专利名称：智能型中心传动单管吸泥机的制作方法
技术领域：
本发明属于污水处理领域，特别涉及城镇生活污水处理厂以及工业废水处 理厂沉淀池的机械排泥装置。
背景技术：
城镇生活污水处理厂沉淀池排泥机械从上世纪50年代开始到现在历时半个 多世纪的发展，其发展大体分为人工排泥、机械刮泥和机械吸泥三个阶段。
人工排泥操作麻烦且容易产生排泥不畅、池内积泥的问题，影响出水效果； 机械刮泥容易出现沉泥上翻，排泥含水率较高，出水水质受影响等问题；机械 吸泥较前面两个阶段有了较大的发展，克服了刮泥时沉泥受干扰的问题，降低 了排泥含水率，提高了出水水质。
历经半个多世纪的发展，排泥机械在设备结构形式上发生了巨大的变化， 但排出污泥的浓度没有得到明显的提高。
在城镇污水处理厂中，为了维持生化池内活性污泥即微生物的量，以保证 对污水的处理效果，需要将沉淀池排出的污泥回流至生化池。长期以来，在设 计及运行污水处理厂时均采用回流比(即回流污泥量与生化池进水量之比)作 为控制依据，根据污水处理厂进水量的变化调整回流量，使回流比控制在设计 的范围之内。通常生化池的混合液污泥浓度在3 4g/L，当排泥浓度在6 8g/L 时，回流比取1，即需要进行100%回流，回流系统的能耗约占城镇污水厂运行 总能耗的8%左右。
采用回流比是一种粗放式的控制方式，因为污水处理厂在运行过程中水量 是在不断变化的，而且由于污泥即微生物的生长需要一定的时间和过程，因此 导致水量的变化和污泥浓度的变化不是实时对应的，而是在时间上存在一定的 滞后性，因此，单纯依靠水量的变化来调节回流污泥量会导致回流污泥浓度偏 低，且变化幅度大，从而对生化池的稳定运行造成一定的影响，并且增大回流 系统能耗
发明内容
本发明的目的是提供一种智能型中心传动单管吸泥机，可以稳定提高排泥浓 度，减少回流量，降低回流系统能耗，使排泥量及排泥浓度满足系统动态变化 的实时需求。
本发明的技术解决方案是 一种智能型中心传动单管吸泥机，它包括污泥 浓度信号采集装置、控制器、电动执行机构和设置在排泥通道内的排泥阀，其 中污泥浓度信号采集装置用于采集排泥通道内的污泥浓度状态并输出污泥浓度 信号至控制器内，所述控制器用于判断污泥浓度状态，并控制所述电动执行机 构调节所述排泥阀的开度与污泥浓度信号成正比关系。
排泥浓度越高，需要排出的污泥量就越多，相应排泥阀的开度也越大，因 此，通过在排泥通道内设置在线污泥浓度信号采集装置，采集排泥污泥浓度信 号，通过控制器进行分析判断此时污泥浓度状态，控制电动执行机构调节排泥 阀开度与污泥浓度信号成正比关系，从而调整排泥量，最终使排泥浓度稳定提
高到一个设定的浓度上，减少回流量，降低回流系统能耗，改变了原有人工通 过回流比主观调节排泥量的控制方式，使排泥量根据沉淀池底部的污泥层变化 而变化，更加符合沉淀池的动态运行的特点。
所述控制器还用于判断污泥浓度状态是否位于预设的浓度上限值和浓度下 限值之间，并控制所述电动执行机构调节所述排泥阀的开度在污泥浓度信号位 于浓度上限值和浓度下限值之间时不变，设置浓度上限值和下限值，有利于简 化程序。
所述控制器还用于判断污泥浓度状态是否到达浓度上限报警值，并控制所 述电动执行机构调节所述排泥阀在污泥浓度信号到达浓度上限报警值时全开。 所述控制器还用于判断污泥浓度状态是否到达浓度下限报警值，并控制所述电 动执行机构全开所述排泥阀在污泥浓度信号到达浓度下限报警值时全开。可以 提高系统控制的安全性。
所述排泥阀为套筒阀、闸阀、碟阀或者截止阔。可以根据实际需要灵活选择。
本发明的优点在于智能型中心传动单管吸泥机改变了传统的人工调节排 泥阀来调节排泥量的控制方式，使系统的运行更加符合动态的变化规律，同时 实现了排泥浓度稳定提高到在一个较高的范围内，即可以达到10 12g/L，从而
降低生化系统的污泥回流量，使污泥回流系统能耗降低30 50%，即使整个城镇污水厂的能耗降低约2 4%。
附图1为本发明实施例1的智能型中心传动单管吸泥机的结构示意附图2为本发明实施例1的智能型中心传动单管吸泥机排泥过程示意附图3为本发明实施例1中控制器的控制方式流程附图4为本发明实施例2中控制器的控制方式流程附图5为本发明实施例3中控制器的控制方式流程1、工作桥，2、驱动机构，3、中立柱，4、转笼，5、集泥筒，6、桁架，7、 吸泥管，8、污泥浓度信号采集装置，9、控制器，10、电动执行机构，11、排 泥阀，12、排泥井，13、沉淀池，14、排泥管。
具体实施方式
实施例1:
如附图l所示，为本发明智能型中心传动单管吸泥机的结构示意图，该智能 型中心传动单管吸泥机由设置在沉淀池13处的驱动机构2、转笼4、集泥筒5、 桁架6、吸泥管7以及排泥管14、排泥阀ll、电动执行机构IO、污泥浓度信号 采集装置8和控制器9组成，其中驱动机构2设置在沉淀池13中部的中立柱3 顶部，转笼4套设在中立柱3的外周，集泥筒5套设在转笼4底部的中立柱3 上，连通吸泥管7，内部通过扇形井与排泥管14连通，排泥管14连通排泥井 12和沉淀池13，其位于排泥井12中的端口设置由电动执行机构10驱动的排泥 阀11。本实施例中排泥阀11设置在排泥通道中的排泥井12内，也可以选择设 置在排泥通道中的排泥管14上，同样可以方便的控制排泥量。
参阅图2，沉淀池13进水为含泥混合液，进入池内分层，污泥慢慢沉降至 池底，形成一定高度的污泥层，清水则从池边溢出，驱动机构3驱动转笼4旋 转，带动吸泥管7以中立柱3为轴沿沉淀池13的底部作缓慢圆周旋转，由于排 泥井12和沉淀池13通过排泥管14连通，通过控制排泥阀11的开度，利用排 泥井12和沉淀池13液位之间的静压头，使沉淀池13底部的污泥从排泥阀11 均匀排出，通过控制排泥阀ll的开度，可以调节排出污泥量。污泥浓度信号采 集装置8实时采集排泥井12中的污泥浓度，并将污泥浓度信号传输至控制器9中，控制器9根据污泥浓度状态，控制电动执行机构10调节排泥阀11的幵度 与污泥浓度信号成正比关系。
转笼4底部另一侧设置水平桁架6，用来平衡吸泥管7，使转笼4转动平稳。 为方便维护驱动机构2，沉淀池13的池边至中立柱3之间设有工作桥1。
本实施例中的排泥阀ll为套筒阀，但本发明并不限定与此类型阀门，凡是 可以利用电动驱动机构10调节开度的闸阀、碟阀或者截止阀都可以使用。使用 电动驱动机构，容易实现控制，调整及时准确。
参阅图3，进一步说明本发明实施例中控制器的控制流程，本实施例中，选 用基准点控制，即根据系统所需的排泥浓度，选择其中特定浓度值C。作为基准 点，将污泥浓度信号采集装置8采集到的污泥浓度信号值与基准点值比较，根 据比较结果控制排泥阀11的开度，具体步骤为
Al、采集排泥井12中的污泥浓度；
A2、获取污泥浓度信号值C;
A3、控制器9接收污泥浓度信号值C，判断污泥浓度信号值C是否等于基准 点浓度值C。，若是，程序结束，若否，程序进入A4步；
A4、控制器9进一步判断污泥浓度信号值C是否大于基准点浓度值C。，若 是，进入A5步；若否，进入A6步；
A5、控制器9控制电动执行机构10驱动排泥阀11按照与污泥浓度信号值C 成正比关系开大阀门，程序结束；
A6、控制器9控制电动执行机构10驱动排泥阀11按照与污泥浓度信号值C 成正比关系关小阀门，程序结束。
实施例2:
本实施例中的智能型中心传动单管吸泥机的结构与实施例1相同，在此不 予赘述。区别之处在于其控制器的控制方式上，具体而言，本实施例中，根据 系统所需要的排泥浓度控制范围，选择两个浓度值C》C2 (d〉C2),分别作为控 制范围的上限值和下限值，将污泥浓度信号采集装置8采集到的污泥浓度信号 值C分别与上限值d和下限值C2比较，根据比较结果控制排泥阀ll的开度，并 控制电动执行机构调节排泥阀的开度在污泥浓度信号值C位于浓度上限值d和 浓度下限值C2之间时保持不变；污泥浓度信号值C超过浓度上限值d时，控制电动执行机构IO驱动排泥阀11按照与污泥浓度信号值C成正比关系开大阀门； 污泥浓度信号值C超过浓度下限值G时，控制电动执行机构10驱动排泥阀11 按照与污泥浓度信号值C成正比关系关小阀门。参阅图4，其具体步骤为
Bl、采集排泥井12中的污泥浓度；
B2、获取污泥浓度信号值C;
B3、控制器9接收污泥浓度信号值C，判断污泥浓度信号值C是否大于浓度
上限值d，若是，进入B4;若否，进入B5;
B4、控制器9控制电动执行机构10驱动排泥阔11按照与污泥浓度信号值C 成正比关系开大阀门，程序结束；
B5、控制器9接收污泥浓度信号值C，判断污泥浓度信号值C是否小于浓度 下限值C2，若是，进入B6;若否，程序结束；
B6、控制器9控制电动执行机构10驱动排泥阀11按照与污泥浓度信号值C 成正比关系关小阀门，程序结束。
实施例3:
本实施例中的智能型中心传动单管吸泥机的结构与实施例1相同，在此不 予赘述。区别之处在于其控制器的控制方式上，具体而言，本实施例中，根据 系统所需要的排泥浓度控制范围，选择两个浓度值G、 C2 (d〉G)，分别作为控 制范围的上限值和下限值，同时为了增加系统的安全性，增加浓度上限报警值 C皿和浓度下限报警值Cni ，将污泥浓度信号采集装置8采集到的污泥浓度信号值 C分别与d、 C2 、 C目和C^，比较，根据比较结果来确定排泥阀11的开度，同 时确定是否启动报警信号。此外，当污水处理厂将出水悬浮物浓度值(即SS) 作为在线监测项目时，根据系统要求，选择系统处理所需的出水悬浮物浓度基 准值SS。，将在线监测获取的SS值输入控制器9内，作为参与控制的条件。参 阅图5，其具体步骤如下
Cl、采集排泥井12中的污泥浓度;
C2、判断SS值是否存在，若是，进入C3步，若不是，进入C6步； C3、获取在线SS值并输入控制器9;
C4、判断在线SS值是否大于基准值SS。，若是，进入C5步，若否，进入C6
步；C5、控制器9控制电动执行机构10驱动排泥阀11全开，并发出报警信号，
程序结束；
C6、获取污泥浓度信号值C;
C7、控制器9接收污泥浓度信号值C，判断污泥浓度信号值C是否小于浓度 下限值C2，若是，进入C8步；若否，进入C11步；
C8、控制器9判断污泥浓度信号值C是否小于等于浓度下限报警值C^，若
否，进入C9步；若是，进入C10步；
C9、控制器9控制电动执行机构10驱动排泥阀11按照与污泥浓度信号值C 成正比关系关小阀门，程序结束；
CIO、控制器9控制电动执行机构10驱动排泥阀11全开，并发出报警信号， 程序结束；
Cll、控制器9判断污泥浓度信号值C是否大于浓度上限值d，若是，进入 C12;若否，程序结束；
C12、控制器9判断污泥浓度信号值C是否大于等于浓度上限报警值CMX，
若否，进入C13步；若是，进入C14步；
C13、控制器9控制电动执行机构10驱动排泥阀11按照与污泥浓度信号值 C成正比关系开大阀门，程序结束；
C14、控制器9控制电动执行机构10驱动排泥阀11全开，并发出报警信号， 程序结束。
上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制 本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案 的专利范围中。
权利要求
1、一种智能型中心传动单管吸泥机，其特征在于它包括污泥浓度信号采集装置、控制器、电动执行机构和设置在排泥通道内的排泥阀，其中污泥浓度信号采集装置用于采集排泥通道内的污泥浓度状态并输出污泥浓度信号至控制器内，所述控制器用于判断污泥浓度状态，并控制所述电动执行机构调节所述排泥阀的开度与污泥浓度信号成正比关系。
2、 根据权利要求1所述的智能型中心传动单管吸泥机，其特征在于所述控 制器还用于判断污泥浓度状态是否位于预设的浓度上限值和浓度下限值 之间，并控制所述电动执行机构调节所述排泥阀的开度在污泥浓度信号位 于浓度上限值和浓度下限值之间时不变。
3、 根据权利要求2所述的智能型中心传动单管吸泥机，其特征在于所述控 制器还用于判断污泥浓度状态是否到达浓度上限报警值，并控制所述电动 执行机构调节所述排泥阀在污泥浓度信号到达浓度上限报警值时全开。
4、 根据权利要求2所述的智能型中心传动单管吸泥机，其特征在于所述控制器还用于判断污泥浓度状态是否到达浓度下限报警值，并控制所述电动 执行机构全开所述排泥阀在污泥浓度信号到达浓度下限报警值时全开。
5、 根据权利要求l、 2、 3或4所述的智能型中心传动单管吸泥机，其特征在于所述排泥阀为套筒阀、闸阀、碟阀或者截止阀。
全文摘要
本发明公开了一种智能型中心传动单管吸泥机，它包括污泥浓度信号采集装置、控制器、电动执行机构和设置在排泥通道内的排泥阀，其中污泥浓度信号采集装置用于采集排泥井中的污泥浓度状态并输出污泥浓度信号至控制器内，所述控制器用于判断污泥浓度状态，并控制所述电动执行机构调节所述排泥阀的开度与污泥浓度信号成正比关系。本发明的优点在于智能型中心传动单管吸泥机改变了传统的人工调节排泥阀来调节排泥量的控制方式，使系统的运行更加符合动态的变化规律，同时实现了排泥浓度稳定在一个较高的范围内，即可以达到10～12g/L，从而降低生化系统的污泥回流量，使污泥回流系统能耗降低30～50％，即使整个城镇污水厂的能耗降低约2～4％。
文档编号B01D21/24GK101306266SQ20081002620
公开日2008年11月19日 申请日期2008年2月1日 优先权日2008年2月1日
发明者何金涛, 夏志祥, 游建琼, 田兵建 申请人:广州市新之地环保产业有限公司