基于物联网的光伏发电污水处理系统的制作方法

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及基于物联网的光伏发电污水处理系统。

背景技术：

近年来随着城市的扩张，城郊地区农村逐步城市化。随着城市化进程的加快，近郊土地被整理、拍卖，农民搬入公寓式小区。在城市化的进程中，由于附近缺少市政污水干管和污水处理厂负荷不够等原因，导致农民回迁楼污水直排，严重影响附近的地表水环境质量。中央环保督查明确提出沈阳市每天约27万吨污水直排环境，这其中农民回迁楼污水直排占绝大多数。而解决这一问题最快最显著的办法就是建设分散式污水处理系统，对分散在城郊的回迁小区分别建设污水处理设施。

光伏发电相比传统的市电，发电过程简单，没有机械转动部件，不消耗燃料，不排放包括温室气体在内的任何物质，可达到无噪声、无污染，低成本等目的。而网络技术的发展和工业自动化远程实时监控系统的发展，共同促进了物联网技术的产生。物联网技术在智能交通、智能消防、工业监测、环境监测等多个领域已有广泛应用，但在北方地区分散式污水处理系统中还缺乏应用。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供基于物联网的光伏发电污水处理系统，其能解决现有技术中管理分数、运行费用高，应用不智能的问题。

本发明的目的采用以下技术方案实现：

基于物联网的光伏发电污水处理系统，包括分布式光伏发电设备、污水处理设备和物联网智能控制设备，所述分布式光伏发电设备包括依次连接的光伏组件、汇流箱、逆变器和稳流器，所述污水处理系统包括鼓风机、功能泵、温度传感器和氧传感器，稳流器连接鼓风机和功能泵，所述物联网智能控制设备包括中央控制器、数据传输单元和云服务器，温度传感器和氧传感器均与数据传输单元，中央控制器和云服务器均与数据传输单元连接，所述鼓风机和功能泵均与中央控制器连接。

优选的，所述功能泵包括提升泵和抽吸泵。

优选的，所述污水处理设备为mbr处理设备和/或mbbr处理设备。

优选的，所述mbr处理设备包括依次设置的格栅间、调节池、mbr反应器以及清水池，所述格栅间的输入端口、以及调节池与mbr反应器之间均设有提升泵，mbr反应器与清水池之间设有抽吸泵，所述mbr反应器连接有鼓风机和污泥池，所述温度传感器和氧传感器设置在mbr反应器上。

优选的，所述mbbr处理设备包括依次设置的格栅间、调节池、缺氧池、mbbr反应器、沉淀池以及清水池，所述提升泵设置在调节池与缺氧池之间，缺氧池内设有搅拌装置，mbbr反应器连接有污泥池，所述温度传感器和氧传感器设置在mbr反应器上。

优选的，缺氧池与mbbr反应器之间还设有污泥回流装置和消化液回流装置。

优选的，所述光伏组件通过安装组件安装在污水处理设备对应位置，所述安装组件包括支撑座、固定在支撑座上的两根立柱，一一对应连接在两根立柱上端两个支架，连接在两个支架上的斜梁，所述斜梁上安装有横梁支架，横梁支架上安装光伏组件。

优选的，所述横梁支架的数量为两根，所述光伏组件安装在两根横梁支架上。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明以太阳能提供动力，缓解市政供电压力，采用物联网智能控制污水处理，可以对污水处理中曝气时间等集中监控，操作更简单，运行更高效。

附图说明

图1为本发明的基于物联网的光伏发电污水处理系统的模块结构图；

图2为本发明的mbr处理设备的结构图；

图3为本发明的mbbr处理设备的结构图；

图4为本发明的光伏组件的安装结构图。

图中：。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

如图1所示，本发明提供一种基于物联网的光伏发电污水处理系统，包括分布式光伏发电设备、污水处理设备和物联网智能控制设备，所述分布式光伏发电设备包括依次连接的光伏组件、汇流箱、逆变器和稳流器，所述污水处理系统包括鼓风机、功能泵、温度传感器和氧传感器，稳流器连接鼓风机和功能泵，所述物联网智能控制设备包括中央控制器、数据传输单元和云服务器，温度传感器和氧传感器均与数据传输单元，中央控制器和云服务器均与数据传输单元连接，所述鼓风机和功能泵均与中央控制器连接。

分布式光伏发电设备为污水处理设备供电，其光伏组件可以铺设在污水处理设备的安装现场，包括屋顶、草坪、空地、污水处理设备的上方空间区域等。进一步优选为铺设在屋顶、空地及草坪上的光伏组件与水平方向夹角为32度。这种光伏组件的铺设方式充分利用空间，不会占用大面积的土地，可达到合理利用厂区同时接收到更多太阳能的目的。

光伏组件将太阳能转化为直流电，直流电汇流至汇流箱，然后经逆变器转换成交流电，交流光伏电再通过稳流器输送至污水处理系统的风机和泵。分布式光伏发电系统产生的光伏电优于市电为污水处理系统供电，省去了蓄电池，即发即用，省去了储能过程以及长距离输电过程，同时节能环保，使用清洁绿色能源，缓解了市政供电压力，可以最大化的利用太阳能能源。

结合图4，光伏组件通过安装组件安装在污水处理设备对应位置10，例如草坪等，所述安装组件包括支撑座9、固定在支撑9座上的两根立柱8，一一对应连接在两根立柱8上端两个支架7，连接在两个支架7上的斜梁6，所述斜梁6上安装有横梁支架5，横梁支架5上安装光伏组件4。斜梁6的倾斜角度(也就是与水平线的夹角)优选为32度。支撑座9优选为混凝土支墩。进一步优选的，横梁支架5的数量优选为两根，光伏组件4安装在两根横梁支架5上。

本发明的功能泵至少包括提升泵和抽吸泵。作为进一步优选的实施方式，本发明的污水处理设备可以采用为mbr处理设备和/或mbbr处理设备。

如图3所示，mbr处理设备包括依次设置的格栅间、调节池、mbr反应器以及清水池，所述格栅间的输入端口、以及调节池与mbr反应器之间均设有提升泵，mbr反应器与清水池之间设有抽吸泵，所述mbr反应器连接有鼓风机和污泥池，所述温度传感器和氧传感器设置在mbr反应器上。清水池内设置消毒装置。

在mbr处理设备中，污水经提升泵进入到格栅间，将较大的悬浮物过滤掉，之后进入调节池，在调节池内蓄水均一化水质，并进行初步沉淀，调节池具有一定的蓄水能力，保证mbr反应器能持续供水。调节池内的水经提升泵进入到mbr反应器内，在mbr反应器中，污水和污泥在搅拌器的作用下充分接触，在好样阶段通过鼓风机曝气是污染物充分分解，达到去除污染物的目的；mbr反应器会定期排泥，mbr反应器内的污泥排至污泥池，污泥脱水后外运；mbr反应器内的出水经抽吸泵进入清水池中，清水池中的水经消毒装置处理后可回收再利用。mbr污水处理系统中的提升泵、鼓风机、抽吸泵等用电设备均与分布式光伏发电设备连接，由之供电。

如图4所示，mbbr处理设备包括依次设置的格栅间、调节池、缺氧池、mbbr反应器、沉淀池以及清水池，所述提升泵设置在调节池与缺氧池之间，缺氧池内设有搅拌装置，mbbr反应器连接有污泥池，所述温度传感器和氧传感器设置在mbr反应器上。氧池与mbbr反应器之间还设有污泥回流装置和消化液回流装置。

与mbr污水处理设备不同的是，在mbbr污水处理设备中，调节池内的水经过提升泵进入到缺氧池内，在缺氧池内主要进行反硝化反应，将污水内的硝氮和亚硝氮转化为氮气排出，缺氧池内的水随后进入mbbr反应器中，主要进行好氧反应，将氨氮转化为硝态氮，同时部分硝化液回流进入到缺氧池内脱氮，mbbr反应器内污泥生长速度较快，可部分回流至缺氧池内，污泥过多时会进行外排，mbbr反应器内的污水会进入到沉淀池内进行泥水分离，污泥部分回流至mbbr反应器内，清水经抽吸泵进入到清水池内，mbbr污水处理系统中的提升泵和抽吸泵等用电设备均与分布式光伏发电设备连接，由之供电。

数据传输单元分别与污水处理系统的温度传感器和氧传感器连接，数据传输单元还分别连接云服务器和中央控制器。中央控制器通过温度传感器和氧传感器的实时监测数据控制曝气泵和提升泵的开启，同时将监测数据和曝气泵、提升泵运行数据上传到云端，实现对污水处理系统的远程控制。中央控制器包括主机、显示屏、控制面板以及各类控制接口，可以通过购买市面上现有产品获得，逆变器采用组串型逆变器，安装规模小，性价比高。温度传感器的型号例如为cu50，适用于工业低温情况，氧传感器采用电化学氧传感器，使用成本低，测量准确，适合在常温环境下工作，稳流器优选采用ps-18型号的直流稳流器。

本发明中的光伏电即发即用，省去了储能过程以及长距离输电过程，同时节能环保，使用清洁绿色能源，缓解了市政供电压力，可以最大化的利用太阳能能源。污水处理设备采用物联网智能控制，系统可实现对曝气时间和水力停留时间的集中监控，操作更简单，运行更高效。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。