水处理管控系统的制作方法

本发明涉及污水处理监控技术领域，具体涉及水处理管控系统。

背景技术：

随着社会的发展与进步，民众的环保意识逐渐加强，对水污染问题的关切程度达到了空前，而污水处理是水污染问题的一个有效解决途径。

污水处理设备是一种有效处理城区的生活污水、工业废水等的工业设备，避免污水及污染物直接流入水域，对改善生态环境、提高城市品位和促进经济发展具有重要意义。对污水处理设备进行监控可以及时掌握污水处理设备的运行情况，可保证污水最终达到处理标准；在污水处理设备出现问题时，及时发现、及时解决，可以保证污水处理设备的正常运行。

传统的对污水处理设备的监控一般是通过人工在污水处理设备附近进行巡查，人工记录污水处理设备的运行情况，而人工巡查一般每隔一段时间巡查一次，这样可能会出现监控漏洞，导致在污水处理设备出现问题时无法追溯，而通过人工巡查覆盖所有时间段的方式对污水处理设备进行监控，需要耗费大量的人力资源，工作效率不高。

传统的污水处理主要包括颗粒物过滤，缺氧、厌氧处理，然后爆气后沉淀，沉淀所得的上清液即可向外排出；而污泥等通过压榨、脱水后作为废渣进行填埋等处理。在颗粒物过滤的过程中，通常是将污水依次通过粗格栅、细格栅，从而完成大颗粒、小颗粒和液体分离；但是污水在泵入粗格栅时，通常具有较大的流速，而粗格栅对污水的阻挡将造成污水动能较大的消耗；另外，由于污水具有较大的流速，其对颗粒物的冲击将导致颗粒物对格栅具有较大的撞击力，从而易造成格栅的堵塞，导致栅格寿命较短。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供水处理管控系统，以降低污水动能消耗，降低能耗。

水处理管控系统包括控制部和污水处理部，控制部包括获取待监测污水处理部运行参数的数据采集模块，获取待监测污水处理部的监控数据的监控采集模块，以及将所述待监测污水处理部的运行参数与预设运行参数进行比对、调取待检测污水处理部运行指令的控制器；所述数据采集模块以及监控采集模块与所述控制器连接；

污水处理部包括过滤池、过渡池和爆气池，所述过渡池环绕在过滤池的外周，所述爆气池设置在过渡池的下方；过滤池呈圆筒状，污水进管延伸至过滤池的底部并与过滤池的侧壁相切，过滤池的底部设有搅拌器，过滤池顶部的侧壁向内下方弯折形成颗粒物的阻挡槽；过渡池底部的边缘设有气腔，过渡池和气腔通过弹性膜隔开，气腔通过爆气管连通爆气池，爆气管上串联有第一电磁阀和第一单向阀，第一单向阀的出口端连通爆气池，气腔底部设有仅可向气腔进气的第二单向阀，过渡池底部的中心设有排水口以及涡轮，排水口设有第二电磁阀，涡轮的转轴上固定有永磁体，涡轮的转轴的外周设有与第一电磁阀形成闭合回路的电磁线圈，电磁线圈与过渡池的底部固定；

所述过渡池的上部设有水位监测器，水位检测器、第二电磁阀均与控制器信号连接。

本方案的技术原理在于：

污水处理部在处理污水的过程中，污水首先经过污水进管泵入过滤池内，且由于污水进管在过滤池内的端部与过滤池的端部相切；因此污水进入过滤池后，在污水初始流动的推力下，污水将在过滤池内旋转，且在搅拌器的搅拌作用下，可以进一步加快过滤池内污水的旋转速度。污水在过滤池内旋转将呈旋涡状态，从而污水及其他杂质将受到离心力；由于颗粒杂质的密度大于水的密度，因此颗粒杂质在离心力的作用下将向过滤池的侧壁分散。由于污水呈旋涡状态，从而过滤池内靠近侧壁的水位将上升，则污水溢出过滤池。颗粒杂质由于贴向过滤池的侧壁，在污水溢出对颗粒杂质的影响下，颗粒杂质上升将受到阻挡槽的阻挡，从而可以避免杂质被冲出过滤池，实现固体和液体的分离。

污水从过滤池内溢出后进入过渡池内，随着过渡池内污水质量的增加，过渡池内的污水将挤压弹性膜，从而气腔内的空气将受到挤压形成高压状态。当过渡池内的污水的液面达到极限位置后，打开第二电磁阀，则过渡池内的污水将经过排水口排出并冲击涡轮式涡轮转动；涡轮带动永磁体在电磁线圈内转动，将使得电磁线圈内形成电流并使第一电磁阀打开，则气腔内的空气将在迅速排入爆气池内，从而对爆气池内的污水起到爆气作用；当过渡池内的污水排完后，关闭第二单向阀，弹性膜恢复。气腔将经过第二单向阀吸入空气。

本方案的有益效果在于：

(一)通过污水泵入过滤池内形成的初速度，并配合搅拌器对污水的搅拌，使得污水形成离心运动靠近过滤池的侧壁，可以避免颗粒杂质溢出过滤池，从而达到过滤污水中颗粒杂质的作用。

(二)利用过渡池内的污水对气腔内空气的挤压，可以对气腔进行增压；而通过排出过渡池内的污水控制第一电磁阀的打开，使得气腔内的高压空气在自身压力作用下进入爆气池内，可以对爆气池内的污水进行爆气，从而可以提高能源利用，降低能耗。

优选方案一：作为对基础方案的进一步优化，所述爆气池内设有爆气缸体，爆气缸体内设有活塞，活塞与爆气缸体构成圆柱凸轮结构，爆气缸体的底部设有进气单向阀和排气单向阀，进气单向阀的进气端通过管道连通爆气池的外部，排气单向阀的出气端连通爆气池；涡轮的转轴与活塞花键连接。

在优选方案一中，涡轮转动将带动活塞转动；而活塞与爆气缸体构成圆柱凸轮结构，从而活塞转动的过程中，活塞还将往复上下滑动，则活塞和爆气缸体构成的内部空间将周期性的变换。在爆气缸体内部空间增大时，爆气缸体将通过进气单向阀吸入空气；而在爆气缸体内部的空间缩小时，将通过排气单向阀向爆气池内鼓入空气，从而在过渡池排水过程中，爆气缸体将持续向爆气池内鼓入空气，且形成的气泡比较小。

优选方案二：作为对优选方案一的进一步优化，所述过滤池的上端设置锥形，且过滤池的口部往下的直径逐渐增大。颗粒杂质越靠近过滤池的中轴线，则其受到的离心力越小，从而质量越大、颗粒越大的杂质将靠近过滤池的侧壁；因此向中部一定程度的收缩过滤池的口部，可以有效避免大颗粒杂质排出过滤池。

优选方案三：作为对优选方案二的进一步优化，所述过滤池的内壁上设有螺旋导料片，螺旋导料片从下至上的螺旋方向与搅拌器的转动方向相反。在过滤池内污水的旋向和螺旋导料片的旋向相反，因此在污水形成旋涡的过程中，颗粒杂质靠近过滤池的侧壁转动，在螺旋导料片的影响下，颗粒杂质将向下运动，从而可以避免较大的颗粒杂质排出过滤池。

优选方案四：作为对优选方案三的进一步优化，所述螺旋导料片的宽度为2-3cm；将螺旋导料片的宽度限制在较小的范围，可以避免污水在过滤池内的螺旋流动产生过大的影响，导致污水的流动过程中形成不规则的紊流。

优选方案五：作为对优选方案四的进一步优化，所述数据采集模块包括电表传感器、浊度传感器以及流量传感器；从而可以多方位的采集污水处理部处理污水的过程中的污水处理信息，以便于监控污水部各部分的运行情况。

优选方案六：作为对优选方案五的进一步优化，所述控制部包括上位机，所述上位机与数据采集模块、采集模块以及控制器网络连接。通过网络连接上位机可以对数据进行远程传输，从而便于对远程对数据进行分析和故障排除。

附图说明

图1为本发明实施例的示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：过滤池10、阻挡槽11、螺旋导料片12、搅拌器13、过渡池20、弹性膜21、水位检测器22、污水进管30、气腔40、第二单向阀41、第一电磁阀42、第一单向阀43、涡轮50、电磁线圈51、永磁体52、爆气缸体60、活塞61、排气单向阀62、进气单向阀63、管道64。

实施例基本如附图1所示：

水处理管控系统包括控制部和污水处理部，污水处理部包括过滤池10、过渡池20和爆气池。过滤池10、过渡池20和爆气池均是混凝土结构，且过滤池10和过渡池20设置在爆气池的上方。过渡池20呈圆筒结构，且在过滤池10底部的中心设置有搅拌器13，在过滤池10的内壁上固定有螺旋导料片12，螺旋导料片12从下至上为左旋，螺旋导料片12的宽度为2cm。过滤池10的上部设置为锥筒状，且过渡池20的上部从下至上直径逐渐减小，从而使得过滤池10的口部向中部收缩；过滤池10的口部向下翻折，使得过滤池10口部的外周形成一个阻挡槽11，颗粒杂质沿过滤池10侧壁向上移动将聚集在阻挡槽11内，以避免颗粒杂质流出过滤池10。

污水通过污水进管30泵入过滤池10内，污水进管30延伸至过滤池10内，污水进管30的端部弯折成与过滤池10的底部平行，且污水进管30的端部与过滤池10的侧壁相切。在污水经过污水进管30泵入过滤池10时，在过滤池10的侧壁的阻挡下，污水将在过滤池10内旋转；并启动搅拌器13，搅拌器13将沿污水的转动方向加剧污水的流动，从而使得污水在过滤池10内形成旋涡。污水在过滤池10内的旋转方向从上往下看为逆时针方向，使得污水的旋转方向和螺旋导料片12的旋向相反。污水旋转将使得污水及其中的颗粒杂质受到离心力的作用，一些大颗粒的杂质颗粒由于质量较大，受到的离心力也较大将贴近过滤池10的侧壁旋转，在螺旋导料片12的影响下，较大的颗粒杂质将向过滤池10的底部运动；而一些颗粒随水流向上运动时，将被拦截在阻挡槽11内，而水流旋转形成旋涡将使外周的液面上升，从而污水将溢出过滤池10。

过渡池20环绕在过滤池10的外周，在过渡池20的底部设有气腔40，且气腔40和过渡池20通过橡胶制成的弹性膜21隔开。挤压弹性膜21，弹性膜21将向下凹陷以压缩气腔40内的空气，使得气腔40中的压强增大。气腔40通过爆气管连通爆气池，且在爆气管安装有第一电磁阀42和第一单向阀43，第一电磁阀42和第一单向阀43从上至下依次设置；第一单向阀43的进口端连接第一单向阀43，第一单向阀43的出口端连通爆气池。且气腔40的侧壁设有第二单向阀41，第二单向阀41的进口端与外部连通，第二单向阀41的出口端与气腔40连通。在过渡池20底部的中心设有圆筒状的涡轮50安装区，涡轮50安装区一方面起到支撑过滤池10的作用，另一方面涡轮50安装区内安装有涡轮50，涡轮50安装区的侧壁内设有若干通孔，使得过滤池10内的污水可以进入涡轮50安装区内。涡轮50安装区的侧壁内设有电磁线圈51，在涡轮50的转轴设有固定有永磁体52；电磁线圈51与第一电磁阀42形成闭合回路，涡轮50转动将使得永磁体52相对于电磁线圈51转动，电磁线圈51形成的电流足够大时，则第一电磁阀42打开。在涡轮50安装区的底部设有排水口，排水口经过管道64连接厌氧池。在排水口处设置有第二电磁阀，第二电磁阀用于控制过渡池20内的污水的排出。

污水经过厌氧池、好氧池后排入爆气池内。爆气池设置在过渡池20的下方，且爆气池和过渡池20的侧壁一体筑成，爆气池的侧壁设有若干开口，以使得爆气池与外部连通。爆气池的中部设有爆气缸体60，爆气缸体60内设有活塞61，活塞61与爆气缸体60构成圆柱凸轮结构；从而在活塞61相对于爆气缸体60转动时，活塞61将在爆气缸体60内往复滑动。涡轮50的转轴与活塞61花键连接，从而在转轴带动活塞61转动的同时，活塞61也能相对于转轴滑动。在爆气池的底部设有进气单向阀63和排气单向阀62，进气单向阀63的出气端连通爆气缸体60，进气单向阀63的进气端通过管道64与外部连通；排气单向阀62的进气端连接爆气缸体60，排气单向阀62的出气端连通爆气池。在活塞61向上运动时，爆气缸体60将通过进气单向阀63从外部吸入空气；而当活塞61向下运动时，活塞61将爆气缸体60内的空气从排气单向阀62压出，从而在爆气池的污水中形成气泡。

控制部包括获取待监测污水处理部运行参数的数据采集模块，获取待监测污水处理部的监控数据的监控采集模块，以及将待监测污水处理部的运行参数与预设运行参数进行比对、调取待检测污水处理部运行指令的控制器；数据采集模块以及监控采集模块与控制器连接。数据采集模块包括电表传感器、浊度传感器以及流量传感器；监控采集模块包括获取实时监控信息的摄像模块、压缩实时监控信息的处理器，摄像模块与处理器连接以将摄像模块采集的信息进行压缩传输。

在过渡池20的上部设有水位监测器，水位检测器22、第二电磁阀均与控制器信号连接。过渡池20内液面达到的水位检测器22处时，控制器将控制第二电磁阀打开，从而过渡池20内的污水将排出，第二电磁阀打开的时间为25min，然后自动关闭。控制部还包括上位机，上位机与数据采集模块、采集模块以及控制器网络连接。数据采集模块、采集模块采集数据信息都将通过网络反馈到上位机，从而方便实现远程的数据监控。另外，控制器也与上位机网络连接，则上位机发出的指令信息也将通过网络传输到上位机，以便后期对发出的指令信息进行排查。

具体实施过程如下：

污水经过污水进管30泵入过滤池10内，在搅拌器13和污水自身流速的影响下，污水将在过滤池10内呈旋涡状流动，则较重的颗粒杂质将离心力的作用下沿过滤池10的侧壁运动；因此越贴近过滤池10的侧壁的杂质在螺旋导料片12的导向作用下下沉，而稍微离过滤池10的侧壁有距离的杂质水流的影响下向上移动将被阻挡槽11阻挡，从而完成污水内颗粒的分离。

过滤池10内的污水从顶部的口部溢出过滤池10将进入过渡池20内，随着过渡池20内污水越多，弹性膜21受到的压力更大，气腔40内压力增大。当过渡池20内的液面到达水位检测器22的位置时，控制器控制第二电磁阀打开，则过渡池20内的污水通过第二电磁阀排出，从而驱动涡轮50转动。涡轮50转动使得第一电磁阀42打开，则气腔40内的空气迅速排入爆气池内，使得爆气池内的充分与空气接触，且爆气管排出的气流量大，将促进爆气池内的污水翻滚，促进污水流动，可以增大各部分污水中的氧溶量。

同时，涡轮50转动将使得活塞61在爆气缸体60内上下往复滑动，从而爆气缸体60可相对缓慢地向爆气池内通入空气，以此有利于氧气溶解在爆气池内的污水中。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。