多點(diǎn)可變曝氣量智能一體化成套設(shè)備的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供了一種多點(diǎn)可變曝氣量智能一體化成套設(shè)備，包括PLC控制系統(tǒng)、曝氣總管和多個(gè)并排的曝氣支管，所述曝氣總管上設(shè)有曝氣總管在線(xiàn)壓力變送器、電動(dòng)排氣閥，曝氣支管上設(shè)置有用氣點(diǎn)支管電動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥、用氣點(diǎn)支管氣體流量計(jì)10，所述曝氣支管兩端與曝氣總管、用氣點(diǎn)輸出管線(xiàn)相連，曝氣單元內(nèi)設(shè)置有在線(xiàn)溶氧儀，所述在線(xiàn)溶氧儀、用氣點(diǎn)支管氣體流量計(jì)、曝氣總管在線(xiàn)壓力變送器均通過(guò)信號(hào)線(xiàn)與PLC控制系統(tǒng)相連，所述羅茨鼓風(fēng)機(jī)通過(guò)變頻器與PLC控制系統(tǒng)相連；所述PLC控制系統(tǒng)根據(jù)曝氣單元中的DO值以及內(nèi)置的曝氣分配策略調(diào)整用氣點(diǎn)支管電動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥的開(kāi)度，以控制各曝氣支點(diǎn)的曝氣量；并根據(jù)曝氣總管中的氣體壓力實(shí)時(shí)調(diào)整羅茨鼓風(fēng)機(jī)的頻率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
多點(diǎn)可變曝氣量智能一體化成套設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種水處理設(shè)備，尤其是一種多點(diǎn)可變曝氣量智能一體化成套設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]目前國(guó)內(nèi)市政污水處理廠(chǎng)應(yīng)用的主流工藝為厭氧-缺氧-好氧(A2/0)工藝、氧化溝(OD)工藝、序批式反應(yīng)器工藝(SBR)或各自的改良工藝，這些工藝都會(huì)涉及到鼓風(fēng)曝氣，并且曝氣能耗占據(jù)整個(gè)污水處理廠(chǎng)運(yùn)行費(fèi)用的50%左右，污水廠(chǎng)的降本增效很大程度上取決于曝氣能否優(yōu)化、合理。常規(guī)的污水處理廠(chǎng)在設(shè)計(jì)鼓風(fēng)曝氣量時(shí)，一般會(huì)根據(jù)進(jìn)水最大的B0D5、氨氮值以及滿(mǎn)足排放標(biāo)準(zhǔn)的B0D5、氨氮值來(lái)進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)再考慮一個(gè)變化系數(shù)得到運(yùn)行時(shí)的充氧曝氣量，根據(jù)這個(gè)參數(shù)選擇工頻或變頻鼓風(fēng)機(jī);但在運(yùn)行時(shí)往往水質(zhì)和水量是波動(dòng)的，且設(shè)計(jì)的水量和水質(zhì)數(shù)值都會(huì)高于實(shí)際的來(lái)水，在污水處理廠(chǎng)投運(yùn)前兩年的時(shí)間內(nèi)上述兩類(lèi)現(xiàn)狀尤為突出。因此，在運(yùn)行時(shí)如果選用工頻鼓風(fēng)機(jī)，會(huì)造成曝氣量過(guò)多，曝氣能耗浪費(fèi)，還會(huì)造成微生物解體，不利于活性污泥的生長(zhǎng)與污染物的去除；如果選用變頻鼓風(fēng)機(jī)，則需要大量的人工時(shí)刻監(jiān)測(cè)或關(guān)注進(jìn)水水質(zhì)、好氧池的DO數(shù)值，再通過(guò)中控室反復(fù)調(diào)整風(fēng)機(jī)的頻率，直至好氧池DO在合理范圍內(nèi)，這樣的調(diào)節(jié)既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的是為了解決上述曝氣能耗浪費(fèi)、費(fèi)時(shí)又費(fèi)力問(wèn)題，提出一種多點(diǎn)可變曝氣量智能一體化成套設(shè)備。根據(jù)水源水質(zhì)的不同，采用前饋+模型+反饋的控制方式，將污水生物處理系統(tǒng)中多點(diǎn)受控曝氣單元的曝氣量進(jìn)行自動(dòng)分配調(diào)節(jié)，使得各個(gè)好氧池的曝氣量既滿(mǎn)足有機(jī)物和氨氮的去除，還能強(qiáng)化活性污泥法中的同步硝化反硝化和反硝化除磷效果，提供總氮的去除率，另一方面可以達(dá)到節(jié)約曝氣能耗的目的，同時(shí)還能省去大量的人工計(jì)算和人工操作。本實(shí)用新型屬于水工金屬結(jié)構(gòu)產(chǎn)品領(lǐng)域，適用于各類(lèi)城鎮(zhèn)或工業(yè)活性污泥法污水處理行業(yè)。
[0004]本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的的。
[0005]多點(diǎn)可變曝氣量智能一體化成套設(shè)備，其特征在于，包括PLC控制系統(tǒng)、曝氣總管和多個(gè)并排的曝氣支管，所述曝氣總管上依次設(shè)置有羅茨鼓風(fēng)機(jī)、風(fēng)機(jī)出風(fēng)口壓力表、止回閥、手動(dòng)蝶閥、曝氣總管在線(xiàn)壓力變送器;所述曝氣總管上還設(shè)有電動(dòng)排氣閥，曝氣支管上依次設(shè)置有用氣點(diǎn)支管手動(dòng)蝶閥、用氣點(diǎn)支管電動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥，所述曝氣支管兩端分別與曝氣總管、用氣點(diǎn)輸出管線(xiàn)相連，用氣點(diǎn)輸出管線(xiàn)延伸至曝氣單元內(nèi)，曝氣單元內(nèi)設(shè)置有在線(xiàn)溶氧儀，所述在線(xiàn)溶氧儀、用氣點(diǎn)支管氣體流量計(jì)、曝氣總管在線(xiàn)壓力變送器均通過(guò)信號(hào)線(xiàn)與PLC控制系統(tǒng)相連，所述羅茨鼓風(fēng)機(jī)通過(guò)變頻器與PLC控制系統(tǒng)相連。
[0006]優(yōu)選地，羅茨鼓風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口與曝氣總管之間通過(guò)橡膠軟接頭相連。
[0007]優(yōu)選地，所述曝氣支管上位于用氣點(diǎn)支管電動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥的下游還設(shè)置有用氣點(diǎn)支管手動(dòng)蝶閥。
[0008]優(yōu)選地，所述曝氣支管上位于用氣點(diǎn)支管電動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥的下游還設(shè)置有用氣點(diǎn)支管氣體流量計(jì)，所述用氣點(diǎn)支管氣體流量計(jì)通過(guò)信號(hào)線(xiàn)與PLC控制系統(tǒng)相連，所述用氣點(diǎn)支管氣體流量計(jì)用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)曝氣支管中的氣體流量，所述PLC控制系統(tǒng)根據(jù)曝氣支管中的氣體流量以及設(shè)定的曝氣量對(duì)用氣點(diǎn)支管電動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥的開(kāi)度進(jìn)行調(diào)整。
[0009]本實(shí)用新型所述的智能曝氣成套設(shè)備，根據(jù)水源水質(zhì)的不同，采用前饋+模型+反饋的控制方式，將污水生物處理系統(tǒng)中多點(diǎn)受控曝氣單元的曝氣量進(jìn)行自動(dòng)分配調(diào)節(jié)，實(shí)際的曝氣量由現(xiàn)場(chǎng)每個(gè)好氧池中溶解氧(DO)、污泥濃度(MLSS)、有機(jī)物(COD)、氨氮等信號(hào)進(jìn)行邏輯計(jì)算，總曝氣量則根據(jù)曝氣總管上的壓力進(jìn)行調(diào)節(jié);通過(guò)設(shè)定的DO值，使得各個(gè)好氧池的曝氣量既滿(mǎn)足有機(jī)物和氨氮的去除，還能強(qiáng)化活性污泥法中的同步硝化反硝化和反硝化除磷效果，提供總氮的去除率，另一方面可以達(dá)到節(jié)約曝氣能耗的目的，同時(shí)還能省去大量的人工計(jì)算和人工操作。本實(shí)用新型屬于水工金屬結(jié)構(gòu)產(chǎn)品領(lǐng)域，適用于各類(lèi)城鎮(zhèn)或工業(yè)活性污泥法污水處理行業(yè)。
[0010]本實(shí)用新型所述的多點(diǎn)可變曝氣量智能一體化成套設(shè)備運(yùn)行時(shí)，羅茨鼓風(fēng)機(jī)將空氣通過(guò)用氣輸出管線(xiàn)送至各個(gè)用氣點(diǎn)，每一用氣點(diǎn)的輸送比例將根據(jù)原水的水質(zhì)、PLC控制系統(tǒng)設(shè)定的好氧池DO數(shù)值范圍(0.8-1.5mg/L)，通過(guò)在線(xiàn)溶解氧監(jiān)測(cè)儀表、曝氣總管在線(xiàn)壓力變送器以及PLC控制系統(tǒng)，來(lái)調(diào)節(jié)出氣管路上電動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥的閥板開(kāi)啟度大小以及羅茨鼓風(fēng)機(jī)的頻率，以此獲得每一用氣點(diǎn)的合理曝氣量。
[0011]該設(shè)備用于市政污水脫氮除磷處理系統(tǒng)，為了提高進(jìn)水碳源利用率和脫氮除磷的效果，好氧池一般會(huì)被分配為三段，每一段好氧池前對(duì)應(yīng)一段缺氧池，形成缺氧/好氧交替運(yùn)行模式。在污水處理系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，各好氧池的在線(xiàn)DO檢測(cè)儀和曝氣總管在線(xiàn)壓力變送器7測(cè)定的數(shù)據(jù)，以4-20mA信號(hào)傳輸?shù)絇LC智能控制系統(tǒng)，與PLC中設(shè)定的DO、壓力數(shù)值進(jìn)行比較判斷;邏輯判斷完后通過(guò)PLC控制柜給出信號(hào)，控制分配管電動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥中各個(gè)閥門(mén)閥板的開(kāi)啟度大小以及羅茨鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行頻率，如此往復(fù)循環(huán)自動(dòng)調(diào)節(jié)，最終達(dá)到控制各好氧池DO值在0.8-1.5mg/L之間。
[0012]該設(shè)備可以根據(jù)曝氣量的大小，設(shè)計(jì)并定制輸送的水栗、管道管件尺寸、手動(dòng)閥門(mén)的大小、電動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥大小以及整體設(shè)備底座和箱體尺寸。該系列設(shè)備一般適用于污水處理量為100-20000m3/d的系統(tǒng)。
[0013]本實(shí)用新型專(zhuān)利是基于前期對(duì)分段進(jìn)水工藝性能的研究，研究了不同水質(zhì)條件下的最佳溶解氧、非穩(wěn)態(tài)進(jìn)水條件下的溶解氧控制策略，最終得到分段進(jìn)水工藝運(yùn)行時(shí)的溶解氧參數(shù)。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型所述多點(diǎn)可變曝氣量智能一體化成套設(shè)備流程圖。
[0015]圖中:
[0016]1-羅茨鼓風(fēng)機(jī);2-風(fēng)機(jī)出風(fēng)口橡膠軟接頭;3-風(fēng)機(jī)出風(fēng)口壓力表;4-電動(dòng)排氣閥；5-止回閥；6-手動(dòng)蝶閥；7-曝氣總管在線(xiàn)壓力變送器;8-用氣點(diǎn)支管手動(dòng)蝶閥；9-用氣點(diǎn)支管電動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥；10-用氣點(diǎn)支管氣體流量計(jì)；11-用氣點(diǎn)支管手動(dòng)蝶閥；12-用氣點(diǎn)輸出管線(xiàn)；13-好氧池在線(xiàn)溶氧儀;14-曝氣單元;15-PLC控制系統(tǒng)；16-底座及箱體外罩。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不限于此。
[0018]如圖1所示，本實(shí)用新型所述的多點(diǎn)可變曝氣量智能一體化成套設(shè)備，包括PLC控制系統(tǒng)15、曝氣總管和多個(gè)并排的曝氣支管。所述曝氣總管上依次設(shè)置有羅茨鼓風(fēng)機(jī)1、風(fēng)機(jī)出風(fēng)口壓力表3、止回閥5、手動(dòng)蝶閥6、曝氣總管在線(xiàn)壓力變送器7;所述曝氣總管上還設(shè)有電動(dòng)排氣閥4。羅茨鼓風(fēng)機(jī)I的出風(fēng)口與曝氣總管之間通過(guò)橡膠軟接頭2相連。曝氣支管上依次設(shè)置有用氣點(diǎn)支管手動(dòng)蝶閥8、用氣點(diǎn)支管電動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥9、用氣點(diǎn)支管氣體流量計(jì)10，所述曝氣支管兩端分別與曝氣總管、用氣點(diǎn)輸出管線(xiàn)12相連。所述曝氣支管上位于用氣點(diǎn)支管電動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥9的下游還設(shè)置有用氣點(diǎn)支管手動(dòng)蝶閥11、用氣點(diǎn)支管氣體流量計(jì)10。用氣點(diǎn)輸出管線(xiàn)12延伸至曝氣單元內(nèi)，曝氣單元14內(nèi)設(shè)置有在線(xiàn)溶氧儀13。所述在線(xiàn)溶氧儀13、用氣點(diǎn)支管氣體流量計(jì)10、曝氣總管在線(xiàn)壓力變送器7均通過(guò)信號(hào)線(xiàn)與PLC控制系統(tǒng)15相連，所述羅茨鼓風(fēng)機(jī)I通過(guò)變頻器與PLC控制系統(tǒng)15相連;所述在線(xiàn)溶氧儀13用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)曝氣單元中的DO值、并將數(shù)據(jù)傳輸至PLC控制系統(tǒng)15;曝氣總管在線(xiàn)壓力變送器7實(shí)時(shí)檢測(cè)曝氣總管中的氣體壓力，并將氣體壓力數(shù)據(jù)傳送至PLC控制系統(tǒng)15，所述PLC控制系統(tǒng)15根據(jù)曝氣單元中的DO值以及內(nèi)置的曝氣分配策略調(diào)整用氣點(diǎn)支管電動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥9的開(kāi)度，以控制各曝氣支點(diǎn)的曝氣量;并根據(jù)曝氣總管中的氣體壓力實(shí)時(shí)調(diào)整羅茨鼓風(fēng)機(jī)I的頻率。所述用氣點(diǎn)支管氣體流量計(jì)10通過(guò)信號(hào)線(xiàn)與PLC控制系統(tǒng)15相連，所述用氣點(diǎn)支管氣體流量計(jì)10用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)曝氣支管中的氣體流量，所述PLC控制系統(tǒng)15根據(jù)曝氣支管中的氣體流量以及設(shè)定的曝氣量對(duì)用氣點(diǎn)支管電動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥9的開(kāi)度進(jìn)行調(diào)整。
[0019]PLC控制系統(tǒng)15中設(shè)定的DO值的數(shù)值范圍為0.8-1.5mg/L、壓力數(shù)值為0.5-
0.6Mpa ο所述PLC控制系統(tǒng)15根據(jù)曝氣單元中的DO值以及內(nèi)置的曝氣分配策略調(diào)整用氣點(diǎn)支管電動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥9的開(kāi)度，以控制各曝氣支點(diǎn)的曝氣量;并根據(jù)曝氣總管中的氣體壓力實(shí)時(shí)調(diào)整羅茨鼓風(fēng)機(jī)I的頻率。
[0020]PLC控制系統(tǒng)15中內(nèi)置的曝氣分配策略為:
[0021]I)若曝氣單元中的D(X0.8mg/L
[0022]①首先加大電動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥9閥板開(kāi)啟角度，每次調(diào)節(jié)的角度為I，，直到曝氣單元中的DO大于0.8mg/L即停止；
[0023]②若電動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥9的閥板開(kāi)啟到90°，但曝氣單元中的DO亦然小于等于0.8mg/L，則判斷曝氣總管在線(xiàn)壓力變送器7的壓力數(shù)值是否小于0.6MPa;
[0024]③若壓力小于0.6MPa，則增加羅茨鼓風(fēng)機(jī)I的頻率，每次調(diào)節(jié)的頻率為0.5Hz，直到
0.811^凡〈曝氣單元中的00<1.5mg/L0
[0025]2)若0.811^凡〈曝氣單元中的00<1.5mg/L
[0026]保持羅茨鼓風(fēng)機(jī)I的頻率和電動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥9的閥板開(kāi)啟度不變；
[0027]3)若曝氣單元中的D0>1.5mg/L
[0028]①首先判斷曝氣總管在線(xiàn)壓力變送器7的壓力數(shù)值，若大于0.6MPa，則通過(guò)PLC控制系統(tǒng)15降低羅茨鼓風(fēng)機(jī)I的頻率，每次調(diào)節(jié)的頻率為0.5Hz，直至壓力小于0.6Mpa;
[0029]②若曝氣單元中的DO值仍大于1.5mg/L，則通過(guò)PLC控制系統(tǒng)15減小電動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥9的閥板開(kāi)啟度，直到曝氣單元中的DO值在0.8-1.5mg/L之間；在調(diào)整電動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥9的閥板開(kāi)啟度過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)由閥板開(kāi)啟度減小而造成曝氣總管壓力超過(guò)0.6MPa的情況發(fā)生，還需同時(shí)通過(guò)PLC控制系統(tǒng)15降低羅茨鼓風(fēng)機(jī)I的頻率。
[0030]所述實(shí)施例為本實(shí)用新型的優(yōu)選的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式，在不背離本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠做出的任何顯而易見(jiàn)的改進(jìn)、替換或變型均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.多點(diǎn)可變曝氣量智能一體化成套設(shè)備，其特征在于，包括PLC控制系統(tǒng)(15)、曝氣總管和多個(gè)并排的曝氣支管，所述曝氣總管上依次設(shè)置有羅茨鼓風(fēng)機(jī)(I)、風(fēng)機(jī)出風(fēng)口壓力表(3)、止回閥(5)、手動(dòng)蝶閥(6)、曝氣總管在線(xiàn)壓力變送器(7);所述曝氣總管上還設(shè)有電動(dòng)排氣閥(4)，曝氣支管上依次設(shè)置有用氣點(diǎn)支管手動(dòng)蝶閥(8)、用氣點(diǎn)支管電動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥(9)、用氣點(diǎn)支管氣體流量計(jì)10，所述曝氣支管兩端分別與曝氣總管、用氣點(diǎn)輸出管線(xiàn)(12)相連，用氣點(diǎn)輸出管線(xiàn)(12)延伸至曝氣單元(14)內(nèi)，曝氣單元(14)內(nèi)設(shè)置有在線(xiàn)溶氧儀(13)，所述在線(xiàn)溶氧儀(13)、曝氣總管在線(xiàn)壓力變送器(7)均通過(guò)信號(hào)線(xiàn)與PLC控制系統(tǒng)(15)相連，所述羅茨鼓風(fēng)機(jī)(I)通過(guò)變頻器與PLC控制系統(tǒng)(15)相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多點(diǎn)可變曝氣量智能一體化成套設(shè)備，其特征在于，羅茨鼓風(fēng)機(jī)(I)的出風(fēng)口與曝氣總管之間通過(guò)橡膠軟接頭(2)相連。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多點(diǎn)可變曝氣量智能一體化成套設(shè)備，其特征在于，所述曝氣支管上位于用氣點(diǎn)支管電動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥(9)的下游還設(shè)置有用氣點(diǎn)支管手動(dòng)蝶閥(11)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多點(diǎn)可變曝氣量智能一體化成套設(shè)備，其特征在于，所述曝氣支管上位于用氣點(diǎn)支管電動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥(9)的下游還設(shè)置有用氣點(diǎn)支管氣體流量計(jì)(10)，所述用氣點(diǎn)支管氣體流量計(jì)(10)通過(guò)信號(hào)線(xiàn)與PLC控制系統(tǒng)(15)相連，所述用氣點(diǎn)支管氣體流量計(jì)(10)用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)曝氣支管中的氣體流量，所述PLC控制系統(tǒng)(15)根據(jù)曝氣支管中的氣體流量以及設(shè)定的曝氣量對(duì)用氣點(diǎn)支管電動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥(9)的開(kāi)度進(jìn)行調(diào)整。
【文檔編號(hào)】C02F3/30GK205603304SQ201620297305
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年4月8日
【發(fā)明人】曹貴華, 王旗軍, 王明根, 彭友貴, 陳海峰
【申請(qǐng)人】江蘇天雨環(huán)保集團(tuán)有限公司