一種帶自控的曝氣生物濾池處理系統的制作方法
【專利摘要】本發明屬于水處理技術領域，具體說，涉及一種帶自控的曝氣生物濾池處理系統，包括曝氣生物濾池處理裝置和自動控制裝置；所述自動控制裝置與所述曝氣生物濾池處理裝置連接，用于對所述曝氣生物濾池處理裝置的進水流量及曝氣進行自動控制。所述的自動控制裝置采用可編程邏輯控制器聯合pH、溶解氧、氧化還原電位在線檢測儀，可實現對工藝系統處理狀況的實時監控，節省了人力、降低了能耗。所述的曝氣生物濾池處理裝置采用鈦板曝氣，提高了曝氣均勻度和充氧效率；同時采用多介質復合填料，提高了有機物和含氮污染物的去除效率。
【專利說明】
一種帶自控的曝氣生物濾池處理系統
技術領域
[0001]本發明屬于水處理技術領域，具體說，涉及一種帶自控的曝氣生物濾池處理系統。
【背景技術】
[0002]曝氣生物濾池簡稱BAF，BAF最初應用于污水深度處理，是集生物氧化和截留懸浮固體于一體，省去了二沉池。該工藝具有良好的顆粒過濾性能和生物富集性能，具有容積負荷高、水力負荷大、水力停留時間短的優點，對SS、COD、BOD、氮、磷等有害污染物具有強的去除作用。由于BAF具有良好的處理性能，且隨著其核心組成填料的更新發展，以及工藝參數的優化改進，使BAF的應用范圍擴展至微污染源水處理、難降解有機物處理、低溫污水硝化等領域。
[0003]現有的曝氣生物濾池仍存在自動化程度不高，并且曝氣不均勻，同時因填料掛膜或工藝條件等因素影響水處理效率，上述問題均限制了 BAF的推廣普及，因此需要一種帶有自控功能的曝氣生物濾池處理系統。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種帶自控的曝氣生物濾池處理系統，以解決上述問題。
[0005]本發明的實施例提供了一種帶自控的曝氣生物濾池處理系統，包括曝氣生物濾池處理裝置和自動控制裝置；自動控制裝置與曝氣生物濾池處理裝置連接，用于對曝氣生物濾池處理裝置的進水流量及曝氣進行自動控制。
[0006]進一步，曝氣生物濾池處理裝置包括進水箱、出水箱、進水栗、曝氣栗，以及四個依次排列的反應柱，進水栗與四個反應柱分別相連，用于將進水箱的水輸送至四個反應柱內，曝氣栗與四個反應柱分別相連，用于為反應柱提供氧氣;反應柱包括圓柱形反應室，反應室內從上往下依次為填料層和承托層，反應室底部的進水口連接反應室和進水箱，位于反應柱上部的出水口連接出水箱及反應室;反應室下方設有與反應室同直徑的氣室，氣室與反應室間有鈦板曝氣盤相隔，氣室的中部設有進氣口，進氣口連接氣室和曝氣栗，氣室的底部裝有排空閥。
[0007]進一步，反應柱包括第一反應柱、第二反應柱、第三反應柱及第四反應柱，第一反應柱內的填料層由天然沸石和改性沸石分兩層1:1配比裝填，裝填順序自上而下為天然沸石、改性沸石;第二反應柱全部由天然沸石裝填;第三反應柱由天然沸石和陶粒分兩層I: I配比裝填，裝填順序自上而下為沸石、陶粒;第四反應柱全部由陶粒裝填。
[0008]進一步，承托層由鵝卵石裝填。
[0009]進一步，曝氣栗通過氣體流量計與氣室的進氣口連接。
[0010]進一步，反應室設有采樣口。
[0011]進一步，自動控制裝置，包括可編程邏輯控制器(Programmable LogicController，簡稱PLC)自控箱、pH在線檢測儀、溶解氧(Dissolved 0xygen，D0)在線檢測儀、氧化還原電位(Oxidat1n-Reduct1n potential，0RP)在線檢測儀、液位浮球閥控制器及進水電磁閥；可編程邏輯控制器自控箱與液位浮球閥控制器及進水電磁閥連接，用于自動控制和記錄系統運行狀況;液位浮球閥控制器用于控制進水箱的水位，當液位低于安全設定值時，自動關停所述進水栗;進水電磁閥與進水栗及浮球閥控制器連接，用于控制進水管路的閉合;PH在線檢測儀、溶解氧在線檢測儀、氧化還原電位在線檢測儀分別用于實時在線檢測pH、溶解氧及氧化還原電位。
[0012]進一步，自動控制裝置，還包括自動控制裝置組態，自動控制裝置組態包括曝氣生物濾池工藝總圖、實時曲線、歷史曲線、歷史數據報表、實時數據報表五個功能模塊，該模塊用于實現遠程監控及數據分析功能。
[0013]進一步，自動控制裝置，還包括自動控制裝置控制面板，自動控制裝置控制面板包括PH控制器、溶解氧控制器、氧化還原電位控制器、電源指示燈、曝氣栗啟停控制開關。
[0014]與現有技術相比本發明的有益效果是:將自動控制裝置與曝氣生物濾池處理裝置相連，實現了對該處理裝置的進水流量與曝氣的控制。所述的自動控制裝置采用可編程邏輯控制器聯合pH、溶解氧、氧化還原電位在線檢測儀，可實現對工藝系統處理狀況的實時監控，節省了人力、降低了能耗。所述的曝氣生物濾池處理裝置采用鈦板曝氣，提高了曝氣均勻度和充氧效率;同時采用多介質復合填料，提高了有機物和含氮污染物的去除效率。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明一種帶自控的曝氣生物濾池處理系統曝氣生物濾池處理裝置的結構示意圖；
[0016]圖2是本發明一種帶自控的曝氣生物濾池處理系統反應柱的結構示意圖；
[0017]圖3是本發明一種帶自控的曝氣生物濾池處理系統自動控制裝置控制面板的示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖所示的各實施方式對本發明進行詳細說明，但應當說明的是，這些實施方式并非對本發明的限制，本領域普通技術人員根據這些實施方式所作的功能、方法、或者結構上的等效變換或替代，均屬于本發明的保護范圍之內。
[0019]參圖1及2所示，圖1是本發明一種帶自控的曝氣生物濾池處理系統曝氣生物濾池處理裝置的結構示意圖；圖2是本發明一種帶自控的曝氣生物濾池處理系統反應柱的結構示意圖。
[0020]本實施例提供了一種帶自控的曝氣生物濾池處理系統，包括曝氣生物濾池處理裝置和自動控制裝置；自動控制裝置與曝氣生物濾池處理裝置連接，用于對曝氣生物濾池處理裝置的進水流量及曝氣進行自動控制。
[0021]在本實施例中，曝氣生物濾池處理裝置包括進水箱1、出水箱3、進水栗5(蠕動栗)、曝氣栗7，以及四個依次排列的反應柱201、202、203、204，進水栗5與四個反應柱分別相連，用于將進水箱I的水輸送至四個反應柱內，曝氣栗7與四個反應柱分別相連，用于為反應柱提供氧氣;反應柱包括直徑為120mm、高550mm的圓柱形反應室，反應室內從上往下依次裝有填料層9和承托層10，距反應室底部17.5mm處的進水口 13連接反應室和進水箱I，位于反應柱上部70mm處的出水口 14連接出水箱3及反應室。反應室下方設有高50mm并與反應室同直徑的氣室11，氣室11與反應室間有鈦板曝氣盤12相隔，氣室11的中部設有進氣口 15，進氣口15連接氣室11和曝氣栗7，氣室11的底部裝有排空閥17，方便排空氣室11內積水。曝氣栗7通過氣體流量計8與氣室11的進氣口 15連接。反應室還設有采樣口 16。為了提高BAF系統的曝氣均勻度和溶解氧濃度，本實施例通過在氣室與反應柱間安裝鈦板(鈦板曝氣盤12)，用鈦板進行曝氣。鈦板屬于微孔(孔徑0.45-100μπι)曝氣裝置，且氣泡均勻，同時還具有耐腐蝕、重量輕、強度高、不堵塞的優點，大大提高了曝氣的均勻度和充氧效率。
[0022]在本實施例中，反應柱包括第一反應柱201(1#)、第二反應柱202(2#)、第三反應柱203(3#)及第四反應柱204(4#)，第一反應柱201內的填料層由天然沸石和改性沸石分兩層1:1配比裝填，裝填順序自上而下為天然沸石、改性沸石;第二反應柱202全部由天然沸石裝填;第三反應柱203由天然沸石和陶粒分兩層1:1配比裝填，裝填順序自上而下為沸石、陶粒;第四反應柱204全部由陶粒裝填。為了提高BAF系統的水處理效率，本實施例通過填料的篩選、優化配比，構建了多介質復合填料BAF系統，顯著提高了BAF系統的有機物和含氮污染物的去除效率。
[0023]在本實施例中，承托層10由鵝卵石裝填，介于主體填料(填料層9)與曝氣盤(鈦板曝氣盤12)中間。
[0024]在本實施例中，自動控制系統硬件包括可編程邏輯控制器自控箱4，液位浮球閥控制器，進水電磁閥6，ρΗ在線檢測儀，溶解氧在線檢測儀，氧化還原電位在線檢測儀。PLC是實現控制和記錄的主體單元，其由電源、中央處理單元、存儲器、輸入輸出接口電路、功能模塊和通信模塊組成。可編程邏輯控制器自控箱4可自動控制和記錄系統運行狀況。液位浮球閥控制器及進水電磁閥6與可編程邏輯控制器自控箱4連接，液位浮球閥控制器用于控制進水箱I的水位，當液位低于安全設定值時，自動關停進水栗5，防止進水栗5空轉;進水電磁閥6與進水栗5及浮球閥控制器連接，進水電磁閥6的啟停除與進水栗5聯動外，還與液位浮球閥控制器聯動，用于控制進水管路的閉合。PH在線檢測儀實時檢測反應柱出水的pH值;DO在線檢測儀用于檢測反應柱內的溶解氧濃度;ORP在線檢測儀用于檢測反應柱出水的氧化還原電位值。
[0025]在本實施例中，自動控制裝置還包括自動控制裝置組態，自動控制裝置組態主要包括曝氣生物濾池工藝總圖、實時曲線、歷史曲線、歷史數據報表、實時數據報表五個功能模塊，實現了遠程監控、數據分析等功能。其中，工藝總圖是對整套BAF處理系統的管理和監控，可控制進水栗5、進水電磁閥6、曝氣栗7的啟停，同時可控制進水栗5的轉速和流量;實時曲線是以曲線方式顯示各反應柱實時測量數據(包括pH、D0、0RP);歷史曲線通過歷史時間查詢過去某一時刻或某一時間段的歷史數據;歷史數據報表以報表的形式顯示歷史數據，并且可以設置查詢時間范圍和間隔，歷史數據可導出為EXCEL格式文件;實時數據報表以報表的形式顯示實時數據。
[0026]在本實施例中，自動控制裝置還包括自動控制裝置控制面板，參圖3所示的自動控制裝置控制面板(手動操作面板)的示意圖，主要包括PH控制器18、D0(溶解氧)控制器19、ORP(氧化還原電位)控制器20、電源指示燈21、曝氣栗啟停控制開關22四個部分。其中pH控制器18、D0控制器19、0RP控制器20分別顯示實時pH、D0、0RP數據；電源指示燈21的明暗用于顯示系統的供電狀況;曝氣栗啟停控制開關22共4個，可以分別控制相對應的4個曝氣栗7的啟動與關閉。
[0027]本發明通過提供了一種帶自控的曝氣生物濾池處理系統，具有如下有益效果:
[0028]I)通過構建了 PLC智能控制聯合pH、DO、ORP在線檢測儀的自動控制系統，提高了BAF處理系統的自動化程度；
[0029]2)通過采用鈦板微孔曝氣盤代替傳統曝氣砂頭，大大提高了曝氣的均勻度和充氧效率；
[0030]3)通過建立4組不同材質、不同配比、不同組合填料的反應柱，顯著提高了裝置的有機物和含氮污染物的去除效率。
[0031]上文所列出的一系列的詳細說明僅僅是針對本發明的可行性實施方式的具體說明，它們并非用以限制本發明的保護范圍，凡未脫離本發明技藝精神所作的等效實施方式或變更均應包含在本發明的保護范圍之內。
[0032]對于本領域技術人員而言，顯然本發明不限于上述示范性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發明內。
【主權項】
1.一種帶自控的曝氣生物濾池處理系統，其特征在于，包括曝氣生物濾池處理裝置和自動控制裝置;所述自動控制裝置與所述曝氣生物濾池處理裝置連接，用于對所述曝氣生物濾池處理裝置的進水流量及曝氣進行自動控制。2.根據權利要求1所述的一種帶自控的曝氣生物濾池處理系統，其特征在于，所述曝氣生物濾池處理裝置包括進水箱、出水箱、進水栗、曝氣栗，以及四個依次排列的反應柱，所述進水栗與四個所述反應柱分別相連，用于將所述進水箱的水輸送至四個所述反應柱內，所述曝氣栗與四個反應柱分別相連，用于為所述反應柱提供氧氣； 所述反應柱包括圓柱形反應室，所述反應室內從上往下依次為填料層和承托層，所述反應室底部的進水口連接所述反應室和所述進水箱，位于所述反應柱上部的出水口連接所述出水箱及所述反應室;所述反應室下方設有與所述反應室同直徑的氣室，所述氣室與反應室間有鈦板曝氣盤相隔，所述氣室的中部設有進氣口，所述進氣口連接所述氣室和所述曝氣栗，所述氣室的底部裝有排空閥。3.根據權利要求2所述的一種帶自控的曝氣生物濾池處理系統，其特征在于，所述反應柱包括第一反應柱、第二反應柱、第三反應柱及第四反應柱，所述第一反應柱內的填料層由天然沸石和改性沸石分兩層1:1配比裝填，裝填順序自上而下為天然沸石、改性沸石;所述第二反應柱全部由天然沸石裝填;所述第三反應柱由天然沸石和陶粒分兩層1:1配比裝填，裝填順序自上而下為沸石、陶粒;所述第四反應柱全部由陶粒裝填。4.根據權利要求2或3所述的一種帶自控的曝氣生物濾池處理系統，其特征在于，所述承托層由鵝卵石裝填。5.根據權利要求2所述的一種帶自控的曝氣生物濾池處理系統，其特征在于，所述曝氣栗通過氣體流量計與所述氣室的所述進氣口連接。6.根據權利要求2所述的一種帶自控的曝氣生物濾池處理系統，其特征在于，所述反應室設有采樣口。7.根據權利要求2-6任一項所述的一種帶自控的曝氣生物濾池處理系統，其特征在于，所述自動控制裝置，包括可編程邏輯控制器自控箱、PH在線檢測儀、溶解氧在線檢測儀、氧化還原電位在線檢測儀、液位浮球閥控制器及進水電磁閥；所述可編程邏輯控制器自控箱與所述液位浮球閥控制器及進水電磁閥連接，用于自動控制和記錄系統運行狀況;所述液位浮球閥控制器用于控制所述進水箱的水位，當液位低于安全設定值時，自動關停所述進水栗;所述進水電磁閥與所述進水栗及浮球閥控制器連接，用于控制進水管路的閉合;所述PH在線檢測儀、溶解氧在線檢測儀、氧化還原電位在線檢測儀分別用于實時在線檢測pH、溶解氧及氧化還原電位。8.根據權利要求7所述的一種帶自控的曝氣生物濾池處理系統，其特征在于，所述自動控制裝置，還包括自動控制裝置組態，所述的自動控制裝置組態包括曝氣生物濾池工藝總圖、實時曲線、歷史曲線、歷史數據報表、實時數據報表五個功能模塊，所述五個模塊用于實現遠程監控及數據分析功能。9.根據權利要求7所述的一種帶自控的曝氣生物濾池處理系統，其特征在于，所述自動控制裝置，還包括自動控制裝置控制面板，所述自動控制裝置控制面板包括PH控制器、溶解氧控制器、氧化還原電位控制器、電源指示燈、曝氣栗啟停控制開關。
【文檔編號】C02F3/02GK105858870SQ201610404143
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月8日
【發明人】趙翠, 楊繼富, 李斌, 胡孟, 葉茂
【申請人】中國水利水電科學研究院