去除污水中总磷含量的自动调节系统的制作方法

本实用新型涉及污水处理设备自动化控制技术领域，特别地，涉及一种去除污水中总磷含量的自动调节系统。

背景技术：

总磷是水体中磷元素的总含量，是水体富含有机质的指标之一。磷含量过多会引起藻类植物的过度生长，水体富营养化，发生水华或者赤潮，打乱水体平衡。因此，污水经过处理后总磷含量必须达标才能进行排放，防止污染水环境。

现有的污水处理设备通常采用总磷检测仪来对其出水水质进行检测，如果发现总磷含量超标时，需要人工去调整污水处理过程中的除磷强度，人力成本高，而且，人工调整不一定一次性就能将出水的总磷含量降下去，而是需要经过多次调整，调整过程花费了较多的时间，且人工调整的准确度较低。另外，在多次调整的过程中对污水处理设备中的污水处理体系造成了频繁的冲击，加大了污水处理体系的工作负荷。并且，现有的污水处理设备通常采用化学除磷的方式去降低污水中的总磷含量，例如往污水中加入铝盐除磷剂、钙盐除磷剂或者铁盐除磷剂等化学除磷剂来达到除磷的效果，但是化学除磷的方式存在除磷反应时间长，无法快速地反馈出总磷含量达标的检测结果，从而工作人员会一直添加化学除磷剂直至出水总磷含量达标，但是其实在添加化学除磷剂的过程中出水总磷含量早已达标，造成了化学除磷剂的加入量过度增多，增加了运营成本。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种去除污水中总磷含量的自动调节系统，以解决现有的污水处理设备采用人工调整污水处理过程中的除磷强度而导致的人力成本高和调整准确度低的技术问题。

根据本实用新型的一个方面，提供一种去除污水中总磷含量的自动调节系统，其用于对污水处理设备去除总磷的过程进行自动调节，其包括位于污水处理设备的出水位置处并用于检测污水处理设备的出水总磷含量的总磷检测仪、用于通过物理吸附降低污水中总磷含量的物理除磷装置和用于根据总磷检测仪的检测结果控制物理除磷装置的工作状态的控制模块；总磷检测仪和物理除磷装置与控制模块连接。

进一步地，物理除磷装置包括用于对污水中的磷进行物理吸附的填料腔和设置于填料腔进水口处的第一电控开关元件；第一电控开关元件与控制模块连接，控制模块用于根据总磷检测仪的检测结果控制第一电控开关元件的污水输送量。

进一步地，填料腔中填料的粒径尺寸为2mm～8mm。

进一步地，该自动调节系统还包括与控制模块连接并用于对物理除磷装置进行反向冲洗的反冲洗装置，控制模块用于控制反冲洗装置定期对物理除磷装置进行冲洗。

进一步地，该自动调节系统还包括与控制模块连接并用于发出报警提醒的报警模块。

进一步地，污水处理设备包括临时储液罐，临时储液罐与污水处理设备的出水口通过第二电控开关元件连通，第二电控开关元件与控制模块连接，控制模块用于根据总磷检测仪的检测结果控制第二电控开关元件的开启或关闭。

进一步地，控制模块还用于在总磷检测仪检测到污水处理设备的总磷含量超标时生成报警信息，该自动调节系统还包括通信模块和云服务器，通信模块分别与控制模块和云服务器连接，云服务器用于与远程监控电脑连接，通信模块用于将控制模块生成的报警信息经云服务器传输至远程监控电脑。

进一步地，通信模块与移动终端进行无线通信连接并将控制模块生成的报警信息传输至移动终端。

进一步地，通信模块包括无线电通信模块、光纤通信模块和GPRS通信模块中的一种或多种。

进一步地，第一电控开关元件为电动阀；自动调节系统还包括与控制模块连接的神经网络模块和与神经网络模块连接并设置于第一电控开关元件处且用于检测第一电控开关元件输送水流量的流量检测器；神经网络模块用于基于总磷检测仪的检测结果和流量检测器的检测结果进行深度学习以智能化控制第一电控开关元件的进水量。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的去除污水中总磷含量的自动调节系统，其通过总磷检测仪对污水处理设备的出水总磷含量进行检测，当控制模块比对出总磷检测仪检测到的污水处理设备的出水总磷含量超标时，控制模块控制物理除磷装置开启工作，以降低快速降低出水总磷含量，实现了除磷过程的自动、快速调节，无需人工干预，而且调节过程由CPU单元来控制，调节准确度高。另外，物理除磷装置相对于现有的化学除磷方式具有除磷速度快、除磷效果反馈快的优点，一旦物理除磷装置开启工作，可以马上降低出水总磷含量，一旦出水总磷含量达标则控制物理除磷装置停止工作，整个调节过程实现自动化控制，降低了运营成本。

本实用新型的除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型优选实施例的去除污水中总磷含量的自动调节系统的模块结构示意图。

图例说明：

11、总磷检测仪；12、物理除磷装置；13、控制模块；14、报警模块；15、通信模块；16、云服务器；17、神经网络模块；18、流量检测器；19、显示屏；20、远程监控电脑；30、移动终端。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1所示，本实用新型的优选实施例提供一种去除污水中总磷含量的自动调节系统，其用于对污水处理设备去除总磷的过程进行自动调节，降低了人工成本，提高了调节准确度。所述去除污水中总磷含量的自动调节系统包括位于污水处理设备的出水位置处并用于检测污水处理设备的出水总磷含量的总磷检测仪11、用于通过物理吸附降低污水中总磷含量的物理除磷装置12和用于根据总磷检测仪11的检测结果控制物理除磷装置12的工作状态的控制模块13，总磷检测仪11和物理除磷装置12与控制模块13连接。所述控制模块13中包括CPU单元，所述CPU单元中预存有出水总磷含量的标准值，当CPU单元比对出总磷检测仪11检测到的污水处理设备的出水总磷含量超标时，所述CPU单元生成控制信号控制物理除磷装置12的开启工作，以降低污水中的总磷含量，从而使出水总磷含量符合标准。当总磷检测仪11检测到出水总磷含量达标时，生成反馈信息传输至控制模块13，控制模块13控制物理除磷装置12停止工作。其中，物理除磷装置12相对于现有的化学除磷方式具有除磷速度快、除磷效果反馈快的优点，一旦物理除磷装置12开启工作，可以马上降低出水总磷含量，一旦出水总磷含量达标则控制物理除磷装置12停止工作，降低了运营成本。例如，《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级A标准规定：出水总磷含量不能超过0.5mg/L，当总磷检测仪11检测到污水处理设备的出水总磷含量超过0.5mg/L时，控制模块13控制物理除磷装置12开启工作，以快速降低污水处理设备的出水总磷含量。当总磷检测仪11检测到污水处理设备的出水总磷含量低于或等于0.5mg/L时，控制模块13控制物理除磷装置12停止工作。可以理解，所述控制模块13可以是PLC或者MCU。

本实用新型的去除污水中总磷含量的自动调节系统，其通过总磷检测仪11对污水处理设备的出水总磷含量进行检测，当控制模块13比对出总磷检测仪11检测到的污水处理设备的出水总磷含量超标时，控制模块13控制物理除磷装置12开启工作，以降低快速降低出水总磷含量，实现了除磷过程的自动、快速调节，无需人工干预，而且调节过程由CPU单元来控制，调节准确度高。另外，物理除磷装置12相对于现有的化学除磷方式具有除磷速度快、除磷效果反馈快的优点，一旦物理除磷装置12开启工作，可以马上降低出水总磷含量，一旦出水总磷含量达标则控制物理除磷装置12停止工作，整个调节过程实现自动化控制，降低了运营成本。

可以理解，所述物理除磷装置12包括用于对污水中的磷进行物理吸附的填料腔和设置于填料腔进水口处的第一电控开关元件，第一电控开关元件与控制模块13连接，控制模块13根据总磷检测仪11的检测结果控制第一电控开关元件的污水输送量。当总磷检测仪11检测到污水处理设备的出水总磷超标时，控制模块13控制第一电控开关元件打开以使污水流入到填料腔中，填料腔对污水中的磷进行物理吸附后再将污水排出，以快速降低出水总磷含量。当总磷检测仪11检测到污水处理设备的出水总磷达标时，控制模块13再控制第一电控开关元件关闭。所述第一电控开关元件为电磁阀或者电控阀，其中优选为电控阀，所述控制模块13可以控制电控阀的打开程度以调整第一电控开关元件的污水输送量，实现精准调节。所述填料腔中填料的粒径尺寸为2mm～8mm，优选为2mm～5mm，填料的粒径尺寸在此范围内时，填料腔具有最佳的除磷效果，而且填料的磨损率较低，降低了物理除磷装置12的维护成本。可以理解，作为一种变形，所述填料腔可以替换成填料结晶床，经第一电控开关元件流入的污水流过填料结晶床后，污水中的磷会在填料颗粒的表面富集进而产生结晶沉淀，从而实现达到降低污水中总磷含量的作用。还可以理解，作为另一种选择，所述填料腔可以替换成人工湿地，利用人工湿地的基质对污水中的磷进行过滤、截流和沉积，同样可以达到降低污水中总磷含量的作用。

作为进一步优选的，所述自动调节系统还包括与控制模块13连接并用于对物理除磷装置12进行冲洗的反冲洗装置(图未示)，由于物理除磷装置12对污水中的磷进行了物理吸附，使用时间过长时，物理除磷装置12的除磷效果会下降，此时，控制模块13可以控制反冲洗装置定期对物理除磷装置12进行反向冲洗，将填料腔中吸附的磷冲洗出去，使填料腔维持良好的除磷效果，而不需要定期对填料腔中的填料进行更换来保证除磷效果，延长了物理除磷装置12的使用寿命，降低了污水处理运营成本。作为一种变形，所述物理除磷装置12的出水端设置有与控制模块13连接的流量监测仪，当流量检测仪检测到物理除磷装置12的出水量急剧降低时产生报警信号传输至控制模块13，控制模块13控制发冲洗装置启动以对物理除磷装置12进行反向冲洗。

可以理解，作为优选的，所述自动调节系统还包括与控制模块13连接并用于发出报警提醒的报警模块14。当所述控制模块13比对出总磷检测仪11检测到的污水处理设备的出水总磷含量超标时，控制模块13生成报警控制信号发送至报警模块14，报警模块14发出报警提醒以便于工作人员及时检修，并确认自动调节的结果，即确认出水总磷含量是否恢复正常以及设备是否正常运行。所述报警模块14的报警方式包括声音报警、发光报警或者两者结合。

可以理解，作为优选的，污水处理设备还包括临时储液罐，临时储液罐与污水处理设备的出水口通过第二电控开关元件连通，该第二电控开关元件与控制模块13连接。当所述控制模块13比对出总磷检测仪11检测到的污水处理设备的出水总磷含量超标时，控制模块13控制第二电控开关元件打开，从而将污水处理设备的出水排放至临时储液罐进行存储，防止总磷含量超标的污水直接排往外界环境而造成水污染。当所述控制模块13比对出总磷检测仪11检测到的污水处理设备的出水总磷含量符合标准时，控制模块13控制第二电控开关元件关闭，从而使污水处理设备的出水直接排往外界。所述第二电控开关元件为电磁阀或者电控阀，考虑到生产成本，优选为电磁阀。另外，作为优选的，临时储液罐又与污水处理设备的提升泵连通，临时储液罐中储存的超标污水可以再经由提升泵通入到污水处理设备中进行再次污水处理。本实用新型通过控制模块13根据总磷检测仪11的检测结果控制第二电控开关元件打开或关闭，可以将总磷含量超标的污水排放至临时储液罐进行储存，防止对环境造成水污染，而且临时储液罐中的超标污水又可以经过提升泵再次通入到污水处理设备内进行二次污水处理，实现了超标污水的回收利用。或者，作为一种变形，所述污水处理设备的出水口通过回流管路与其进水口连通，该回流管路中设置有电磁阀，电磁阀与控制模块13连接，正常情况下电磁阀处于关闭状态。当所述控制模块13比对出总磷检测仪11检测到的污水处理设备的出水总磷超标时，控制模块13控制电磁阀打开以使超标的污水再回流至污水处理设备的进水口进行再次污水处理，防止超标污水直接排放导致污染环境。

可以理解，作为优选的，控制模块13比对出总磷检测仪11检测到的污水处理设备的出水总磷含量超标时还会生成报警信息，该自动调节系统还包括通信模块15和云服务器16，通信模块15分别与控制模块13和云服务器16连接，云服务器16用于与远程监控电脑20连接，通信模块15将控制模块13生成的报警信息经云服务器16传输至远程监控电脑20。并且，云服务器16可以与不同地点的无数台污水处理设备连接，从而可以在远程监控电脑20上对一系列的污水处理设备进行监控。当某一地点的某一台污水处理设备的出水总磷含量超标时，这台污水处理设备对应的控制模块13生成的报警信息可以在远程监控电脑20的屏幕上进行显示，以便于工作人员进行远程监控和定点排查，更加符合物联网的发展需求。另外，作为一种选择，通信模块15还与移动终端30进行无线通信连接并将控制模块13生成的报警信息传输至移动终端30，例如控制模块13发现污水处理设备的出水总磷含量超标时，可以通过通信模块15发送报警短信至移动终端30，即使工作人员不在工作岗位也能及时获取报警信息。所述通信模块15包括无线电通信模块、光纤通信模块和GPRS通信模块中的一种或多种。

可以理解，作为优选的，第一电控开关元件为电动阀，所述自动调节系统还包括与控制模块13连接的神经网络模块17和与神经网络模块17连接并设置于第一电控开关元件处且用于检测第一电控开关元件输送水流量的流量检测器18，神经网络模块17基于总磷检测仪11的检测结果和流量检测器18的检测结果进行深度学习以智能化控制第一电控开关元件的进水量。所述神经网络模块17为神经元芯片。神经元芯片可以将获取的总磷检测仪11的检测结果和流量检测器18的检测结果作为基础数据，通过深度学习来得到电控阀的最佳参数设置，并将最佳参数通过控制模块13传输至第一电控开关元件，从而实现智能化控制，无需人工对总磷去除强度进行调试。而且随着总磷检测仪11和流量检测器18的检测数据不断更新，神经网络模块17所获得的基础数据会越来越多，深度学习的结果会越来越精确，调节准确度会越来越高。

可以理解，作为优选的，所述自动调节系统还包括与控制模块13连接并用于显示总磷检测仪11的检测结果的显示屏19，便于工作人员进行监测。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。