用于小型污水处理设备的高密度沉淀系统及其控制方法与流程

1.本发明涉及环保技术领域，尤其是涉及一种用于小型污水处理设备的高密度沉淀系统及其控制方法。


背景技术：

2.农村生活污水含有有机物、氮（n）、磷（p）营养物质。
3.各污染物排放浓度一般为：codcr为250~400mg/l，氨氮为30~40mg/l，总磷为2.5~5mg/l。针对主要污染物，开发了多种不同生化工艺的一体化污水处理设备，比如mbbr、改良aao、sbr、接触氧化、mbr等工艺设备。
4.上述设备在实际运行中，对cod以及氨氮都有较好的去除效果，出水能满足相应地区的污水排放标准。但由于农村污水面广分散，水量水质变化大，生化工艺出水总磷依然超标。成为困扰诸多运营企业的头等难题。


技术实现要素：

[0005][0006]
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于小型污水处理设备的高密度沉淀系统及其控制方法，采用化学加药除磷工艺与光催化电解除磷协同来实现，将传统pac+pam化学加药除磷工艺进行优化，增加光催化电解除磷模块，该模块嵌至于pac加药装置内，无需额外增加设备体积，同时借助5g 互联网平台在不同天气情况场景下实现双模块自动切换。
[0007]
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0008]
本技术方案的第一个目的是保护一种用于小型污水处理设备的高密度沉淀系统，包括：二沉池、pac沉淀池、pam沉淀池、沉淀池、pac溶药罐、pam溶药罐、控制模块，其中具体地：
[0009]
pac沉淀池与所述pac沉淀池连接，所述pac沉淀池中设有光催化电解模块；
[0010]
pam沉淀池与所述pac沉淀池连接；
[0011]
斜管沉淀池与所述pam沉淀池连接；
[0012]
pac溶药罐输出端与所述pac沉淀池连接；
[0013]
pam溶药罐输出端与所述pam沉淀池连接；
[0014]
控制模块与远程天气预报终端通信连接，以此获取当前和未来的天气信息，控制模块根据天气信息和进入二沉池的水流量指令光催化电解模块运行和/或pac溶药罐向pac沉淀池中加药。
[0015]
进一步地，所述控制模块为plc控制模块。
[0016]
进一步地，还包括光催化电解控制执行器，所述光催化电解控制执行器的输入端与所述控制模块电连接，所述光催化电解控制执行器的输出端与所述光催化电解模块电连接。
[0017]
进一步地，还包括相互电连接的pac加药控制执行器和pac加药泵，所述pac 加药控制执行器与所述控制模块电连接，所述pac加药控制执行器控制输向pac 加药泵电流的通断，以此控制驱动pac溶药罐向pac沉淀池的加药过程。
[0018]
进一步地，还包括相互电连接的pam加药控制执行器和pam加药泵，所述 pam加药控制执行器与所述控制模块电连接，所述pam加药控制执行器控制输向 pam加药泵电流的通断，以此控制驱动pam溶药罐向pam沉淀池的加药过程。
[0019]
进一步地，所述光催化电解控制执行器包括电解电源和电解控制电磁开关，所述电解控制电磁开关与所述控制模块电连接。
[0020]
进一步地，所述pac加药控制执行器和pam加药控制执行器均包括供电电源和电磁开关，所述电磁开关与所述控制模块电连接。
[0021]
进一步地，所述远程天气预报终端包括计算机终端和5g信号射频模块，所述控制模块上连接有5g信号接收模块，所述5g信号射频模块实施向5g信号接收模块发出当前和未来的天气信息。
[0022]
进一步地，所述二沉池的输出端或输出端设有水流量传感器，所述水流量传感器与控制模块电连接。
[0023]
进一步地，所述斜管沉淀池底部设有排泥阀。
[0024]
本技术方案的第二个目的是保护一种上述用于小型污水处理设备的高密度沉淀系统的控制方法，包括以下步骤：
[0025]
在进水稳定且天气良好，即远程终端天气预报向好、光照强度超过阈值的情况下，plc控制模块指令关停pac加药控制执行器，开启光催化电解控制执行器，此时光催化电解模块开始工作，通过光催化产生电流并驱动电极板开始电解产生 al
3+
离子，并产生化学絮凝；
[0026]
当天气较差进水变大情况下，即远程终端天气预报较差，光照强度低于阈值或进入二沉池的水流量超过阈值的情况下，plc控制模块指令开启pac加药控制执行器，指令关停光催化电解控制执行器，此时pac加药控制执行器打开，pac溶药罐中开始搅拌，pac加药泵启动，通过投加pac，与水中磷离子发生反应，并产生化学絮凝。
[0027]
与现有技术相比，本发明具有以下技术优势：
[0028]
1)本发明目的是将传统pac+pam化学加药除磷工艺进行优化，增加光催化电解除磷模块，该模块嵌至于pac加药装置内，无需额外增加设备体积，同时借助5g互联网平台在不同天气情况场景下实现双模块自动切换。来水的总磷通过与 pac、pam发生反应生成絮凝沉淀，最终借助斜管沉淀被有效去除。
[0029]
2)本技术方案在传统化学除磷工艺模块上，内嵌新型光催化电解除磷模块，构建5g互联网平台，实现不同水量，不同天气状况下远程操控切换，既能降低运维工作量，又能节省药剂和电量能耗，同时可以保证系统出水总磷去除效率，确保出水总磷稳定达标。
[0030]
3)本技术方案主要采用化学加药除磷工艺与光催化电解除磷协同的一种技术，其中光催化电解除磷模块嵌入原有化学加药除磷pac装置中，一体化污水处理设备的plc控制柜中安装5g模块，编写天气变化和水量变化控制逻辑，控制模块可根据上述变量控制逻辑自动切换除磷模式，运维人员只需远程监控，最终实现系统除磷功能最大化。
附图说明
[0031]
图1为本技术方案中用于小型污水处理设备的高密度沉淀系统的结构示意图。
[0032]
图中：1、二沉池 2、pac沉淀池 3、plc控制模块 4、pac加药控制执行器 5、光催化电解模块 6、光催化电解控制执行器 7、pac溶药罐 8、pac 加药泵 9、pam沉淀池 10、pam加药控制执行器 11、pam加药泵 12、pam 溶药罐 13、斜管沉淀池 14、排泥阀。
具体实施方式
[0033]
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0034]
申请人在发明构思过程中考虑如下：依据现有农村生物污水排放标准，各地区要求设备系统出水总磷浓度一般在1mg/l甚至0.5mg/l以下，而目前主流的除磷方法化学加药除磷。广大农村污水处理设备站点分散，采用上述单一方法进行除磷，势必会大大提高人工成本、材料成本和设备能耗成本，不利于后期项目的运营维护。而本技术方案中极其有必要设计如下：在生化工艺后端，增加光催化电解除磷模块，协同化学加药除磷模块，通过“5g互联网+平台”，联动天气预报和进水流量计，实现除磷双模块不同场景下自动切换，晴天进水流量稳定状态下，系统切换至光催化电解模块，稳定去除总磷，当阴雨天水量增加状态下，系统根据后台反馈，自动切换至化学加药模块。
[0035]
本技术方案指的用于小型污水处理设备的高密度沉淀系统，包括：二沉池1、 pac沉淀池2、pam沉淀池9、沉淀池、pac溶药罐7、pam溶药罐12、控制模块，其中具体地参见图1。本技术方案中的连接基本上为通过管路连接。
[0036]
其中二沉池1与上游其他常见沉淀池连接。pac沉淀池2，与所述pac沉淀池2连接，所述pac沉淀池2中设有光催化电解模块5；pam沉淀池9与所述pac 沉淀池2连接；斜管沉淀池13与所述pam沉淀池9连接，斜管沉淀池13底部设有排泥阀14。pac溶药罐7其输出端与所述pac沉淀池2连接；pam溶药罐12 输出端与所述pam沉淀池9连接。
[0037]
具体实施时，控制模块与远程天气预报终端通信连接，以此获取当前和未来的天气信息，控制模块根据天气信息和进入二沉池1的水流量指令光催化电解模块5 运行和/或pac溶药罐7向pac沉淀池2中加药。具体选型时，控制模块为plc 控制模块3。还包括相互电连接的pac加药控制执行器4和pac加药泵8，所述 pac加药控制执行器4与所述控制模块电连接，所述pac加药控制执行器4控制输向pac加药泵8电流的通断，以此控制驱动pac溶药罐7向pac沉淀池2的加药过程。还包括相互电连接的pam加药控制执行器10和pam加药泵11，所述 pam加药控制执行器10与所述控制模块电连接，所述pam加药控制执行器10控制输向pam加药泵11电流的通断，以此控制驱动pam溶药罐12向pam沉淀池 9的加药过程。
[0038]
具体实施时，光催化电解控制执行器6光催化电解控制执行器6的输入端与所述控制模块电连接，所述光催化电解控制执行器6的输出端与所述光催化电解模块 5电连接。光催化电解控制执行器6包括电解电源和电解控制电磁开关，所述电解控制电磁开关与所述控制模块电连接。pac加药控制执行器4和pam加药控制执行器10均包括供电电源和电磁开关，所述电磁开关与所述控制模块电连接。
[0039]
具体实施时，远程天气预报终端包括计算机终端和5g信号射频模块，所述控制模块上连接有5g信号接收模块，所述5g信号射频模块实施向5g信号接收模块发出当前和未来的天气信息。
[0040]
具体实施时，二沉池1的输出端或输出端设有水流量传感器，所述水流量传感器与控制模块电连接。
[0041]
本技术方案中的系统在具体运行时：
[0042]
1.生化系统出水经过二沉池1沉淀后，上清液进入pac沉淀池2。
[0043]
2.在进水稳定且天气良好，即远程终端天气预报向好、光照强度超过阈值的情况下，plc控制模块3在5g模块远程控制下，自动关停pac加药控制执行器4，开启光催化电解模块5的控制执行器6，此时光催化电解模块5开始工作，通过光催化产生电流并驱动电极板开始电解产生al
3+
离子，并产生化学絮凝。
[0044]
3.当天气较差进水变大情况下，即远程终端天气预报较差，光照强度低于阈值或进入二沉池1的水流量超过阈值的情况下，plc控制模块3在5g模块远程控制下，自动指令开启pac加药控制执行器4，指令关停光催化电解模块5的控制执行器，此时pac加药控制执行器4开始工作，pac溶药罐7开始搅拌，pac加药泵8启动。通过投加pac，与水中磷离子发生反应，并产生化学絮凝。
[0045]
4.pac沉淀池2絮凝物进入pam沉淀池9，pam加药控制模块10不受天气和水量波动影响，pam加药泵11始终处于开启状态，同时pam溶药罐12处于搅拌状态。
[0046]
pam沉淀池混合物进入斜管沉淀池13，加速絮体的沉淀。最终上清液出水达标排入自然水体，底部沉淀化学污泥定期通过阀门14排放，集中清理。
[0047]
本技术方案中除磷双模块通过试验验证，有效降低现场运维人员工作量以及减少化学药剂的用量，同时由于采用新型的光催化电解模块，避免传统电解法对电量的消耗，能耗降低，在稳定除磷的前提下，实现运维成本整体降低。
[0048]
依托双模块除磷，实现两种技术优势互补，大大提高整体工艺除磷效果，出水总磷达到污水一级a排放标准(≤0.5mg/l)。
[0049]
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。