曝氣污水處理裝置及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及曝氣機(jī)裝置及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體講是一種曝氣污水處理裝置及 其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著城鄉(xiāng)區(qū)域規(guī)模的擴(kuò)大，昔日作為景觀、灌概、排洪、儲(chǔ)存的水塘或河道已普遍 存在黑臭的現(xiàn)象。目前黑臭水塘或河道污染主要采用清渺、截污、補(bǔ)水、調(diào)水、加蓋等市政工 程手段進(jìn)行治理及高效微生物馴化處理或直接漂白，但河湖水生態(tài)自凈能力依然跟不上， 雖經(jīng)整治的河湖，水質(zhì)沒有得到根本的改善，仍然發(fā)黑發(fā)臭污染環(huán)境，城鄉(xiāng)居民生活健康、 形象、投資環(huán)境、及觀光嚴(yán)重影響，農(nóng)業(yè)灌概、飲用水的安全備受威脅。現(xiàn)有技術(shù)的曝氣裝置 在治理水質(zhì)的同時(shí)，一般很難同時(shí)將污泥中有富營養(yǎng)的物質(zhì)凈化掉。且有些污水是直接排 放至污水池內(nèi)的，如何在治理好污水池的基礎(chǔ)上能將該些排放進(jìn)來的污水也能恰當(dāng)?shù)奶幚?為中水也是一個(gè)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是；提供一種節(jié)能環(huán)保、曝氣污水處理效果好、且能將 污泥中富營養(yǎng)物質(zhì)凈化的曝氣污水處理裝置。
[0004] 本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案為：一種曝氣污水處理裝置，包括控制器、 上、下兩端均設(shè)有開口且豎直設(shè)置的曝氣筒體、電機(jī)、由電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的至少一個(gè)葉輪、鼓 風(fēng)機(jī)及污水管，所述的曝氣筒體的下端開口處置于污水池或河道底部且與污泥之間設(shè)有距 離，所述的葉輪置于所述的曝氣筒體內(nèi)，所述的曝氣筒體的中部向上連通有至少一根上端 外伸出水面的通氣管，所述的通氣管與鼓風(fēng)機(jī)相連通；所述的污水管連接于所述的曝氣筒 體的下端開口處，所述的污水管上還連接有均由控制器控制的流量傳感器及流量控制閥。
[0005] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于；該曝氣污水處理裝置的曝氣筒體的上端固 定安裝于支架上面，葉輪設(shè)于曝氣筒體靠近上端的開口處，通過電機(jī)帶動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)從 鼓風(fēng)機(jī)通過通氣管輸送進(jìn)來的氣與水充分混合，形成水汽混合物，在曝氣筒體內(nèi)形成負(fù)壓， 從而將水道底部的水吸上來，并從曝氣筒體的上端開口處輸出，從而達(dá)到曝氣充氧的作用， 且能有效降低污水COD。且因?yàn)槠貧馔搀w的下端開口處與污水池或河道底部且與污泥之間 設(shè)有距離，在曝氣充氧的同時(shí)，也就將污泥中有營養(yǎng)的物質(zhì)凈化掉了。且污水管連接于曝氣 筒體的下端開口處，在污水處理工藝中，污水經(jīng)過處理能達(dá)到中水，實(shí)現(xiàn)中水排放，生態(tài)凈 化效果好，成本低，該種處理使底層的曝氣效果更好。
[0006] 作為優(yōu)選，所述的葉輪的數(shù)量為兩個(gè)，即為第一葉輪和第二葉輪，所述的第一葉輪 和第二葉輪均套合安裝于轉(zhuǎn)軸上，所述的轉(zhuǎn)軸與所述的電機(jī)的輸出軸相連接，且第一葉輪 置于所述的曝氣筒體上端的開口處，所述的第二葉輪置于所述的曝氣筒體的中部。該樣，第 二葉輪可W輔助起到提水的作用，而第一葉輪則可W將水從曝氣筒體上開口處輸出，該樣， 兩葉輪配合起來，曝氣效果更好。
[0007] 本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供該曝氣污水處理裝置的控制方法，該方法包括W下 步驟：
[000引 1、根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，輸入功率P及污水池或河道的深度L及曝氣筒體的上端開口處 的輸出流量Q，對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，得到軟測(cè)量?jī)x0 = /(L，P);
[0009] 2、根據(jù)實(shí)測(cè)的污水池或河道的深度L及實(shí)測(cè)功率P由BP網(wǎng)絡(luò)計(jì)算出軟測(cè)量輸 出：
[0010] Q = f(L，巧；
[0011] 3、將上述步驟3得出的流量Q除W四，得到; 4
[0012] 4、將作為污水管出水流量的設(shè)定值； 4
[0013] 5、將流量傳感器實(shí)際測(cè)量出的污水管的流量記為Q';
[0014] 6、得到流量誤差c = AQ = .導(dǎo)-0'; 4
[0015] 7、將步驟6中得出的流量誤差e輸入PID控制器，得到控制量U;
[0016] 8、將U輸入與污水管相連接的流量控制閥上，W控制污水管的流量；
[0017] 9、重復(fù)上述步驟2,直至調(diào)節(jié)到誤差e《e。，其中e。為給定的流量控制誤差。
[001引本發(fā)明具有W下優(yōu)點(diǎn)：
[0019] 本發(fā)明的控制方法通過輸入功率P及污水池或河道的深度L及曝氣筒體的上端開 口處輸出流量Q進(jìn)行BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，得到軟測(cè)量?jī)x，并根據(jù)實(shí)測(cè)的污水池或河道的 深度L及實(shí)測(cè)功率P由BP網(wǎng)絡(luò)計(jì)算出軟測(cè)量輸出Q，也就是說通過該軟測(cè)量?jī)x解決了曝氣 筒體的上端開口處的輸出流量的測(cè)定的難題。從而，可W將污水管出水流量設(shè)定為曝氣筒 體的上端開口處輸出流量Q的四分之一，該樣，污水管出水流量與曝氣筒體處理后的流量 按1:4設(shè)置，污水處理效果更好。且該控制方法可修訂誤差，使得流量控制誤差較小，污水 處理效果好。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發(fā)明曝氣污水處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021] 圖2為本發(fā)明曝氣污水處理裝置的控制部分的結(jié)構(gòu)框圖。
[0022] 圖3為本發(fā)明曝氣污水處理裝置的具體實(shí)施例的流量控制的曲線圖。
[0023] 圖1-3中；1曝氣筒體、2電機(jī)、3第一葉輪、4第二葉輪、5鼓風(fēng)機(jī)、6污水管、7流量 傳感器、8流量控制閥、9通氣管。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步描述。
[0025] 如圖1-2所示，一種曝氣污水處理裝置，包括控制器、上、下兩端均設(shè)有開口且豎 直設(shè)置的曝氣筒體1、電機(jī)2、由電機(jī)2帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的至少一個(gè)葉輪、鼓風(fēng)機(jī)5及污水管6,所述 的曝氣筒體1的下端開口處與污水池或河道底部且與污泥之間設(shè)有2-20cm的距離，所述的 葉輪置于所述的曝氣筒體1內(nèi)，所述的曝氣筒體1的中部向上連通有至少一根上端外伸出 水面的通氣管9,所述的通氣管9與鼓風(fēng)機(jī)5相連通；所述的污水管6連接于所述的曝氣筒 體1的下端開口處，所述的污水管6上還連接有均由控制器控制的流量傳感器7及流量控 制閥8。
[0026] 關(guān)于曝氣筒體1的下端開口處與污水池或河道底部且與污泥之間設(shè)有的距離，本 領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)污水池或河道的實(shí)際情況進(jìn)行選擇，如Im的河道，則可選擇留2cm的 距離，2m的河道可選擇留4cm的距離，W次類推。
[0027] 曝氣筒體1的寬高比為1:5~1:2。本領(lǐng)域技術(shù)人員可W根據(jù)污水池或河道的實(shí) 際情況進(jìn)行選擇。
[002引所述的葉輪的數(shù)量為兩個(gè)，即為第一葉輪3和第二葉輪4,所述的第一葉輪3和第 二葉輪4均套合安裝于轉(zhuǎn)軸上，所述的轉(zhuǎn)軸與所述的電機(jī)2的輸出軸相連接，且第一葉輪3 置于所述的曝氣筒體1上端的開口處，所述的第二葉輪4置于所述的曝氣筒體1的中部。
[0029] 該曝氣污水處理裝置的控制方法，具體步驟包括：
[0030] 1、根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，輸入功率P及污水池或河道的深度L及曝氣筒體的上端開口處 的輸出流量Q，對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，得到軟測(cè)量?jī)x句=/(L，P);
[0031] 2、根據(jù)實(shí)測(cè)的污水池或河道的深度L及實(shí)測(cè)功率P由BP網(wǎng)絡(luò)計(jì)算出軟測(cè)量輸 出：
[003引 Q = f(L，巧；
[0033] 3、將上述步驟3得出的流量Q除W四，得到， 4
[0034] 4、將作為污水管出水流量的設(shè)定值；
[0035] 5、將流量傳感器實(shí)際測(cè)量出的污水管的流量記為Q';
[0036] 6、得到流量誤差 e = AQ =
[0037] 7、將步驟6中得出的誤差e輸入PID控制器，得到控制量U;
[003引 8、將U輸入與污水管相連接的流量控制閥上，W控制污水管的流量；
[0039] 9、重復(fù)上述步驟2,直至調(diào)節(jié)到誤差e《e。，其中e。為給定的流量控制誤差。
[0040] W下表格為步驟1中流量Q的軟測(cè)量BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)部分訓(xùn)練數(shù)據(jù)。
[0041] 表1 ;流量Q的軟測(cè)量BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練數(shù)據(jù)
[0042]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種曝氣污水處理裝置，其特征在于：包括控制器、上、下兩端均設(shè)有開口且豎直設(shè) 置的曝氣筒體（1)、電機(jī)（2)、由電機(jī)（2)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的至少一個(gè)葉輪、鼓風(fēng)機(jī)（5)及污水管 (6)，所述的曝氣筒體（1)的下端開口處與污水池或河道底部且與污泥之間設(shè)有距離，所述 的葉輪置于所述的曝氣筒體（1)內(nèi)，所述的曝氣筒體（1)的中部向上連通有至少一根上端 外伸出水面的通氣管（9)，所述的通氣管（9)與鼓風(fēng)機(jī)（5)相連通；所述的污水管（6)連接 于所述的曝氣筒體（1)的下端開口處，所述的污水管（6)上還連接有均由控制器控制的流 量傳感器（7)及流量控制閥（8)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝氣污水處理裝置，其特征在于：所述的葉輪的數(shù)量為兩個(gè)， 即為第一葉輪（3)和第二葉輪（4)，所述的第一葉輪（3)和第二葉輪（4)均套合安裝于轉(zhuǎn) 軸上，所述的轉(zhuǎn)軸與所述的電機(jī)（2)的輸出軸相連接，且第一葉輪（3)置于所述的曝氣筒體 (1)上端的開口處，所述的第二葉輪（4)置于所述的曝氣筒體（1)的中部。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝氣污水處理裝置，其特征在于：所述的曝氣筒體（1)的下 端開口處與污水池或河道底部且與污泥之間設(shè)有2cm~20cm的距離。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝氣污水處理裝置的控制方法，其特征在于：具體步驟包 括： 1) 、根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，輸入功率P及污水池或河道的深度L及曝氣筒體的上端開口處的輸 出流量Q，對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，得到軟測(cè)量?jī)xQ = /(L，P); 2) 、根據(jù)實(shí)測(cè)的污水池或河道的深度L，及實(shí)測(cè)電機(jī)功率P由BP網(wǎng)絡(luò)計(jì)算出軟測(cè)量輸 出： Q = f(L，P); 3) 、將上述步驟3得出的流量Q除以四，得到; 4) 、將$作為污水管出水流量的設(shè)定值； 5) 、將流量傳感器實(shí)際測(cè)量出的污水管的流量記為Q'; 6) 、得到流量誤差^
7) 、將步驟6中得出的流量誤差e輸入PID控制器，得到控制量u ; 8) 、將u輸入與污水管相連接的流量控制閥上，以控制污水管的流量； 9) 、重復(fù)上述步驟2,直至調(diào)節(jié)到誤差e < %，其中％為給定的流量控制誤差。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種曝氣污水處理裝置及其方法，包括控制器、上、下兩端均設(shè)有開口且豎直設(shè)置的曝氣筒體(1)、電機(jī)(2)、由電機(jī)(2)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的至少一個(gè)葉輪、鼓風(fēng)機(jī)(5)及污水管(6)，曝氣筒體(1)的下端開口處與污水池或河道底部且與污泥之間設(shè)有距離，葉輪置于曝氣筒體(1)內(nèi)，曝氣筒體(1)的中部向上連通有至少一根上端外伸出水面的通氣管(9)，通氣管(9)與鼓風(fēng)機(jī)(5)相連通；污水管(6)連接于曝氣筒體(1)的下端開口處，污水管(6)上還連接有均由控制器控制的流量傳感器(7)及流量控制閥(8)。本發(fā)明節(jié)能環(huán)保、曝氣污水處理效果好、且能將污泥中富營養(yǎng)物質(zhì)凈化。
【IPC分類】C02F7-00
【公開號(hào)】CN104671457
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510030583
【發(fā)明人】張智煥
【申請(qǐng)人】浙江大學(xué)寧波理工學(xué)院
【公開日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2015年1月21日