程逻辑控制器自控箱与液位浮球阀控制器及进水电磁阀连接，用于自动控制和记录系统运行状况;液位浮球阀控制器用于控制进水箱的水位，当液位低于安全设定值时，自动关停所述进水栗;进水电磁阀与进水栗及浮球阀控制器连接，用于控制进水管路的闭合;PH在线检测仪、溶解氧在线检测仪、氧化还原电位在线检测仪分别用于实时在线检测pH、溶解氧及氧化还原电位。
[0012]进一步，自动控制装置，还包括自动控制装置组态，自动控制装置组态包括曝气生物滤池工艺总图、实时曲线、历史曲线、历史数据报表、实时数据报表五个功能模块，该模块用于实现远程监控及数据分析功能。
[0013]进一步，自动控制装置，还包括自动控制装置控制面板，自动控制装置控制面板包括PH控制器、溶解氧控制器、氧化还原电位控制器、电源指示灯、曝气栗启停控制开关。
[0014]与现有技术相比本发明的有益效果是:将自动控制装置与曝气生物滤池处理装置相连，实现了对该处理装置的进水流量与曝气的控制。所述的自动控制装置采用可编程逻辑控制器联合pH、溶解氧、氧化还原电位在线检测仪，可实现对工艺系统处理状况的实时监控，节省了人力、降低了能耗。所述的曝气生物滤池处理装置采用钛板曝气，提高了曝气均匀度和充氧效率;同时采用多介质复合填料，提高了有机物和含氮污染物的去除效率。
【附图说明】
[0015]图1是本发明一种带自控的曝气生物滤池处理系统曝气生物滤池处理装置的结构示意图；
[0016]图2是本发明一种带自控的曝气生物滤池处理系统反应柱的结构示意图；
[0017]图3是本发明一种带自控的曝气生物滤池处理系统自动控制装置控制面板的示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
[0019]参图1及2所示，图1是本发明一种带自控的曝气生物滤池处理系统曝气生物滤池处理装置的结构示意图；图2是本发明一种带自控的曝气生物滤池处理系统反应柱的结构示意图。
[0020]本实施例提供了一种带自控的曝气生物滤池处理系统，包括曝气生物滤池处理装置和自动控制装置；自动控制装置与曝气生物滤池处理装置连接，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。
[0021]在本实施例中，曝气生物滤池处理装置包括进水箱1、出水箱3、进水栗5(蠕动栗)、曝气栗7，以及四个依次排列的反应柱201、202、203、204，进水栗5与四个反应柱分别相连，用于将进水箱I的水输送至四个反应柱内，曝气栗7与四个反应柱分别相连，用于为反应柱提供氧气;反应柱包括直径为120mm、高550mm的圆柱形反应室，反应室内从上往下依次装有填料层9和承托层10，距反应室底部17.5mm处的进水口 13连接反应室和进水箱I，位于反应柱上部70mm处的出水口 14连接出水箱3及反应室。反应室下方设有高50mm并与反应室同直径的气室11，气室11与反应室间有钛板曝气盘12相隔，气室11的中部设有进气口 15，进气口15连接气室11和曝气栗7，气室11的底部装有排空阀17，方便排空气室11内积水。曝气栗7通过气体流量计8与气室11的进气口 15连接。反应室还设有采样口 16。为了提高BAF系统的曝气均匀度和溶解氧浓度，本实施例通过在气室与反应柱间安装钛板(钛板曝气盘12)，用钛板进行曝气。钛板属于微孔(孔径0.45-100μπι)曝气装置，且气泡均匀，同时还具有耐腐蚀、重量轻、强度高、不堵塞的优点，大大提高了曝气的均匀度和充氧效率。
[0022]在本实施例中，反应柱包括第一反应柱201(1#)、第二反应柱202(2#)、第三反应柱203(3#)及第四反应柱204(4#)，第一反应柱201内的填料层由天然沸石和改性沸石分两层1:1配比装填，装填顺序自上而下为天然沸石、改性沸石;第二反应柱202全部由天然沸石装填;第三反应柱203由天然沸石和陶粒分两层1:1配比装填，装填顺序自上而下为沸石、陶粒;第四反应柱204全部由陶粒装填。为了提高BAF系统的水处理效率，本实施例通过填料的筛选、优化配比，构建了多介质复合填料BAF系统，显著提高了BAF系统的有机物和含氮污染物的去除效率。
[0023]在本实施例中，承托层10由鹅卵石装填，介于主体填料(填料层9)与曝气盘(钛板曝气盘12)中间。
[0024]在本实施例中，自动控制系统硬件包括可编程逻辑控制器自控箱4，液位浮球阀控制器，进水电磁阀6，ρΗ在线检测仪，溶解氧在线检测仪，氧化还原电位在线检测仪。PLC是实现控制和记录的主体单元，其由电源、中央处理单元、存储器、输入输出接口电路、功能模块和通信模块组成。可编程逻辑控制器自控箱4可自动控制和记录系统运行状况。液位浮球阀控制器及进水电磁阀6与可编程逻辑控制器自控箱4连接，液位浮球阀控制器用于控制进水箱I的水位，当液位低于安全设定值时，自动关停进水栗5，防止进水栗5空转;进水电磁阀6与进水栗5及浮球阀控制器连接，进水电磁阀6的启停除与进水栗5联动外，还与液位浮球阀控制器联动，用于控制进水管路的闭合。PH在线检测仪实时检测反应柱出水的pH值;DO在线检测仪用于检测反应柱内的溶解氧浓度;ORP在线检测仪用于检测反应柱出水的氧化还原电位值。
[0025]在本实施例中，自动控制装置还包括自动控制装置组态，自动控制装置组态主要包括曝气生物滤池工艺总图、实时曲线、历史曲线、历史数据报表、实时数据报表五个功能模块，实现了远程监控、数据分析等功能。其中，工艺总图是对整套BAF处理系统的管理和监控，可控制进水栗5、进水电磁阀6、曝气栗7的启停，同时可控制进水栗5的转速和流量;实时曲线是以曲线方式显示各反应柱实时测量数据(包括pH、D0、0RP);历史曲线通过历史时间查询过去某一时刻或某一时间段的历史数据;历史数据报表以报表的形式显示历史数据，并且可以设置查询时间范围和间隔，历史数据可导出为EXCEL格式文件;实时数据报表以报表的形式显示实时数据。
[0026]在本实施例中，自动控制装置还包括自动控制装置控制面板，参图3所示的自动控制装置控制面板(手动操作面板)的示意图，主要包括PH控制器18、D0(溶解氧)控制器19、ORP(氧化还原电位)控制器20、电源指示灯21、曝气栗启停控制开关22四个部分。其中pH控制器18、D0控制器19、0RP控制器20分别显示实时pH、D0、0RP数据；电源指示灯21的明暗用于显示系统的供电状况;曝气栗启停控制开关22共4个，可以分别控制相对应的4个曝气栗7的启动与关闭。
[0027]本发明通过提供了一种带自控的曝气生物滤池处理系统，具有如下有益效果:
[0028]I)通过构建了 PLC智能控制联合pH、DO、ORP在线检测仪的自动控制系统，提高了BAF处理系统的自动化程度；
[0029]2)通过采用钛板微孔曝气盘代替传统曝气砂头，大大提高了曝气的均匀度和充氧效率；
[0030]3)通过建立4组不同材质、不同配比、不同组合填料的反应柱，显著提高了装置的有机物和含氮污染物的去除效率。
[0031]上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
[0032]对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
【主权项】
1.一种带自控的曝气生物滤池处理系统，其特征在于，包括曝气生物滤池处理装置和自动控制装置;所述自动控制装置与所述曝气生物滤池处理装置连接，用于对所述曝气生物滤池处理装置的进水流量及曝气进行自动控制。2.根据权利要求1所述的一种带自控的曝气生物滤池处理系统，其特征在于，所述曝气生物滤池处理装置包括进水箱、出水箱、进水栗、曝气栗，以及四个依次排列的反应柱，所述进水栗与四个所述反应柱分别相连，用于将所述进水箱的水输送至四个所述反应柱内，所述曝气栗与四个反应柱分别相连，用于为所述反应柱提供氧气； 所述反应柱包括圆柱形反应室，所述反应室内从上往下依次为填料层和承托层，所述反应室底部的进水口连接所述反应室和所述进水箱，位于所述反应柱上部的出水口连接所述出水箱及所述反应室;所述反应室下方设有与所述反应室同直径的气室，所述气室与反应室间有钛板曝气盘相隔，所述气室的中部设有进气口，所述进气口连接所述气室和所述曝气栗，所述气室的底部装有排空阀。3.根据权利要求2所述的一种带自控的曝气生物滤池处理系统，其特征在于，所述反应柱包括第一反应柱、第二反应柱、第三反应柱及第四反应柱，所述第一反应柱内的填料层由天然沸石和改性沸石分两层1:1配比装填，装填顺序自上而下为天然沸石、改性沸石;所述第二反应柱全部由天然沸石装填;所述第三反应柱由天然沸石和陶粒分两层1:1配比装填，装填顺序自上而下为沸石、陶粒;所述第四反应柱全部由陶粒装填。4.根据权利要求2或3所述的一种带自控的曝气生物滤池处理系统，其特征在于，所述承托层由鹅卵石装填。5.根据权利要求2所述的一种带自控的曝气生物滤池处理系统，其特征在于，所述曝气栗通过气体流量计与所述气室的所述进气口连接。6.根据权利要求2所述的一种带自控的曝气生物滤池处理系统，其特征在于，所述反应室设有采样口。7.根据权利要求2-6任一项所述的一种带自控的曝气生物滤池处理系统，其特征在于，所述自动控制装置，包括可编程逻辑控制器自控箱、PH在线检测仪、溶解氧在线检测仪、氧化还原电位在线检测仪、液位浮球阀控制器及进水电磁阀；所述可编程逻辑控制器自控箱与所述液位浮球阀控制器及进水电磁阀连接，用于自动控制和记录系统运行状况;所述液位浮球阀控制器用于控制所述进水箱的水位，当液位低于安全设定值时，自动关停所述进水栗;所述进水电磁阀与所述进水栗及浮球阀控制器连接，用于控制进水管路的闭合;所述PH在线检测仪、溶解氧在线检测仪、氧化还原电位在线检测仪分别用于实时在线检测pH、溶解氧及氧化还原电位。8.根据权利要求7所述的一种带自控的曝气生物滤池处理系统，其特征在于，所述自动控制装置，还包括自动控制装置组态，所述的自动控制装置组态包括曝气生物滤池工艺总图、实时曲线、历史曲线、历史数据报表、实时数据报表五个功能模块，所述五个模块用于实现远程监控及数据分析功能。9.根据权利要求7所述的一种带自控的曝气生物滤池处理系统，其特征在于，所述自动控制装置，还包括自动控制装置控制面板，所述自动控制装置控制面板包括PH控制器、溶解氧控制器、氧化还原电位控制器、电源指示灯、曝气栗启停控制开关。
【文档编号】C02F3/02GK105858870SQ201610404143
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年6月8日
【发明人】赵翠, 杨继富, 李斌, 胡孟, 叶茂
【申请人】中国水利水电科学研究院