专利名称：一种工业废水处理装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种工业废水处理装置。
背景技术：
目前，合成氨工业在我国国民经济乃至全球经济中都占有重要的地位。合成氨工业主要是为氮肥生产提供原料，即将合成氨中的氮元素脱离出来用于制造氮肥，之后将剩余的废水排除，然而在合成氨的工业生产中主要以煤和天然气为原料合成氨，因此在生产氮肥的过程中产生的废水含有大量对自然环境有污染的物质，如果排出的废水只依靠河流、湖泊的自净作用进行净化的话，随着时间的延长和环境对污染物的去除容量的有限，这些废水会使地表水缺氧、水质恶化、富营养化，对饮用水和工业用水资源造成威胁，因此在废水排放到自然环境中之前都要对废水进行相应的处理，使废水对自然环境的危害降到最低。目前对合成氨工业废水的处理普遍采用缺氧/好氧(A/0)生化处理工艺进行脱氮，由于废水中氨氮的浓度较高，磷浓度和C\N比均较低，一般需要投加碳源、磷和碱，而实际运行中水质波动性较大，处理系统的负荷稳定性较差，营养元素的投加控制措施通常不能及时和水质耦合，排泥、曝气等过程缺乏有效的控制策略，排水不能够稳定达标，并且整个废水处理过程均由人工现场监管完成，其中存在的误差也很大，上述原因都造成整个废水处理装置运行管理复杂，废水达标不稳定，运行成本高等问题出现。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种能够自动控制废水处理装置，无需人员现场监管， 运行管理简便，处理后废水达标稳定的工业废水处理装置。为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案一种工业废水处理装置，包括废水处理系统和用于控制废水处理系统的控制系统，所述控制系统包括数据采集单元和PLC控制单元，所述数据采集单元设置在废水处理系统中，数据采集单元的信号输出端连接PLC控制单元的信号输入端，PLC控制单元的输出信号控制连接废水处理系统。所述废水处理系统包括调节池、碳源储存罐、A/0池和沉淀池，所述调节池和碳源储存罐分别通过管道连接A/0池，A/0池通过管道连接沉淀池，所述调节池与A/0池连接的管道上设置有进水泵和进水管控制阀，碳源储存罐与A/0池连接的管道上设置有碳源进料泵和碳源控制阀，所述PLC控制单元的废水进水信号输出端分别控制连接进水泵、进水控制阀，PLC控制单元的碳源进料信号输出端分别控制连接碳源进料泵和碳源控制阀。所述废水处理系统还包括硝化液回流管道，所述硝化液回流管道的入口连接A/0 池的出口，出口连接A/0池的入口，在所述的硝化液回流管道上设置有硝化液回流泵和硝化液回流控制阀，所述PLC控制单元的硝化液回流信号输出端分别控制连接硝化液回流泵和硝化液控制回流阀。所述废水处理系统还包括污泥回流管道和剩余污泥排泥管道，所述污泥回流管道的入口连接沉淀池的出口，出口连接A/0池的入口，在所述污泥回流管道上设置有污泥回流泵和污泥回流控制阀，所述PLC控制单元的污泥回流信号输出端分别控制连接污泥回流泵和污泥回流控制阀；所述剩余污泥排泥管道的入口连接沉淀池的出口，在所述排泥管道上设置有剩余污泥排泥控制阀，所述PLC控制单元的剩余污泥排泥信号的输出端控制连接剩余污泥排泥控制阀。所述废水处理系统还包括曝气管路，所述曝气管路的入口连接空气压缩机，出口通过气体流量计和空气扩散器连接A/0池的好氧池，在所述曝气管路上设置有曝气控制阀，所述PLC控制单元的曝气控制信号输出端分别控制连接空气压缩机和曝气控制阀。所述数据采集单元包括在线多参数检测模块和在线氨氮检测模块，所述在线多参数检测模块包括用于检测污水中指标的检测探头、信号处理电路，所述检测探头设置在废水处理系统的调节池和A/0池中，检测探头的信号输出端连接信号处理电路的信号输入端，信号处理电路的信号输出端用于连接PLC控制单元的信号输入端；所述在线氨氮检测模块包括氨氮取样棒、反应池E、传感器、控制中心和信号转换电路，所述氨氮取样棒用于连接调节池和反应池E，传感器设置在反应池E内，传感器的信号输出端连接控制中心的信号输入端，控制中心的控制信号输出端通过信号转换电路连接PLC控制单元的信号输入端。 所述控制系统还包括人机交互单元，所述人机交互单元采用PC机，所述PLC控制单元与PC机相连接。采用以上技术方案可以达到如下的技术效果由于本实用新型设置有PLC控制单元，由PLC控制单元智能控制整个废水处理装置的工作，实现了自动化，无需工作人员现场监测废水的处理就可以完成对废水的处理，同时由设置的数据采集单元为PLC控制单元提供可靠的数据，因此处理后的废水达标稳定了很多，降低了运行成本。
图1是本实用新型的结构原理图；图2是本实用新型废水处理系统的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示本实用新型包括废水处理系统和用于控制废水处理系统的控制系统，所述控制系统包括数据采集单元、PLC控制单元和人机交互单元，所述数据采集单元设置在废水处理系统中，数据采集单元的信号输出端连接PLC控制单元的信号输入端，PLC控制单元的输出信号控制连接废水处理系统，PLC控制单元还与人机交互单元相连接。所述数据采集单元包括在线多参数检测模块和在线氨氮检测模块，所述在线多参数检测模块包括用于检测污水中指标的检测探头(包括PH值检测探头45、D0值检测探头46 和ORP值检测探头47)、信号处理电路，所述检测探头设置在废水处理系统中，检测探头的信号输出端连接信号处理电路的信号输入端，信号处理电路的信号输出端用于连接PLC控制单元的信号输入端；所述在线氨氮检测模块包括氨氮取样棒44、反应池E、传感器1、控制中心和信号转换电路，所述氨氮取样棒用于连接废水处理系统和反应池E，传感器1设置在反应池E内，传感器1的信号输出端连接控制中心的信号输入端，控制中心的控制信号输出端通过信号转换电路连接PLC控制单元的信号输入端。[0017]如图2所示所述废水处理系统包括调节池A、碳源储存罐B、A/0池C、沉淀池D、 硝化液回流管道30、污泥回流管道37、剩余污泥排泥管道38和曝气管路M，调节池D和碳源储存罐B分别通过管道连接A/0池C，A/0池C通过管道连接沉淀池D，所述调节池A与 A/0池C连接的管道上设置有进水泵4和进水管控制阀3，碳源储存罐B与A/0池C连接的管道上设置有碳源进料泵8和碳源控制阀7，所述PLC控制单元的废水进水信号输出端分别控制连接进水泵4、进水控制阀3，PLC控制单元的碳源进料信号输出端分别控制连接碳源进料泵8和碳源控制阀7 ；所述硝化液回流管道30的入口连接A/0池的出口，出口连接A/0 池的入口，在所述的硝化液回流管道30上设置有硝化液回流泵四和硝化液回流控制阀观， 所述PLC控制单元的硝化液回流信号输出端分别控制连接硝化液回流泵四和硝化液控制回流阀28 ；所述污泥回流管道37的入口连接沉淀池D的出口，出口连接A/0池C的入口， 在所述污泥回流管道37上设置有污泥回流泵36和污泥回流控制阀35，所述PLC控制单元的污泥回流信号输出端分别控制连接污泥回流泵36和污泥回流控制阀35 ；所述剩余污泥排泥管道38的入口连接沉淀池D的出口，在所述排泥管道38上设置有剩余污泥排泥控制阀39，所述PLC控制单元的剩余污泥排泥信号的输出端控制连接剩余污泥排泥控制阀；所述曝气管路M的入口连接空气压缩机23，出口通过气体流量计沈连接空气扩散器27，所述空气扩散器27设置在A/0池C的好氧池中(所述的好氧池包括第一好氧池01至第九好氧池09，其标号分别为01、02、03、04、05、06、07、08、09)，在所述曝气管路M上设置有曝气控制阀25，所述PLC控制单元的曝气控制信号输出端分别控制连接空气压缩机23和曝气控制阀25。本实用新型工作时，处理废水的方法包括步骤( 1)废水从调节池A通过进水泵4进入第一缺氧池Al内，同时碳源、由第九好氧池 09回流的硝化液以及在沉淀池D内完成泥水分离后剩余的活性污泥一起进入A/0池C的第一缺氧池Al内，其中回流的硝化液与废水的体积比为2:1，回流的活性污泥与废水的体积比为1:1。由于进入第一缺氧池Al内包括由第九好氧池09末端回流的硝化液，所述的硝化液中携带了的一定量的溶解氧(D0)，因此，异养菌会优先利用废水中少量的溶解氧降解部分易降解有机物。同时，在第一缺氧池Al、第二缺氧池A2以及第三缺氧池A3内反硝化菌利用由碳源储存罐B中流入的丰富的有机碳源将原水、硝化液和回流污泥中的NO2--N和 NO3--N还原为N2,完成氮的去除；(2)混合液在缺氧池完成反硝化后进入好氧池进行好氧硝化，首先在第一好氧池 01、第二好氧池02和第三好氧池03内，在异养菌的作用下深度去除缺氧池出水中残余的有机物；其次，第一缺氧池01至第九缺氧池09内自养的悬浮态的以及固定在移动载体上的氨氧化菌以NH4+-N为电子供体，氧气为电子受体，将NH4+-N氧化为NO2--N ；同时第七好氧池 07至第九好氧池09内自养的亚硝酸氧化菌以NO2--N为电子供体，氧气为电子受体，将部分 Ν02_-Ν氧化为Ν03_-Ν，实现了氨氮的去除。在反应的过程中空气压缩机23通过曝气管路M、 气体流量计26和空气扩散器27向第一好氧池01至第九好氧池09池内的微生物提供呼吸作用所需要的氧气；(3)好氧硝化结束后，在硝化液回流泵四的作用下，部分混合液在硝化液由第九好氧池09通过硝化液回流管道30回流至第一缺氧池Al内进行反硝化；(4)完成好氧硝化的混合液自流进入沉淀池D，沉淀池D停留时间l_2h，进行泥水分离，然后上清液通过沉淀池D上部的出水管直接溢流出系统，底部沉淀的活性污泥在污泥回流泵36的作用下，通过污泥回流管道37回流至第一缺氧池Al内，然后回到步骤(1)， 继续对废水进行处理。在本实用新型中废水的排放、碳源的加入、硝化液的回流、污泥的回流以及剩余污泥的排放均由PLC控制单元自动控制完成；由于在调节池A内设置有PH值检测探头45，A/ 0池C的第九好氧池09内设置有DO检测探头46和ORP检测探头47，可以检测待处理废水中的PH值、DO值以及ORP值，并将检测到的数值通过信号处理电路传送给PLC控制单元； 同时在线氨氮分析系统中的氨氮取样棒44从调节池A中取样，取到的废水样本在反应池 E内与反应物反应，反应后由传感器1得到水中的氨氮含量信号，所述的氨氮含量信号传送给控制中心，控制中心经过信号转换电路将氨氮信号也传送给PLC控制单元，PLC控制单元对所有的信号数值进行分析后，输出控制信号控制进水泵4、进水控制阀3、碳源进料泵8、 碳源控制阀7、空气压缩机23、曝气控制阀25、硝化液回流泵四、硝化液回流控制阀观、污泥回流泵36和污泥回流控制阀35，通过对上述各个泵和控制阀门的控制用于控制各种液料的添加量，令废水处理更加彻底。同时PLC控制单元与人机交互单元相连接，因此可以在人机交互单元的显示屏上显示废水处理的流程，还可以通过人机交互单元修改参数，实现废水的彻底处理。此外在第一缺氧池Al、第二缺氧池A2与第三缺氧池A3中分别设置有搅拌器22， 这样可以令废水与反应液的接触面积更好，反应更彻底，同样令废水处理得更彻底。
权利要求1.一种工业废水处理装置，其特征在于包括废水处理系统和用于控制废水处理系统的控制系统，所述控制系统包括数据采集单元和PLC控制单元，所述数据采集单元设置在废水处理系统中，数据采集单元的信号输出端连接PLC控制单元的信号输入端，PLC控制单元的输出信号控制连接废水处理系统。
2.如权利要求1所述的工业废水处理装置，其特征在于所述废水处理系统包括调节池、碳源储存罐、A/0池和沉淀池，所述调节池和碳源储存罐分别通过管道连接A/0池，A/ 0池通过管道连接沉淀池，所述调节池与A/0池连接的管道上设置有进水泵和进水管控制阀，碳源储存罐与A/0池连接的管道上设置有碳源进料泵和碳源控制阀，所述PLC控制单元的废水进水信号输出端分别控制连接进水泵、进水控制阀，PLC控制单元的碳源进料信号输出端分别控制连接碳源进料泵和碳源控制阀。
3.如权利要求2所述的工业废水处理装置，其特征在于所述废水处理系统还包括硝化液回流管道，所述硝化液回流管道的入口连接A/0池的出口，出口连接A/0池的入口，在所述的硝化液回流管道上设置有硝化液回流泵和硝化液回流控制阀，所述PLC控制单元的硝化液回流信号输出端分别控制连接硝化液回流泵和硝化液控制回流阀。
4.如权利要求3所述的工业废水处理装置，其特征在于所述废水处理系统还包括污泥回流管道和剩余污泥排泥管道，所述污泥回流管道的入口连接沉淀池的出口，出口连接 A/0池的入口，在所述污泥回流管道上设置有污泥回流泵和污泥回流控制阀，所述PLC控制单元的污泥回流信号输出端分别控制连接污泥回流泵和污泥回流控制阀；所述剩余污泥排泥管道的入口连接沉淀池的出口，在所述排泥管道上设置有剩余污泥排泥控制阀，所述PLC 控制单元的剩余污泥排泥信号的输出端控制连接剩余污泥排泥控制阀。
5.如权利要求4所述的工业废水处理装置，其特征在于所述废水处理系统还包括曝气管路，所述曝气管路的入口连接空气压缩机，出口通过气体流量计和空气扩散器连接A/ 0池的好氧池，在所述曝气管路上设置有曝气控制阀，所述PLC控制单元的曝气控制信号输出端分别控制连接空气压缩机和曝气控制阀。
6.如权利要求1至5任意一项所述的工业废水处理装置，其特征在于所述数据采集单元包括在线多参数检测模块和在线氨氮检测模块，所述在线多参数检测模块包括用于检测污水中指标的检测探头、信号处理电路，所述检测探头设置在废水处理系统的调节池和 A/0池中，检测探头的信号输出端连接信号处理电路的信号输入端，信号处理电路的信号输出端用于连接PLC控制单元的信号输入端；所述在线氨氮检测模块包括氨氮取样棒、反应池E、传感器、控制中心和信号转换电路，所述氨氮取样棒用于连接调节池和反应池E，传感器设置在反应池E内，传感器的信号输出端连接控制中心的信号输入端，控制中心的控制信号输出端通过信号转换电路连接PLC控制单元的信号输入端。
7.如权利要求6所述的工业废水处理装置，其特征在于所述控制系统还包括人机交互单元，所述人机交互单元采用PC机，所述PLC控制单元与PC机相连接。
专利摘要本实用新型涉及一种工业废水处理装置，包括废水处理系统和用于控制废水处理系统的控制系统，所述控制系统包括数据采集单元和PLC控制单元，所述数据采集单元设置在废水处理系统中，数据采集单元的信号输出端连接PLC控制单元的信号输入端，PLC控制单元的输出信号控制连接废水处理系统。本实用新型通过PLC控制单元控制废水处理系统，无需工作人员现场监管，实现了废水处理的自动化，令污水处理的运行管理简单方便，同时处理后的污水达标稳定。
文档编号C02F9/14GK202297319SQ20112043854
公开日2012年7月4日 申请日期2011年11月8日 优先权日2011年11月8日
发明者张慧敏, 王晓毅, 阎延平, 马家轩 申请人:河南省化工研究所有限责任公司