專利名稱：Sbbr模塊化污水處理設(shè)備及其智能控制系統(tǒng)、方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及污水處理、回用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種序批式生物膜反應(yīng)器(SBBR:Sequencing Biofilm Batch Reactor)模塊化污水處理設(shè)備，以及SBBR模塊化污水處理的控制系統(tǒng)與方法。
背景技術(shù)：
序列間歇式活性污泥法(SBR!Sequencing Batch Reactor Activated SludgeProcess)是一種按間歇曝氣方式來(lái)運(yùn)行的活性污泥污水處理技術(shù)，又稱序批式活性污泥法。SBR序批式活性污泥法污水處理工藝和設(shè)備是目前小城鎮(zhèn)和遠(yuǎn)離城市污水管網(wǎng)的廠礦、居民區(qū)、旅游景點(diǎn)、學(xué)校、醫(yī)院等分散式污水站所廣泛使用的污水處理工藝和設(shè)備。然而該工藝和設(shè)備存在以下問題:1、由于好氧生化池和沉淀池同體，不設(shè)回流機(jī)構(gòu)，因此目前大量使用的SBR工藝設(shè)備的脫氮除磷效果不好；在同一生化系統(tǒng)中，同池的除磷菌和反硝化菌存在競(jìng)爭(zhēng)和相互抑制關(guān)系，故處理水的總磷指標(biāo)難以達(dá)到理想狀態(tài)。2、現(xiàn)有的SBR設(shè)備通常采用一體化設(shè)置，針對(duì)村鎮(zhèn)分散式污水站等使用場(chǎng)合，往往采用鋼或玻璃鋼結(jié)構(gòu)機(jī)體及混凝土構(gòu)筑物，由于存在村鎮(zhèn)道路運(yùn)輸難，土建施工周期長(zhǎng)，管理難度大成本高，施工安全隱患多等問題的制約，造成采用SBR工藝設(shè)備的污水站基建投資較大，建設(shè)周期較長(zhǎng)，從而使一體化SBR設(shè)備缺乏競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。3、小城鎮(zhèn)和其它小規(guī)模污水處理設(shè)施一般缺乏環(huán)保專業(yè)人員的運(yùn)營(yíng)管理，因此普遍存在系統(tǒng)運(yùn)行故障多、維護(hù)難、效率低，消耗大、運(yùn)營(yíng)成本高，難以達(dá)標(biāo)排放等問題，對(duì)SBR活性污泥法系統(tǒng)有的甚至還會(huì)造成污泥膨脹而無(wú)法運(yùn)行。

4、目前所使用的SBR工藝設(shè)備，其序批式工作周期的設(shè)置是固定的，無(wú)論每周期處理污水水量的多少，系統(tǒng)規(guī)定的曝氣量和曝氣時(shí)間是不變的。因此，對(duì)變化的水量，曝氣量和水力停留時(shí)間是不變的，污水處理成本是剛性的，不能做到節(jié)能降耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一目的在于，提出一種SBBR模塊化污水處理設(shè)備，其采用模塊化設(shè)計(jì)，較好的解決了現(xiàn)有的工程和結(jié)構(gòu)難題，滿足了污水站中小型SBBR設(shè)備的產(chǎn)品化、模塊化、規(guī)格化、標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)要求；本發(fā)明的另一目的在于，提出一種SBBR模塊化污水處理的智能控制系統(tǒng)，其只需一臺(tái)風(fēng)機(jī)，通過獨(dú)創(chuàng)的氣動(dòng)裝置，克服了傳統(tǒng)設(shè)備需要數(shù)臺(tái)電動(dòng)機(jī)械聯(lián)動(dòng)配合操作的弊端;本發(fā)明的又一目的在于，提出一種SBBR模塊化污水處理的智能控制方法，其提高了總脫氮水平，具有更好的除磷效果，既可滿足生化工藝要求，又能在最節(jié)能、最經(jīng)濟(jì)的狀態(tài)下，降低污水處理成本。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種SBBR模塊化污水處理設(shè)備，其包括:數(shù)個(gè)模塊化組合箱體，該數(shù)個(gè)模塊化組合箱體分別構(gòu)成調(diào)節(jié)池、厭氧池及好氧生化池，該調(diào)節(jié)池、厭氧池及好氧生化池均采用數(shù)塊模板組合拼接而成，每個(gè)面的模板之間焊接連接。其中，所述模板采用鋼混模板，該模板設(shè)有型鋼外框，該型鋼外框與兩層鋼筋焊接構(gòu)成一整體性龍骨；在箱體兩兩相對(duì)的四個(gè)側(cè)面之間設(shè)有槽鋼制成的數(shù)道網(wǎng)格式拉梁，每一模板及模板焊接處均設(shè)有防腐涂層。本發(fā)明中，所述的調(diào)節(jié)池、厭氧池及好氧生化池之間通過管道連通設(shè)置，該調(diào)節(jié)池前端還設(shè)有一格柵井，該格柵井與調(diào)節(jié)池之間通過一進(jìn)水管連通設(shè)置，該厭氧池內(nèi)安裝有進(jìn)水泵及排泥泵；所述好氧生化池內(nèi)包括有好氧區(qū)、缺氧區(qū)、厭氧區(qū)、球狀填料層及活性污泥層；該好氧生化池內(nèi)設(shè)有支撐件、導(dǎo)流筒、設(shè)于導(dǎo)流筒內(nèi)的曝氣薄膜管、正對(duì)于導(dǎo)流筒上方設(shè)置的散水錐、設(shè)于好氧生化池底部的曝氣管，以及延伸出好氧生化池與外界連通設(shè)置的氣管，該氣管分別與曝氣薄膜管及曝氣管連通設(shè)置。再者，所述好氧生化池內(nèi)還安裝有曝氣泵、反硝化泵、污泥返回泵及排水泵，該進(jìn)水泵、排泥泵、曝氣泵、反硝化泵、污泥返回泵及排水泵均采用氣泵；該好氧生化池末端還連接有膜組件及紫外光消毒模塊，該膜組件前端還連接設(shè)有一升壓水泵。進(jìn)一步地，本發(fā)明還提供了一種SBBR模塊化污水處理的智能控制系統(tǒng)，其包括:與模塊化組合箱體拼接構(gòu)成的調(diào)節(jié)池、厭氧池及好氧生化池內(nèi)的數(shù)個(gè)氣泵控制連接的氣動(dòng)裝置，該氣動(dòng)裝置內(nèi)包括有PLC、與PLC電性連接的二次回路控制模塊、分別與二次回路控制模塊電性連接的數(shù)個(gè)電磁閥，該數(shù)個(gè)電磁閥一端與數(shù)個(gè)氣泵對(duì)應(yīng)連接，數(shù)個(gè)電磁閥另一端均與一檢測(cè)傳感器相連接，該檢測(cè)傳感器與PLC電性連接，數(shù)個(gè)電磁閥與檢測(cè)傳感器之間還通過管道與一風(fēng)機(jī)相連接。其中，所述PLC電性連接有電源、顯示屏及控制面板，該P(yáng)LC還與一物聯(lián)網(wǎng)通訊模塊通信連接；所述二次回路控制模塊與數(shù)個(gè)電磁閥之間通過一中間繼電器模塊電性連接，該中間繼電器模塊與PLC電性連接。再者，所述與 風(fēng)機(jī)相連接的管道上設(shè)有一閥門，該風(fēng)機(jī)另一端還電性連接有風(fēng)機(jī)電機(jī)，該風(fēng)機(jī)電機(jī)一端接地，風(fēng)機(jī)電機(jī)另一端依次電性連接有一執(zhí)行電控模塊及強(qiáng)電控制模塊，該執(zhí)行電控模塊及強(qiáng)電控制模塊一端均分別與PLC電性連接，該強(qiáng)電控制模塊另一端還與一 380V交流電源電性連接。更進(jìn)一步地，本發(fā)明還提供了一種SBBR模塊化污水處理的智能控制方法，其包括如下步驟:步驟a，進(jìn)水階段:厭氧池污水進(jìn)入好氧生化池，實(shí)際進(jìn)水時(shí)間t/ ^ 30分鐘，通過檢測(cè)厭氧池高于進(jìn)水管的任意水位與進(jìn)水管下沿的水位差，以求得曝氣比例系數(shù)K1, K1取值范圍為O SK1 ( I ；步驟b，當(dāng)K1 > 0.5，進(jìn)入曝氣階段，該曝氣階段分為6個(gè)小節(jié)，每一小節(jié)曝氣時(shí)間t2丨=15分鐘XK1，停機(jī)0-0.35小時(shí)，循環(huán)攪拌0-0.4小時(shí)；步驟C，初沉階段:所有氣泵停止工作，使污泥在好氧生化池達(dá)到一定的沉降比例； 步驟d，污泥返回階段:氣動(dòng)裝置控制污泥返回泵運(yùn)行時(shí)間t4=ti X 20% X K1，K1取值0.5 ^ K1 ^ 1，使得污泥返回量的變化與好氧生化池污水處理量的變化同步；步驟e，二沉階段:沉淀時(shí)間t5 ( 2小時(shí)，在此階段，好氧生化池內(nèi)泥水分離，污泥沉降形成泥水分離界面；步驟f，排水階段:氣動(dòng)裝置控制排水泵工作時(shí)間t/ ^ 0.5小時(shí)，當(dāng)t6 ’ =X1 '時(shí)，排水泵停止工作；步驟g，靜置階段:靜置時(shí)間t7 ( I小時(shí)，此階段好氧生化池內(nèi)的微生物處于饑餓狀態(tài)，活性增強(qiáng)，靜待下一個(gè)新的運(yùn)行周期。具體的，本發(fā)明可以采用壓力傳感器作為檢測(cè)傳感器，通過檢測(cè)進(jìn)水泵、排水泵的氣壓變化以求得曝氣比例系數(shù)K1:在所述步驟a中，把上個(gè)周期已測(cè)得的進(jìn)水管下沿水位的進(jìn)水泵氣壓值Pq作為本周期的計(jì)算常量，進(jìn)水泵啟動(dòng)后測(cè)開始水位的進(jìn)水泵氣壓值Pt，則Λ Pn=Pt-Pq, η=1, 2，3 ；通過Λ Pl求得第I次好氧生化池進(jìn)水量Q1，每周期額定進(jìn)水量Qe=15XC1; C1為15m3污水的氣壓轉(zhuǎn)換系數(shù)，Δ P單位為m.H2O ;曝氣比例系數(shù)K1通過K1=QrVQe求得；當(dāng)液位低于進(jìn)水管管口下沿時(shí)，進(jìn)水停止，進(jìn)水泵仍在空轉(zhuǎn)，停止信號(hào)為Pt的變化率d (Pt)SOJfd (Pt)=0時(shí)的Pt值儲(chǔ)存保留，作下一周期的Pq值；當(dāng)K1 < 0.5時(shí)，進(jìn)入停機(jī)待水階段，此階段時(shí)長(zhǎng)為3小時(shí)；待機(jī)屆滿，再次進(jìn)水，并求Λ P2=Pt-Pq,求二次進(jìn)水的總進(jìn)水量 Q2, Q2=f (Λ P1, Λ P2);求 K2, K2=Q2/Qe,當(dāng) K2 > 0.5時(shí)，進(jìn)入曝氣階段，當(dāng)K2 < 0.5時(shí)，再次進(jìn)入停機(jī)待水階段；直到待機(jī)-進(jìn)水循環(huán)了 3次后，自動(dòng)運(yùn)行轉(zhuǎn)入曝氣階段；在所述步驟b中，當(dāng)0.5 < Kn < I時(shí)，t2 ' =15分鐘X Kn ；在所述步驟d中，污泥返回泵運(yùn)行時(shí)間tftiXZCmXKn，污泥返回量Qs=15XKnX20% ；在步驟f中，每五分鐘檢測(cè)一次排水泵出氣壓力Pm，當(dāng)Λ Pm=O時(shí)，排水泵停止工作；iAPm=0時(shí)，測(cè)取此次排水泵運(yùn)行壓力值Pm'，用排水之初測(cè)得的排水泵運(yùn)行壓力Pm。，按排水量Q。= (Pm0-Pmi ) XC2的公式求得Q。，其中的C2為好氧生化池尺寸常數(shù)；在步驟g中，當(dāng)t7=l小時(shí)靜置屆滿時(shí)，即轉(zhuǎn)入下一個(gè)新的處理SBBR周期，重復(fù)操作步驟a到步驟g?；蛘?，本發(fā)明還可以采用超聲波測(cè)距傳感器作為檢測(cè)傳感器，通過檢測(cè)厭氧池進(jìn)水開始時(shí)與進(jìn)水結(jié)束時(shí)的液位差以求得曝氣比例系數(shù)K1:在所述步驟a中，把上個(gè)周期已測(cè)得的進(jìn)水管下沿水位水位值Sq作為本周期的計(jì)算常量，進(jìn)水泵啟動(dòng)后測(cè)開始水位的液位值StJlJA Sn=St-Sq, n=l, 2，3 ;通過Λ S1求得第I次好氧生化池進(jìn)水量Q1，每周期額定進(jìn)水量Qe=15XC1; C1為15m3污水的氣壓轉(zhuǎn)換系數(shù)；曝氣比例系數(shù)!^通過K1=QrVQe求得；當(dāng)液位低于進(jìn)水管管口下沿時(shí)，進(jìn)水停止，進(jìn)水泵仍在空轉(zhuǎn)，停止信號(hào)為St=Sq,將St的變化率d (St)- O時(shí)的St值儲(chǔ)存保留，作下一周期的Sq值；當(dāng)K1 < 0.5時(shí)，進(jìn)入停機(jī)待水階段，此階段時(shí)長(zhǎng)為3小時(shí)；待機(jī)屆滿，再次測(cè)量進(jìn)水液位，并求Λ S2=St-Sq,求可二次進(jìn)水的總進(jìn)水量Q2, Q2=f (Δ S2);求K2, K2=Q2/Qe,當(dāng)K2> 0.5時(shí)，開始向好氧生化池進(jìn)水，進(jìn)水結(jié)束后進(jìn)入曝氣階段，當(dāng)K2 < 0.5時(shí)，再次進(jìn)入停機(jī)待水階段；直到待機(jī)-測(cè)可進(jìn)水量循環(huán)了 3次后，自動(dòng)啟動(dòng)進(jìn)水泵進(jìn)水過程并完成進(jìn)水后自動(dòng)進(jìn)入曝氣階段；

在所述步驟b中，當(dāng)0.5 < Kn < I時(shí)，t2 ' =15分鐘X Kn ；
在所述步驟d中，污泥返回泵運(yùn)行時(shí)間tftiXZCmXKn，污泥返回量Qs=15XKnX20% ；在步驟f中，排水量Q。= (Qn-Qs) X C2，其中的C2為好氧生化池尺寸常數(shù)；在步驟g中，當(dāng)t7=l小時(shí)靜置屆滿時(shí)，即轉(zhuǎn)入下一個(gè)新的處理SBBR周期，重復(fù)操作步驟a到步驟g。本發(fā)明SBBR模塊化污水處理設(shè)備及其智能控制系統(tǒng)、方法，其采用鋼混模板組合、拼連搭建，模板按規(guī)格化設(shè)計(jì)，在工廠實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，在污水站的施工現(xiàn)場(chǎng)安裝，很好的解決了上述提到的所有工程和結(jié)構(gòu)難題，滿足了污水站中小型SBBR設(shè)備的產(chǎn)品化、模塊化、規(guī)格化、標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)要求；同時(shí)，其只設(shè)計(jì)安裝了一臺(tái)風(fēng)機(jī)，通過獨(dú)創(chuàng)的氣動(dòng)裝置，使本工藝系統(tǒng)內(nèi)的進(jìn)水、曝氣、反硝化攪拌、污泥返回、排水、排污泥等機(jī)械動(dòng)作全部按工藝流程實(shí)行序批式氣動(dòng)操作，從而克服了傳統(tǒng)設(shè)備需要數(shù)臺(tái)電動(dòng)機(jī)械聯(lián)動(dòng)配合操作的弊端，具有較好的可靠性、可維護(hù)性、安全性和經(jīng)濟(jì)性；再者，其采用智能化運(yùn)行控制，在污水好氧生化處理工藝中，對(duì)溶解氧的控制是系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的技術(shù)關(guān)鍵，通過研制溶解氧控制的專用軟件和獨(dú)創(chuàng)的自動(dòng)檢測(cè)方法，精確測(cè)定處理水量，精確無(wú)級(jí)調(diào)控曝氣量，使系統(tǒng)的溶解氧控制既可滿足生化工藝要求，又能在最節(jié)能、最經(jīng)濟(jì)的狀態(tài)，從而降低污水處理成本；此外，其還具有較好的除磷效果，還可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，遠(yuǎn)程智能化控制及專業(yè)化管理等目的。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明中SBBR模塊化污水處理設(shè)備一種具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為沿圖1中 A-A方向的剖視圖；圖3為圖1中每一模塊化組合箱體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3中每一模塊化組合箱體的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明中好氧生化池一種具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明的SBBR模塊化污水處理設(shè)備一種具體實(shí)施例的工作原理不意圖；圖7為本發(fā)明的SBBR模塊化污水處理設(shè)備一種具體實(shí)施例的工作流程框圖；圖8為本發(fā)明中氣動(dòng)裝置一種具體實(shí)施例的原理不意圖；圖9為本發(fā)明中SBBR模塊化污水處理的智能控制系統(tǒng)一種具體實(shí)施例的原理示意圖；圖10為本發(fā)明SBBR模塊化污水處理的智能控制方法一種具體實(shí)施例的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。如圖1、2所示，本發(fā)明提供一種SBBR模塊化污水處理設(shè)備，其包括:數(shù)個(gè)模塊化組合箱體10，該數(shù)個(gè)模塊化組合箱體10分別構(gòu)成調(diào)節(jié)池20、厭氧池30 (又稱生物選擇區(qū))及好氧生化池40，該調(diào)節(jié)池20、厭氧池30及好氧生化池40均采用數(shù)塊模板12組合拼接而成，每個(gè)面的模板12之間焊接連接，焊縫連續(xù)無(wú)虛焊。本發(fā)明的SBBR模塊化污水處理設(shè)備采用模塊化組合箱體10拼連搭建，模板按規(guī)格化設(shè)計(jì)，在工廠實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，在污水站的施工現(xiàn)場(chǎng)安裝，這種獨(dú)特的模塊化模板技術(shù)，較好的解決了現(xiàn)有的所有工程和結(jié)構(gòu)難題，滿足了污水站中小型SBBR設(shè)備的產(chǎn)品化、模塊化、規(guī)格化、標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)要求。由于小城鎮(zhèn)道路運(yùn)輸難題，同類型鋼制和玻璃鋼一體化污水處理設(shè)備很難適應(yīng)廣大落后農(nóng)村地區(qū)，加之鋼制和玻璃鋼材料的防腐和老化問題，更限制了應(yīng)用這兩類材料的設(shè)備結(jié)構(gòu)在小城鎮(zhèn)環(huán)保市場(chǎng)的推廣。地面式和地埋式混凝土構(gòu)筑物，由于受人力、施工效率、天氣、安全生產(chǎn)等諸多因素的制約，也使對(duì)小城鎮(zhèn)及遠(yuǎn)離城市的廠礦的小型集中式、分散式污水站的鋼混構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)問題的經(jīng)濟(jì)性、科學(xué)性、合理性的質(zhì)疑凸現(xiàn)出來(lái)。因此，為了克服上述問題，如圖3、4所示，本發(fā)明中的模板12采用鋼混模板，可以很好的解決上述提到的所有工程和結(jié)構(gòu)難題。為了保證模板的尺寸精度、形位公差和加工工藝性，該模板12設(shè)有型鋼外框，由于混凝土的脆性，其構(gòu)件的邊角易破損，而使用型鋼做邊框，即可解決這一問題。模板12組合拼裝時(shí)，為了保證連接強(qiáng)度，消除連接縫隙并能防止連接處漏水，用金屬焊接的辦法更為可行。模板12的整體強(qiáng)度，抗壓強(qiáng)度，抗剪強(qiáng)度，抗彎和抗變形能力，可通過型鋼外框與兩層鋼筋14焊接構(gòu)成一高強(qiáng)度的整體性龍骨予以保證。此外，本發(fā)明在箱體10兩兩相對(duì)的四個(gè)側(cè)面之間設(shè)有槽鋼制成的數(shù)道網(wǎng)格式拉梁16以消除側(cè)傾力矩，每一模板12及模板焊接處17均設(shè)有防腐涂層18。在本發(fā)明具體實(shí)施例中，在組裝完成后，可以對(duì)所有鋼構(gòu)件表面和所有金屬焊接處進(jìn)行防腐涂裝，該防腐涂層18涂裝材料可以為帶銹防銹漆+環(huán)氧浙青漆，防腐涂層18厚度不小于0.8mm。如圖5-7所示，本發(fā)明中的調(diào)節(jié)池20、厭氧池30及好氧生化池40之間通過管道連通設(shè)置，該調(diào)節(jié)池20前端還設(shè) 有一格柵井22，該格柵井22與調(diào)節(jié)池20之間通過一進(jìn)水管24連通設(shè)置，該厭氧池30內(nèi)安裝有進(jìn)水泵32及排泥泵34 ;所述好氧生化池40內(nèi)包括有好氧區(qū)(圖中以H表示)、缺氧區(qū)(圖中以Q表示)、厭氧區(qū)(圖中以Y表示)、球狀填料層41及活性污泥層42。該好氧生化池40內(nèi)設(shè)有支撐件、導(dǎo)流筒43、設(shè)于導(dǎo)流筒43內(nèi)的曝氣薄膜管44、正對(duì)于導(dǎo)流筒43上方設(shè)置的散水錐45、設(shè)于好氧生化池40底部的曝氣管46，以及延伸出好氧生化池40與外界連通設(shè)置的氣管47，該氣管47分別與曝氣薄膜管44及曝氣管46連通設(shè)置。再者，所述好氧生化池40內(nèi)還安裝有曝氣泵401、反硝化泵402、污泥返回泵403及排水泵404，該進(jìn)水泵32、排泥泵34、曝氣泵401、反硝化泵402、污泥返回泵403及排水泵404均采用氣泵；該好氧生化池40末端還連接有膜組件50及紫外光消毒模塊60，該膜組件50前端還連接設(shè)有一升壓水泵52。調(diào)節(jié)池20收集污水管網(wǎng)進(jìn)水，通過格柵井22進(jìn)行格柵過濾、水解酸化、均質(zhì)均量，提高進(jìn)水的可生化性，污水在此經(jīng)過3小時(shí)以上的停留后，利用重力流作用，進(jìn)入?yún)捬醭?0。當(dāng)空氣進(jìn)入曝氣薄膜管44，通過曝氣薄膜管44的微孔曝氣作用，在導(dǎo)流筒43內(nèi)產(chǎn)生大量微小氣泡。導(dǎo)流筒43內(nèi)的密集微氣泡使得筒內(nèi)水體密度低于筒外水體，從而引起筒外底部水流因密度差從筒底涌進(jìn)導(dǎo)流筒43將筒內(nèi)含氣水體從導(dǎo)流筒上部擠出，形成筒內(nèi)、外一定范圍水體的上下水力循環(huán)。好氧生化池40內(nèi)污水的上下循環(huán)使得混合液與反硝化菌充分、均勻接觸，促進(jìn)和深化污水的反硝化反應(yīng)。在本發(fā)明中，污水經(jīng)過好氧生化池40處理后，還依次通過膜組件50進(jìn)行過濾，并通過紫外光消毒模塊60進(jìn)行消毒后，達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)回用于小區(qū)的綠化澆灌、車輛沖洗、道路沖洗、家庭坐便器沖洗等，從而達(dá)到節(jié)約用水的目的。本發(fā)明的SBBR模塊化污水處理設(shè)備，其可適應(yīng)處理水量為40 NX 60噸/日規(guī)模的中小型污水站。由于其采用模塊化、一體化設(shè)計(jì)理念，對(duì)于污水量在100 3000噸/日的污水處理工程，可采取模塊化組合方式，實(shí)現(xiàn)N臺(tái)設(shè)備并聯(lián)運(yùn)行的解決方案。進(jìn)一步地，如圖8、9所示，本發(fā)明還提供了一種SBBR模塊化污水處理的智能控制系統(tǒng)，其包括:與模塊化組合箱體10拼接構(gòu)成的調(diào)節(jié)池20、厭氧池30及好氧生化池40內(nèi)的數(shù)個(gè)氣泵控制連接的氣動(dòng)裝置，該氣動(dòng)裝置內(nèi)包括有可編程邏輯控制器(PLC:Programmable Logic Controller) 71、與PLC71電性連接的二次回路控制模塊72、分別與二次回路控制模塊72電性連接的數(shù)個(gè)電磁閥73，該數(shù)個(gè)電磁閥73 —端與數(shù)個(gè)氣泵對(duì)應(yīng)連接，數(shù)個(gè)電磁閥73另一端均與一檢測(cè)傳感器74相連接，該檢測(cè)傳感器74與PLC71電性連接，數(shù)個(gè)電磁閥73與檢測(cè)傳感器74之間還通過管道與一風(fēng)機(jī)80相連接。傳統(tǒng)的好氧生化污水處理設(shè)備往往需要數(shù)臺(tái)電動(dòng)機(jī)械泵和用電傳感儀表元件才能實(shí)現(xiàn)工作原理和功效，這就使設(shè)備故障點(diǎn)增多，可靠性、可維護(hù)性、安全性降低，并使設(shè)備成本提高。而本發(fā)明只設(shè)計(jì)安裝了一臺(tái)風(fēng)機(jī)80，通過獨(dú)創(chuàng)的氣動(dòng)裝置，使本系統(tǒng)內(nèi)的進(jìn)水、曝氣、反硝化攪拌、污泥返回、排水、排污泥等機(jī)械動(dòng)作全部按工藝流程實(shí)行序批式氣動(dòng)操作，從而克服了傳統(tǒng)設(shè)備需要數(shù)臺(tái)電動(dòng)機(jī)械聯(lián)動(dòng)配合操作的弊端，系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備具有較好的可靠性、可維護(hù)性、安全性和經(jīng)濟(jì)性。在本發(fā)明具體實(shí)施例中，所述氣泵包括進(jìn)水泵32、排泥泵34、曝氣泵401、反硝化泵402、污泥返回泵403及排水泵404，該每一氣泵均對(duì)應(yīng)連接有一電磁閥73，系統(tǒng)通過對(duì)該進(jìn)水泵32、排泥泵34、曝氣泵401、反硝化泵402、污泥返回泵403、排水泵404及數(shù)個(gè)電磁閥73的智能化運(yùn)行控制，精確測(cè)定處理水量，精確無(wú)級(jí)調(diào)控曝氣量，使系統(tǒng)的溶解氧控制既可滿足生化工藝要求，又能在最節(jié)能、最經(jīng)濟(jì)的狀態(tài)，從而降低污水處理成本。

在本發(fā)明中，所述PLC71電性連接有電源75、顯示屏76及控制面板77。該顯示屏76用于進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示和狀態(tài)故障顯示。二次回路控制模塊72與數(shù)個(gè)電磁閥73之間通過一中間繼電器模塊78電性連接，該中間繼電器模塊78與PLC71電性連接。再者，所述與風(fēng)機(jī)80相連接的管道上設(shè)有一閥門82，該閥門82可以采用電磁閥，其一端與與中間繼電器模塊78電性連接。該風(fēng)機(jī)80另一端還電性連接有風(fēng)機(jī)電機(jī)84，該風(fēng)機(jī)電機(jī)84 —端接地，風(fēng)機(jī)電機(jī)84另一端依次電性連接有一執(zhí)行電控模塊86及強(qiáng)電控制模塊88,該執(zhí)行電控模塊86及強(qiáng)電控制模塊88 —端均分別與PLC71電性連接，該強(qiáng)電控制模塊88另一端還與一380V交流電源電性連接。其中，所述二次回路控制模塊72用于對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視、測(cè)量、控制和保護(hù)。中間繼電器模塊78用于當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生短路故障時(shí)，能自動(dòng)、快速、有選擇性的將故障設(shè)備從系統(tǒng)中切除，將事故盡可能的限制在最小的范圍內(nèi)；更主要的作用是其作為PLC和二次回路控制模塊72的執(zhí)行模塊完成系統(tǒng)內(nèi)所有電磁閥和二次回路的開關(guān)操作。同時(shí)，當(dāng)電氣設(shè)備出現(xiàn)不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，它能夠及時(shí)發(fā)出信號(hào)通知工作人員，以便及時(shí)處理。執(zhí)行電控模塊86具有對(duì)強(qiáng)電設(shè)備的起動(dòng)和開關(guān)功能，并可通過輔助觸頭傳遞設(shè)備狀態(tài)信號(hào)，而強(qiáng)電控制模塊88則具有斷路、過流欠電壓，以及斷相保護(hù)功能。特別的，針對(duì)大部分小城鎮(zhèn)和偏遠(yuǎn)工礦企業(yè)缺乏污水處理專業(yè)人員、污水站運(yùn)營(yíng)管理不能正常進(jìn)行的問題，本發(fā)明還提出了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程智能化監(jiān)控運(yùn)行的獨(dú)特技術(shù)方法和解決方案，即通過3G無(wú)線通訊技術(shù)，將PLC71與一物聯(lián)網(wǎng)通訊模塊79通信連接，利用本企業(yè)開發(fā)的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，將污水站在線運(yùn)營(yíng)狀態(tài)參數(shù)和關(guān)鍵設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳回企業(yè)的監(jiān)控電腦，由各站點(diǎn)專控軟件和運(yùn)營(yíng)工程師適時(shí)在線反饋和調(diào)控該SBBR模塊化污水處理的智能控制系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備的技術(shù)參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)SBBR模塊化污水處理設(shè)備的無(wú)人值守，遠(yuǎn)程智能化控制、專業(yè)化管理。更進(jìn)一步地，如圖10所示，本發(fā)明還提供了一種SBBR模塊化污水處理的智能控制方法，針對(duì)傳統(tǒng)常規(guī)SBR工藝除磷效果不理想的弱點(diǎn)，本發(fā)明以循環(huán)式活性污泥法(CAST:Cyclic Activated Sludge System)工藝為基礎(chǔ),但還是米取間歇進(jìn)水、限制性曝氣方式。其通過在反硝化階段增加好氧生化池40混合液的水力循環(huán)，從而達(dá)到強(qiáng)化攪拌混合作用，使反硝化能夠在碳源不足的條件下依靠池內(nèi)全部污泥的均衡充分反應(yīng)，達(dá)到總脫氮水平有所提高的目的。再者，在沉淀階段之初，同時(shí)進(jìn)行污泥返回，返回量15 30%，既阻止了好氧生化池40中磷的提前釋放、又把厭氧釋磷放到了好氧生化池40前段的厭氧池(生物選擇區(qū))30，使除磷和生物選擇在調(diào)節(jié)池30厭氧區(qū)進(jìn)行，從而避免了脫氮除磷在同一好氧生化池40進(jìn)行時(shí)的相互干擾和菌種的抑制性沖突，使系統(tǒng)除磷效果更好。本發(fā)明SBBR模塊化污水處理的智能控制方法其具體包括如下步驟:步驟a，進(jìn)水階段:厭氧池30污水進(jìn)入好氧生化池40，實(shí)際進(jìn)水時(shí)間t/ ^ 30分鐘，通過檢測(cè)厭氧池30高于進(jìn)水管的任意水位與進(jìn)水管下沿的水位差，以求得曝氣比例系數(shù)K1, K1取值范圍為O < K1 < I。調(diào)節(jié)池20收集污水管網(wǎng)進(jìn)水，進(jìn)行格柵過濾、水解酸化、均質(zhì)均量，提高進(jìn)水的可生化性，污水在此經(jīng)過3小時(shí)以上的停留后，利用重力流作用，進(jìn)入?yún)捬醭?0。在厭氧池30污水與回流至此的好氧生化池40活性污泥混合，聚磷菌利用污水的碳源進(jìn)行內(nèi)源性反應(yīng)，一方面釋磷、另一方面合成細(xì)胞內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，為除磷循環(huán)準(zhǔn)備條件；泥水混合液還在此進(jìn)行生物選擇活動(dòng)，兼性微生物還能去除底物中一定量的有機(jī)質(zhì)，匯集在此的污水混合液等待一個(gè)新的SBBR周期的開始。新的處理周期開始，第一階段，厭氧池30污水進(jìn)入好氧生化池40。利用進(jìn)水泵32抽厭氧池30污水，設(shè)定進(jìn)水時(shí)間t1=30分鐘。由于污水來(lái)量不規(guī)則， 可視為變量，而結(jié)構(gòu)上取水口高程設(shè)計(jì)是定高，故實(shí)際抽污水時(shí)間t/彡30分鐘。因此，需要按一定時(shí)間間隔檢測(cè)氣提系統(tǒng)的氣壓，如ΛΡ=0，表明厭氧池30液面低于取水口，則進(jìn)水泵32空轉(zhuǎn)，應(yīng)停止進(jìn)水程序，以節(jié)省能耗。步驟b，當(dāng)K1 > 0.5，進(jìn)入曝氣階段，該曝氣階段分為6個(gè)小節(jié)，每一小節(jié)曝氣時(shí)間t2 ’ =15分鐘XK1，停機(jī)0-0.35小時(shí)，循環(huán)攪拌0-0.4小時(shí)。進(jìn)水結(jié)束后，如測(cè)得K1 > 0.5，則運(yùn)行過程進(jìn)入第二階段，曝氣階段。為了精確的控制系統(tǒng)工藝流程中的溶解氧含量，系統(tǒng)曝氣為可調(diào)整過程。作為本發(fā)明的一種選擇性實(shí)施例，曝氣階段總時(shí)間可以為2.5-4.5小時(shí)，分為6個(gè)小節(jié)，每一小節(jié)曝氣時(shí)間約為0.17-0.4小時(shí)。系統(tǒng)通過對(duì)曝氣時(shí)間的調(diào)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同進(jìn)水量污水的溶解氧濃度的精確控制，從而節(jié)能降耗，降低運(yùn)營(yíng)成本。在整個(gè)曝氣階段中，一方面好氧生化池40下方的活性污泥在好氧條件下通過好養(yǎng)菌和兼性菌生化降解污水中的有機(jī)物，聚磷菌吸收污水中的磷，使系統(tǒng)具有除磷作用，另一方面通過好氧生化池40上部的球狀填料所附著的生物膜吸附和過濾污水中的底物，使有機(jī)質(zhì)進(jìn)一步降解。當(dāng)有機(jī)物濃度梯度隨曝氣時(shí)間的推移逐漸降低時(shí)，好氧生化池40的硝化反應(yīng)活躍起來(lái)，在曝氣的每一節(jié)停頓時(shí)間，好氧生化池40處于缺氧狀態(tài)，于是乎反硝化作用開始顯現(xiàn)，污水開始脫氮過程，反硝化攪拌使污水在好氧生化池40中上下循環(huán)，充分與生物膜及反硝化菌群接觸并加快傳質(zhì)速度，從而使反硝化脫氮作用效果更佳。步驟C，初沉階段:所有氣泵停止工作，使污泥在好氧生化池達(dá)到一定的沉降比例。在初沉階段，該初沉?xí)r間t3可以在0-1小時(shí)之間。步驟d，污泥返回階段:氣動(dòng)裝置控制污泥返回泵運(yùn)行時(shí)間Lzt1XZ(Fc)XKpK1取值
0.5 ^ K1 ^ 1，使得污泥返回量的變化與好氧生化池污水處理量的變化同步。該污泥返回階段中，污泥返回泵運(yùn)行時(shí)間t4可以在0-0.5小時(shí)之間，此階段通過高磷污泥返回厭氧池30以及厭氧池30的定期向系統(tǒng)外排放高磷污泥的措施，系統(tǒng)完成除磷過程。步驟e，二沉階段:沉淀時(shí)間t5 ( 2小時(shí)，在此階段，好氧生化池內(nèi)泥水分離，污泥沉降形成泥水分離界面。步驟f，排水階段:氣動(dòng)裝置控制排水泵工作時(shí)間^ <0.5小時(shí)，當(dāng)^ '時(shí)，排水泵停止工作。在此階段中，排水量與進(jìn)水量成函數(shù)關(guān)系。步驟g，靜置階段:靜置時(shí)間t7 ( I小時(shí)，此階段好氧生化池內(nèi)的微生物處于饑餓狀態(tài)，活性增強(qiáng)，靜待下一個(gè)新的運(yùn)行周期。由于本發(fā)明的SBBR模塊化污水處理的智能控制系統(tǒng)采用物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程智能化控制技術(shù)，因此上述過程都能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程電腦和手機(jī)控制，也可通過手機(jī)隨時(shí)隨地掌握系統(tǒng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)。作為本發(fā)明SBBR模塊化污水處理的智能控制方法的一種具體實(shí)施例，可以采用壓力傳感器作為檢測(cè)傳感器74，通過檢測(cè)進(jìn)水泵32、排水泵404的氣壓變化以求得曝氣比例系數(shù)K1，經(jīng)過數(shù)學(xué)模型換算成水量參數(shù)，再通過SBBR工藝數(shù)學(xué)模型的計(jì)算處理，取得對(duì)系統(tǒng)控制的關(guān)鍵參數(shù)。 (一)進(jìn)水階段的控制:此時(shí)與調(diào)節(jié)池20相連的厭氧池30高于進(jìn)水管24的任意水位與進(jìn)水管24下沿的水位差是要檢測(cè)的關(guān)鍵參數(shù)。因此，在所述步驟a中，把上個(gè)周期已測(cè)得的進(jìn)水管24下沿水位的進(jìn)水泵32氣壓值Pq作為本周期的計(jì)算常量，進(jìn)水泵32啟動(dòng)后測(cè)開始水位的進(jìn)水泵32氣壓值Pt，則有:Δ Pn=Pt-Pq, n=l, 2，3 ;通過Λ P1求得第I次好氧生化池40進(jìn)水量Q1，每周期額定進(jìn)水量Qe=ISXC17C1為15m3污水的氣壓轉(zhuǎn)換系數(shù)，Δ P單位為m.H2O ;曝氣比例系數(shù)K1通過K1=Qn/Qe求得；由于污水進(jìn)入調(diào)節(jié)池20的波動(dòng)性，K1取值范圍為:0 < K1 < I。當(dāng)液位低于進(jìn)水管24管口下沿時(shí)，進(jìn)水停止，進(jìn)水泵32仍在空轉(zhuǎn)，停止信號(hào)為Pt的變化率d (Pt)為0，將d (Pt) =0時(shí)的Pt值儲(chǔ)存保留，作下一周期的Pq值；當(dāng)K1 < 0.5時(shí)，表明好氧生化池40進(jìn)水量過少，系統(tǒng)進(jìn)入停機(jī)待水階段，此階段時(shí)長(zhǎng)為3小時(shí)。待機(jī)屆滿，系統(tǒng)再次進(jìn)水，并求Λ P2=Pt-Pq,求二次進(jìn)水的總進(jìn)水量Q2, Q2=f(Λ P1, Λ P2);求K2, K2=Q2/Qe,當(dāng)K2 > 0.5時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入曝氣階段，當(dāng)K2 < 0.5時(shí)，表明好氧生化池40進(jìn)水量還是過少，系統(tǒng)再次進(jìn)入停機(jī)待水階段，此階段時(shí)長(zhǎng)仍為3小時(shí)。可見，上述待機(jī)，再次進(jìn)水過程可設(shè)為“待機(jī)-進(jìn)水-測(cè)Λ Pn和Kn-算Kn < 0.5”的子程序過程，循環(huán)待機(jī)次數(shù)為η，不能大于3，即“待機(jī)-進(jìn)水”循環(huán)了 3次后，系統(tǒng)即自動(dòng)轉(zhuǎn)入運(yùn)行周期的第二階段-曝氣階段，此時(shí)如η=3時(shí)，(即第3次循環(huán)時(shí))，K3 <0.5,系統(tǒng)則自動(dòng)賦值K3=0.5。在該進(jìn)水過程中，顯示屏76和物聯(lián)網(wǎng)電腦終端(未圖示)顯示主要控制參數(shù)Qn、Kn、Pq、ti(進(jìn)水操作時(shí)間)等數(shù)據(jù)。(二)曝氣階段的控制:此階段系統(tǒng)通過對(duì)曝氣泵401和反硝化泵402的運(yùn)行時(shí)間的精確控制來(lái)實(shí)現(xiàn)該階段的控制目標(biāo)。關(guān)鍵控制參數(shù)為Kn，t2 (曝氣時(shí)間)。在所述步驟b中，當(dāng)0.5 < Kn < I時(shí)，=15分鐘XKn。為了精確的控制系統(tǒng)工藝流程中的溶解氧含量，系統(tǒng)曝氣為可調(diào)整過程。我們可以設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)曝氣過程為:當(dāng)1=1時(shí)，曝氣分為6個(gè)小節(jié)，每一小節(jié)30分鐘，(即每小節(jié):曝氣時(shí)間12 ’ =15分鐘XK1，停機(jī)7分鐘，循環(huán)攪拌8分鐘)，如Kn為0.5 < Kn < I時(shí)，則曝氣時(shí)間t2為變量，即t2丨=15分鐘XKn (變量)，停機(jī)7分鐘，循環(huán)攪拌8分鐘。系統(tǒng)通過對(duì)曝氣時(shí)間的調(diào)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同進(jìn)水量污水的溶解氧濃度的精確控制。在系統(tǒng)在曝氣過程中，顯示屏76和物聯(lián)網(wǎng)電腦終端顯示主要控制參數(shù)t2 (曝氣時(shí)間)，Kn及累計(jì)曝氣時(shí)間ta、累計(jì)反硝化時(shí)間tx等數(shù)據(jù)。(三)初沉階段的控制:此階段可以設(shè)固定時(shí)間t3=0.5小時(shí)，該時(shí)段是使所有氣泵停止工作的時(shí)間。顯示屏76和物聯(lián)網(wǎng)電腦終端顯示初沉淀時(shí)間t3。(四)污泥返回階段的控制:以污泥返回泵403的運(yùn)行時(shí)間&控制污泥返回量，關(guān)鍵參數(shù)為t4、Kn。在所述步驟d中，污泥返回泵運(yùn)行時(shí)間tftiXZCmXKn，污泥返回量Qs=15XKnX20%。顯示屏76和物聯(lián)網(wǎng)電腦終端顯示污泥返回時(shí)間t4、污泥返回量Qs。(五)二沉階段的控制 :此階段可以設(shè)固定時(shí)間t5=l.2小時(shí)，該時(shí)段是使所有氣泵停止工作的時(shí)間。顯示屏76和物聯(lián)網(wǎng)電腦終端顯示二沉?xí)r間t5。(六)排水階段的控制:此階段關(guān)鍵參數(shù)是t6和排水泵404運(yùn)行壓力Pm。排水時(shí)間為累計(jì)時(shí)間t6小時(shí)，此階段排水量與進(jìn)水量成函數(shù)關(guān)系，排水泵工作時(shí)間即實(shí)際排水時(shí)間t6 ； ；。在該步驟f中，為了減少氣泵空轉(zhuǎn)時(shí)間，系統(tǒng)每五分鐘檢測(cè)一次排水泵404出氣壓力Pm，當(dāng)Λ Pm=O時(shí)，排水泵404停止工作；當(dāng)厶Pm=O時(shí)，測(cè)取此次排水泵404運(yùn)行壓力值Pm'，用排水之初測(cè)得的排水泵404運(yùn)行壓力Pm。，按排水量Q。= (Pm0-Pm; ) X C2的公式求得Q。，其中的C2為好氧生化池40尺寸常數(shù)。顯示屏76和物聯(lián)網(wǎng)電腦終端顯示排水時(shí)間t/和排水量Q。。(七)靜置階段的控制:此階段以時(shí)間t7控制靜置過程，關(guān)鍵參數(shù)為t7，可以設(shè)計(jì)靜止時(shí)間t7 ( I小時(shí)。顯示屏76和物聯(lián)網(wǎng)電腦終端顯示累計(jì)靜置時(shí)間t7。在步驟g中，當(dāng)t7=l小時(shí)靜置屆滿時(shí)，系統(tǒng)即轉(zhuǎn)入下一個(gè)新的處理SBBR周期，進(jìn)入一個(gè)新的智能循環(huán)污水生化處理過程，重復(fù)操作步驟a到步驟g。作為本發(fā)明SBBR模塊化污水處理的智能控制方法的另一種具體實(shí)施例，還可以采用超聲波測(cè)距傳感器作為檢測(cè)傳感器74，通過檢測(cè)厭氧池30進(jìn)水開始時(shí)與進(jìn)水結(jié)束時(shí)的液位差以求得曝氣比例系數(shù)K1，經(jīng)過數(shù)學(xué)模型換算成水量參數(shù)，再通過SBBR工藝數(shù)學(xué)模型的計(jì)算處理，取得對(duì)系統(tǒng)控制的關(guān)鍵參數(shù)。(一)進(jìn)水階段的控制:此時(shí)與調(diào)節(jié)池20相連的厭氧池30高于進(jìn)水管24的任意水位與進(jìn)水管下沿的水位差是要檢測(cè)的關(guān)鍵參數(shù)。因此，在所述步驟a中，把上個(gè)周期已測(cè)得的進(jìn)水管24下沿水位水位值Sq作為本周期的計(jì)算常量，進(jìn)水泵32啟動(dòng)后測(cè)開始水位的液位值St，則有Λ Sn=St-Sq, η=1, 2，3 ;通過Λ S1求得第I次好氧生化池40進(jìn)水量Q1，每周期額定進(jìn)水量Qe=15XC1; C1為15m3污水的氣壓轉(zhuǎn)換系數(shù)，單位為m ;曝氣比例系數(shù)K1通過K1=QrVQe求得；由于污水進(jìn)入調(diào)節(jié)池20的波動(dòng)性，K1取值范圍為:0 < K1 < I。當(dāng)液位低于進(jìn)水管24管口下沿時(shí)，進(jìn)水停止，進(jìn)水泵32仍在空轉(zhuǎn)，停止信號(hào)為St=Sq,將St的變化率d (St)- O時(shí)的St值儲(chǔ)存保留，作下一周期的Sq值；當(dāng)K1 < 0.5時(shí)，表明好氧生化池40進(jìn)水量過少，系統(tǒng)進(jìn)入停機(jī)待水階段，此階段時(shí)長(zhǎng)為3小時(shí)。待機(jī)屆滿，系統(tǒng)再次測(cè)量進(jìn)水液位，并求Λ S2=St-Sq,求二次進(jìn)水的總進(jìn)水量Q2, Q2=f (Δ S2);求K2，K2=Q2/Qe,當(dāng)K2 > 0.5時(shí)，系統(tǒng)開始向好氧生化池40進(jìn)水，進(jìn)水結(jié)束后進(jìn)入曝氣階段，當(dāng)K2 < 0.5時(shí)，再次進(jìn)入停機(jī)待水階段，此階段時(shí)長(zhǎng)仍為3小時(shí)?？梢?，上述待機(jī)，再次測(cè)量可進(jìn)水量過程可設(shè)為“待機(jī)-測(cè)可進(jìn)水量-測(cè)Λ Sn和Kn-算Kn < 0.5”的子程序過程，循環(huán)待機(jī)次數(shù)為η，其值不能大于3，S卩“待機(jī)-測(cè)可進(jìn)水量”循環(huán)了 3次后，系統(tǒng)即自動(dòng)轉(zhuǎn)入啟動(dòng)進(jìn)水泵進(jìn)水過程并完成進(jìn)水后自動(dòng)運(yùn)行周期的第二階段-曝氣階段，此時(shí)如η=3時(shí)，(即第3次循環(huán)時(shí))，Κ3 < 0.5，系統(tǒng)則自動(dòng)賦值K3=0.5。在該進(jìn)水過程中，顯示屏76和物聯(lián)網(wǎng)電腦終端(未圖示)顯示主要控制參數(shù)Qn、Kn、Sq、ti (進(jìn)水操作時(shí)間)等數(shù)據(jù)。(二)曝氣階段的控制:此階段系統(tǒng)通過對(duì)曝氣泵401和反硝化泵402的運(yùn)行時(shí)間的精確控制來(lái)實(shí)現(xiàn)該階段的控制目標(biāo)。關(guān)鍵控制參數(shù)為Kn，t2 (曝氣時(shí)間)。在所述步驟b中，當(dāng)0.5 < Kn < I時(shí)，=15分鐘XKn。在所述步驟b中，當(dāng)0.5< Kn < I時(shí)，=15分鐘XKn。為了精確的控制系統(tǒng)工藝流程中的溶解氧含量，系統(tǒng)曝氣為可調(diào)整過程。我們可以設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)曝氣過程為:當(dāng)Kn=I時(shí)，曝氣分為6個(gè)小節(jié)，每一小節(jié)30分鐘，(即每小節(jié):曝氣時(shí)間t2 ’ =15分鐘XK1，停機(jī)7分鐘，循環(huán)攪拌8分鐘)，如Kn為
0.5 < Kn < I時(shí)，則曝氣時(shí)間t2為變量，即t2 ’ =15分鐘XKn (變量)，停機(jī)7分鐘，循環(huán)攪拌8分鐘。系統(tǒng)通過對(duì)曝氣時(shí)間的調(diào)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同進(jìn)水量污水的溶解氧濃度的精確控制。在系統(tǒng)在曝氣過程中，顯示屏76和物聯(lián)網(wǎng)電腦終端顯示主要控制參數(shù)& (曝氣時(shí)間)，Kn及累計(jì)曝氣時(shí)間ta、累計(jì)反硝化時(shí)間tx等數(shù)據(jù)。

(三)初沉階段的控制:此階段可以設(shè)固定時(shí)間t3=0.5小時(shí)，該時(shí)段是使所有氣泵停止工作的時(shí)間。顯示屏76和物聯(lián)網(wǎng)電腦終端顯示初沉淀時(shí)間t3。(四)污泥返回階段的控制:以污泥返回泵403的運(yùn)行時(shí)間&控制污泥返回量，關(guān)鍵參數(shù)為t4、Kn。在所述步驟d中，污泥返回泵運(yùn)行時(shí)間Ift1XZ(Fc)XKn,污泥返回量Qs=15XKnX20%。顯示屏76和物聯(lián)網(wǎng)電腦終端顯示污泥返回時(shí)間t4、污泥返回量Qs。(五)二沉階段的控制:此階段可以設(shè)固定時(shí)間t5=l.2小時(shí)，該時(shí)段是使所有氣泵停止工作的時(shí)間。顯示屏76和物聯(lián)網(wǎng)電腦終端顯示二沉?xí)r間t5。(六)排水階段的控制:此階段關(guān)鍵參數(shù)是t6。排水時(shí)間為累計(jì)時(shí)間t6小時(shí)，此階段排水量與進(jìn)水量成函數(shù)關(guān)系，實(shí)際排水時(shí)間t6 ' <t/。在步驟f中，為了減少氣泵空轉(zhuǎn)時(shí)間，當(dāng)t6=t廣時(shí)，排水泵404停止工作。排水量Q0= (Qn-Qs) XC2，其中的C2為好氧生化池尺寸常數(shù)。顯示屏76和物聯(lián)網(wǎng)電腦終端顯示排水時(shí)間t6 '和排水量Q。。(七)靜置階段的控制:此階段以時(shí)間t7控制靜置過程，關(guān)鍵參數(shù)為t7，可以設(shè)計(jì)靜止時(shí)間t7 ( I小時(shí)。顯示屏76和物聯(lián)網(wǎng)電腦終端顯示累計(jì)靜置時(shí)間t7。
在步驟g中，當(dāng)t7=l小時(shí)靜置屆滿時(shí)，系統(tǒng)即轉(zhuǎn)入下一個(gè)新的處理SBBR周期，進(jìn)入一個(gè)新的智能循環(huán)污水生化處理過程，重復(fù)操作步驟a到步驟g。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任·何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種SBBR模塊化污水處理設(shè)備，其特征在于，包括數(shù)個(gè)模塊化組合箱體，該數(shù)個(gè)模塊化組合箱體分別構(gòu)成調(diào)節(jié)池、厭氧池及好氧生化池，該調(diào)節(jié)池、厭氧池及好氧生化池均采用數(shù)塊模板組合拼接而成，每個(gè)面的模板之間焊接連接。
2.如權(quán)利要求1所述的SBBR模塊化污水處理設(shè)備，其特征在于，所述模板采用鋼混模板，該模板設(shè)有型鋼外框，該型鋼外框與兩層鋼筋焊接構(gòu)成一整體性龍骨；在箱體兩兩相對(duì)的四個(gè)側(cè)面之間設(shè)有槽鋼制成的數(shù)道網(wǎng)格式拉梁，每一模板及模板焊接處均設(shè)有防腐涂層。
3.如權(quán)利要求1所述的SBBR模塊化污水處理設(shè)備，其特征在于，所述調(diào)節(jié)池、厭氧池及好氧生化池之間通過管道連通設(shè)置，該調(diào)節(jié)池前端還設(shè)有一格柵井，該格柵井與調(diào)節(jié)池之間通過一進(jìn)水管連通設(shè)置，該厭氧池內(nèi)安裝有進(jìn)水泵及排泥泵；所述好氧生化池內(nèi)包括有好氧區(qū)、缺氧區(qū)、厭氧區(qū)、球狀填料層及活性污泥層；該好氧生化池內(nèi)設(shè)有支撐件、導(dǎo)流筒、設(shè)于導(dǎo)流筒內(nèi)的曝氣薄膜管、正對(duì)于導(dǎo)流筒上方設(shè)置的散水錐、設(shè)于好氧生化池底部的曝氣管，以及延伸出好氧生化池與外界連通設(shè)置的氣管，該氣管分別與曝氣薄膜管及曝氣管連通設(shè)置。
4.如權(quán)利要求3所述的SBBR模塊化污水處理設(shè)備，其特征在于，所述好氧生化池內(nèi)還安裝有曝氣泵、反硝化泵、污泥返回泵及排水泵，該進(jìn)水泵、排泥泵、曝氣泵、反硝化泵、污泥返回泵及排水泵均采用氣泵；該好氧生化池末端還連接有膜組件及紫外光消毒模塊，該膜組件前端還連接設(shè)有一升壓水泵。
5.一種SBBR模塊化污水處理的智能控制系統(tǒng)，其特征在于，包括:與模塊化組合箱體拼接構(gòu)成的調(diào)節(jié)池、厭氧池及好氧生化池內(nèi)的數(shù)個(gè)氣泵控制連接的氣動(dòng)裝置，該氣動(dòng)裝置內(nèi)包括有PLC、與PLC電性連接的二次回路控制模塊、分別與二次回路控制模塊電性連接的數(shù)個(gè)電磁閥，該數(shù)個(gè)電磁閥一端與數(shù)個(gè)氣泵對(duì)應(yīng)連接，數(shù)個(gè)電磁閥另一端均與一檢測(cè)傳感器相連接，該檢測(cè)傳感器與PLC電性連接，數(shù)個(gè)電磁閥與檢測(cè)傳感器之間還通過管道與一風(fēng)機(jī)相連接。
6.如權(quán)利要求5所述的SBBR模塊化污水處理的智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述PLC電性連接有電源、顯示屏及控制面板，該P(yáng)LC還與一物聯(lián)網(wǎng)通訊模塊通信連接；所述二次回路控制模塊與數(shù)個(gè)電磁閥之間通過一中間繼電器模塊電性連接，該中間繼電器模塊與PLC電性連接。
7.如權(quán)利要求6所述的SBBR模塊化污水處理的智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述與風(fēng)機(jī)相連接的管道上設(shè)有一閥門，該風(fēng)機(jī)另一端還電性連接有風(fēng)機(jī)電機(jī)，該風(fēng)機(jī)電機(jī)一端接地，風(fēng)機(jī)電機(jī)另一端依次電性連接有一執(zhí)行電控模塊及強(qiáng)電控制模塊，該執(zhí)行電控模塊及強(qiáng)電控制模塊一端均分別與PLC電性連接,該強(qiáng)電控制模塊另一端還與一 380V交流電源電性連接。
8.—種SBBR模塊化污水處理的智能控制方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟a，進(jìn)水階段:厭氧池污水進(jìn)入好氧生化池，實(shí)際進(jìn)水時(shí)間' ^30分鐘，通過檢測(cè)厭氧池高于進(jìn)水管的任意水位與進(jìn)水管下沿的水位差，以求得曝氣比例系數(shù)K1, K1取值范圍為O < K1 < I ; 步驟b，當(dāng)K1 > 0.5，進(jìn)入曝氣階段，該曝氣階段分為6個(gè)小節(jié)，每一小節(jié)曝氣時(shí)間t2丨=15分鐘XK1，停機(jī)0-0.35小時(shí)，循環(huán)攪拌0-0.4小時(shí)；步驟C，初沉階段:所有氣泵停止工作，使污泥在好氧生化池達(dá)到一定的沉降比例； 步驟d，污泥返回階段:氣動(dòng)裝置控制污泥返回泵運(yùn)行時(shí)間Lzt1XZ(Fc)XK1, K1取值·0.5 ≤ K1 ≤1，使得污泥返回量的變化與好氧生化池污水處理量的變化同步； 步驟e，二沉階段:沉淀時(shí)間t5 ≤ 2小時(shí)，在此階段，好氧生化池內(nèi)泥水分離，污泥沉降形成泥水分離界面； 步驟f，排水階段:氣動(dòng)裝置控制排水泵工作時(shí)間t/ ≤0.5小時(shí)，當(dāng)^ =t/時(shí)，排水泵停止工作； 步驟g，靜置階段:靜置時(shí)間〖7≤ I小時(shí)，此階段好氧生化池內(nèi)的微生物處于饑餓狀態(tài)，活性增強(qiáng)，靜待下一個(gè)新的運(yùn)行周期。
9.如權(quán)利要求8所述的SBBR模塊化污水處理的智能控制方法，其特征在于，采用壓力傳感器作為檢測(cè)傳感器，通過檢測(cè)進(jìn)水泵、排水泵的氣壓變化以求得曝氣比例系數(shù)K1: 在所述步驟a中，把上個(gè)周期已測(cè)得的進(jìn)水管下沿水位的進(jìn)水泵氣壓值Pq作為本周期的計(jì)算常量，進(jìn)水泵啟動(dòng)后測(cè)開始水位的進(jìn)水泵氣壓值Pt JlJAPn=Pt-Pq, n=l，2，3 ;通過Δ Pl求得第I次好氧生化池進(jìn)水量Q1，每周期額定進(jìn)水量Qe=15XC1; C1為15m3污水的氣壓轉(zhuǎn)換系數(shù)，Δ P單位為m.H2O ;曝氣比例系數(shù)K1通過K1=QrVQe求得；當(dāng)液位低于進(jìn)水管管口下沿時(shí)，進(jìn)水停止，進(jìn)水泵仍在空轉(zhuǎn)，停止信號(hào)為Pt的變化率d (Pt)SOJfd (Pt)=O時(shí)的Pt值儲(chǔ)存保留，作下一周期的Pq值； 當(dāng)K1 < 0.5時(shí)，進(jìn)入停機(jī)待水階段，此階段時(shí)長(zhǎng)為3小時(shí)；待機(jī)屆滿，再次進(jìn)水，并求Δ P2=Pt-Pq，求二次進(jìn)水的總進(jìn)水量 Q2，Q2=f (Δ Ρ1,ΔΡ2);求1(2，K2=Q2/Qe，i K2 > 0.5時(shí)，進(jìn)入曝氣階段，當(dāng)K2 < 0.5時(shí)，再次進(jìn)入停機(jī)待水階段；直到待機(jī)-進(jìn)水循環(huán)了 3次后，自動(dòng)運(yùn)行轉(zhuǎn)入曝氣階段； 在所述步驟b中，當(dāng)0.5 < Kn < I時(shí)，=15分鐘XKn ； 在所述步驟d中，污泥返回泵運(yùn)行時(shí)間Vt1XS(Fc)XKn,污泥返回量Qs=15XKnX20% ； 在步驟f中，每五分鐘檢測(cè)一次排水泵出氣壓力Pm，當(dāng)Λ Pm=O時(shí)，排水泵停止工作；當(dāng)Δ Pm=O時(shí)，測(cè)取此次排水泵運(yùn)行壓力值Pm'，用排水之初測(cè)得的排水泵運(yùn)行壓力Pm。，按排水量Q。= (Pm0-Pmi ) XC2的公式求得Q。，其中的C2為好氧生化池尺寸常數(shù)； 在步驟g中，當(dāng)t7=l小時(shí)靜置屆滿時(shí)，即轉(zhuǎn)入下一個(gè)新的處理SBBR周期，重復(fù)操作步驟a到步驟g。
10.如權(quán)利要求8所述的SBBR模塊化污水處理的智能控制方法，其特征在于，采用超聲波測(cè)距傳感器作為檢測(cè)傳感器，通過檢測(cè)厭氧池進(jìn)水開始時(shí)與進(jìn)水結(jié)束時(shí)的液位差以求得曝氣比例系數(shù)K1: 在所述步驟a中，把上個(gè)周期已測(cè)得的進(jìn)水管下沿水位水位值Sq作為本周期的計(jì)算常量，進(jìn)水泵啟動(dòng)后測(cè)開始水位的液位值StJlJA Sn=St-Sq, n=l, 2，3 ;通過Λ SI求得第I次好氧生化池進(jìn)水量Q1，每周期額定進(jìn)水量Qe=ISXCpC1為15m3污水的氣壓轉(zhuǎn)換系數(shù)；曝氣比例系數(shù)K1通過K1=QrVQe求得；當(dāng)液位低于進(jìn)水管管口下沿時(shí)，進(jìn)水停止，進(jìn)水泵仍在空轉(zhuǎn)，停止信號(hào)為St=Sq,將St的變化率d (St) — O時(shí)的St值儲(chǔ)存保留，作下一周期的Sq值； 當(dāng)K1 < 0.5時(shí)，進(jìn)入停機(jī)待水階段，此階段時(shí)長(zhǎng)為3小時(shí)；待機(jī)屆滿，再次測(cè)量進(jìn)水液位，并求 Λ S2=St-Sq,求可二次進(jìn)水的總進(jìn)水量 Q2, Q2=f (Λ S2)#K2，K2=Q2/Qe，i K2 > 0.5時(shí)，開始向好氧生化池進(jìn)水，進(jìn)水結(jié)束后進(jìn)入曝氣階段，當(dāng)K2 < 0.5時(shí)，再次進(jìn)入停機(jī)待水階段；直到待機(jī)-測(cè)可進(jìn)水量循環(huán)了 3次后，自動(dòng)啟動(dòng)進(jìn)水泵進(jìn)水過程并完成進(jìn)水后自動(dòng)進(jìn)入曝氣階段； 在所述步驟b中，當(dāng)0.5 < Kn < I時(shí)，=15分鐘XKn ； 在所述步驟d中，污泥返回泵運(yùn)行時(shí)間Vt1XS(Fc)XKn,污泥返回量Qs=15XKnX20% ； 在步驟f中，排水量Q。= (Qn-Qs) XC2，其中的C2為好氧生化池尺寸常數(shù)； 在步驟g中，當(dāng)t7=l小時(shí)靜置屆滿時(shí)，即轉(zhuǎn)入下一個(gè)新的處理SBBR周期，重復(fù)操作步驟a到步驟g。
全文摘要
本發(fā)明涉及污水處理、回用技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種SBBR模塊化污水處理設(shè)備及其智能控制系統(tǒng)、方法，該方法包括步驟a，進(jìn)水階段通過檢測(cè)厭氧池高于進(jìn)水管的任意水位與進(jìn)水管下沿的水位差，以求得曝氣比例系數(shù)K1；步驟b，當(dāng)K1＞0.5，進(jìn)入曝氣階段，該曝氣階段分為6個(gè)小節(jié)；步驟c，初沉階段；步驟d，污泥返回階段；步驟e，二沉階段好氧生化池內(nèi)泥水分離，污泥沉降形成泥水分離界面；步驟f，排水階段；步驟g，靜置階段靜置時(shí)間t7≤1小時(shí)，靜待下一個(gè)新的運(yùn)行周期。本發(fā)明采用模塊化設(shè)計(jì)，只需一臺(tái)風(fēng)機(jī)，通過獨(dú)創(chuàng)的氣動(dòng)裝置，較好的解決了現(xiàn)有的工程和結(jié)構(gòu)難題，既可滿足生化工藝要求，又能在最節(jié)能、最經(jīng)濟(jì)的狀態(tài)下，降低污水處理成本。
文檔編號(hào)C02F9/14GK103224310SQ20131016050
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月3日
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