CN110950498B - 一种变频直流旁位水处理一体化设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及污水治理技术领域，尤其涉及一种变频直流旁位水处理一体化设备，包括沿水流方向依次设置的调节池、初沉池、缺氧池、好氧池和二沉池；污水通过溢流管路自调节池进入初沉池底部，并自下向上经过过滤板结构后溢流依次进入缺氧池和好氧池，缺氧池和好氧池中部设置有微生物填料床，底部设置有曝气装置，自好氧池溢流而出的污水进入二沉池底部，同样自下向上经过过滤板结构后溢流流出；还包括检测装置和控制系统，检测装置用于对进入调节池内的水质和流量进行检测，控制系统用于根据检测结果对各设备运行功率进行调整。通过本发明中的变频直流旁位水处理一体化设备，可实现更为精细的控制和更广泛的应用。

Description

一种变频直流旁位水处理一体化设备

技术领域

本发明涉及污水治理技术领域，尤其涉及一种变频直流旁位水处理一体化设备。

背景技术

当前，环境问题越来越受到各国政府的重视，原因就在于环境的恶化不仅仅是感官上的问题，更重要的是它已经开始对经济的可持续发展形成了威胁，给人类的生存也敲响了警钟，其中水生态系统的恶化尤为突出。相对于日益严重的环境污染，尤其是水环境污染，应运而生的是各种水处理的技术。

然而，现有水处理设备的控制方式均较为粗狂，各设备非启即停，存在能源的浪费情况，其处理效率无法根据水处理情况具体调节，使得应用范围也受到限制。

鉴于上述情况，本发明人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种变频直流旁位水处理一体化设备，使其更具有实用性。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种变频直流旁位水处理一体化设备，从而实现更为精细的控制和更广泛的应用。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种变频直流旁位水处理一体化设备，包括沿水流方向依次设置的调节池、初沉池、缺氧池、好氧池和二沉池；

污水通过溢流管路自所述调节池进入所述初沉池底部，并自下向上经过过滤板结构后溢流依次进入所述缺氧池和好氧池，所述缺氧池和好氧池中部设置有微生物填料床，底部设置有曝气装置，自所述好氧池溢流而出的污水进入所述二沉池底部，同样自下向上经过过滤板结构后溢流流出；

还包括检测装置和控制系统，所述检测装置用于对进入所述调节池内的水质和流量进行检测，所述控制系统用于根据检测结果对各设备运行功率进行调整。

进一步地，所述缺氧池和好氧池之间设置有硝化液回流系统。

进一步地，所述初沉池中，位于入水口正下方设置有导流板，所述导流板设置有锥形表面，自所述入水口流出的污水在自锥尖向锥底流动的过程中而分散。

进一步地，所述过滤板结构的过滤面相对于水流方向倾斜设置。

进一步地，位于所述二沉池的下游还设置有物理过滤系统。

进一步地，还包括电磁脉冲发生器和电磁换能器，所述电磁脉冲发生器用于产生模拟变频直流脉冲信号，将所述模拟变频直流脉冲信号输送至所述电磁换能器上，所述电磁换能器用于根据所述模拟变频直流脉冲信号的频率变化，产生变频直流脉冲电磁场，通过所述变频直流脉冲电磁场对流经所述电磁换能器且位于所述调节池的入水金属管内的污水进行处理，其中，所述模拟变频直流脉冲信号的频率由所述控制系统根据所述检测装置的检测结果进行控制。

进一步地，所述电磁换能器包括一组或多组电线绕组线圈；所述电线绕组线圈分别缠绕于所述入水金属管上，所述电线绕组线圈用于根据所述模拟变频直流脉冲信号的频率变化，产生电磁感应获得电磁能，通过所述电磁能作用于所述入水金属管与污水之间。

进一步地，所述检测装置的水质检测部分包括电机、丝杆、导向杆、安装板和至少一测试探头；

所述电机固定设置，用于带动所述丝杆转动，从而使得所述安装板在所述导向杆的导向下沿垂直于污水表面的方向往复运动，所述安装板上设置有用于对距离水面距离进行检测的激光测距装置，通过所述激光测距装置检测的结果控制位于所述安装板上的测试探头插入污水的深度。

进一步地，所述电磁换能器包括两组电线绕组线圈，且具有相同的绕组线。

进一步地，所述模拟变频直流脉冲信号的振荡频率包括中低频频段和超声频段。

通过上述技术方案，本发明的有益效果是：

在本发明中，通过完整的变频直流旁位水处理一体化设备实现了水处理过程中的各道工序；调节池用于调节进、出水量，使得水流不受废水高峰流量或浓度变化的影响；沉淀池可实现固体悬浮物的去除，从而保证后续处理的稳定性；缺氧池少量曝气，适合好氧和兼氧微生物共同生活，其主要用于配合好氧池脱氮除磷，将大分子有机物颗粒分解成小分子有机颗粒，可以提高废水的可生化性；好氧池通过曝气维持水中溶氧量在 4mg/L左右，适宜好氧微生物生长繁殖，从而处理水中污染物质，主要用于让活性污泥进行有氧呼吸，进一步把有机物分解，去除污染物。其中，本发明中，包括作为动力源的各泵体和曝气部分的电机等均可实现功率的调节控制，其控制的依据来源于检测装置的检测，而水质的检测结果包括溶解氧、温度、PH、ORP、浊度、氨氮等，通过上述控制方式可使得设备的功率根据实际情况具体调节，一方面节省了能源，另一方面提高了水处理的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是变频直流旁位水处理一体化设备的框架图；

图2是图1中A处的局部放大图；

图3是电磁脉冲发生器和电磁换能器的安装示意图；

图4是检测装置的水质检测部分的结构示意图；

附图标记：调节池1、溢流管路11、入水金属管12、初沉池2、过滤板结构21、导流板22、缺氧池3、好氧池4、二沉池5、微生物填料床6、曝气装置7、物理过滤系统8、电磁脉冲发生器9、电磁换能器10、电机101、丝杆102、导向杆103、安装板104、测试探头105、激光测距装置106。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示，一种变频直流旁位水处理一体化设备，包括沿水流方向依次设置的调节池1、初沉池2、缺氧池3、好氧池4和二沉池5；污水通过溢流管路11自调节池1进入初沉池2底部，并自下向上经过过滤板结构21后溢流依次进入缺氧池3和好氧池4，缺氧池3和好氧池4中部设置有微生物填料床6，底部设置有曝气装置7，自好氧池4溢流而出的污水进入二沉池5底部，同样自下向上经过过滤板结构21后溢流流出；还包括检测装置和控制系统，检测装置用于对进入调节池1内的水质和流量进行检测，控制系统用于根据检测结果对各设备运行功率进行调整。

在本发明中，通过完整的变频直流旁位水处理一体化设备实现了水处理过程中的各道工序；调节池用于调节进、出水量，使得水流不受废水高峰流量或浓度变化的影响；沉淀池可实现固体悬浮物的去除，从而保证后续处理的稳定性；缺氧池少量曝气，适合好氧和兼氧微生物共同生活，其主要用于配合好氧池脱氮除磷，将大分子有机物颗粒分解成小分子有机颗粒，可以提高废水的可生化性；好氧池通过曝气维持水中溶氧量哎4mg/L左右，适宜好氧微生物生长繁殖，从而处理水中污染物质，主要用于让活性污泥进行有氧呼吸，进一步把有机物分解，去除污染物。

其中，本发明中，包括作为动力源的各泵体和曝气部分的电机等均可实现功率的调节控制，其中控制的依据来源于检测装置的检测，而水质的检测结果包括溶解氧、温度、PH、ORP、浊度、氨氮等，通过上述控制方式可使得设备的功率根据实际情况具体调节，一方面节省了能源，另一方面提高了水处理的效果。

为了提高水处理效果，缺氧池3和好氧池4之间设置有硝化液回流系统。反硝化细菌在厌氧和缺氧条件下进行繁殖硝化，硝化细菌则是在好氧条件下进行繁殖硝化，也就是说在原水中的氨氮主要通过好氧池4进行转化，转化成硝态氮，仅仅进行硝化作用并不能去除氨氮，只有在缺氧及厌氧条件下进行反硝化才能将水中的氮去除，所以好氧池4的污水通过硝化液回流系统回流至缺氧池3，为反硝化细菌补充硝态氮，从而实现氮的有效去除。其中，硝化液回流量同样受控制系统的控制。

如图3所示，初沉池2中，位于入水口正下方设置有导流板22，导流板22设置有锥形表面，当污水自管路进入初沉池2中底部后，自入水口流出的污水在自锥尖向锥底流动的过程中而分散。分散后再自下而上向上流通，而溢流到达后续处理设备，通过导流板22的设置，可使得水流的分散均匀，从而提高。其中，过滤板结构21的过滤面相对于水流方向倾斜设置，从而在有限的空间内获得更大的过滤面积，且因板体结构阻挡的固体杂质可在倾斜的导向下沿初沉池2的侧壁向下收集堆积，而通过底部设置的污泥收集泥斗及污泥提升装置而被收集，并输送至储泥舱室进行消减处理，本发明中，二沉池5内也设置有污泥收集装置，底部设置有污泥收集泥斗及污泥提升装置，将污泥输送至储泥舱室进行消减处理，污泥提升装置的功率也通过控制系统控制。

本实施例中，二沉池5内还设置有中心导流筒，其内设置有化学除磷及消毒装置。位于二沉池5的下游还设置有物理过滤系统8，其中，物理过滤系统8可选择包括高压过滤循环系统的砂滤和碳滤等在内的过滤设备，从而实现水体的悬浮物去除。

本发明中的变频直流旁位水处理一体化设备，如图3所示，还包括电磁脉冲发生器9和电磁换能器10，电磁脉冲发生器9用于产生模拟变频直流脉冲信号，将模拟变频直流脉冲信号输送至电磁换能器10上，电磁换能器10用于根据模拟变频直流脉冲信号的频率变化，产生变频直流脉冲电磁场，通过变频直流脉冲电磁场对流经电磁换能器10且位于调节池1的入水金属管12内的污水进行处理，其中，模拟变频直流脉冲信号的频率由所述控制系统根据所述检测装置的检测结果进行控制。电磁换能器10包括一组或多组电线绕组线圈；电线绕组线圈分别缠绕于入水金属管12上，电线绕组线圈用于根据模拟变频直流脉冲信号的频率变化，产生电磁感应获得电磁能，通过电磁能作用于入水金属管12与污水之间。本发明中变频直流旁位水处理一体化设备的具体工作流程如下：启动抽水泵13，从而将污水通过入水金属管12吸入调节池1内，电磁脉冲发生器9通电，产生模拟变频直流脉冲信号，将模拟变频直流脉冲信号输送至电磁换能器10上，电磁换能器10根据模拟变频直流脉冲信号的频率变化，产生变频直流脉冲电磁场，具体的，电磁换能器10包括一组或多组电线绕组线圈，电线绕组线圈分别缠绕于入水金属管12上，电线绕组线圈，用于根据模拟变频直流脉冲信号的频率变化，产生电磁感应获得电磁能，通过电磁能作用于入水金属管12与污水之间。通过变频直流脉冲电磁场对流经电磁换能器10且位于入水金属管12内的污水进行处理，有效地杀菌灭藻、阻垢除垢和防锈除锈，高效率，功能全，适用性强；与此同时，检测装置对水质进行检测，从而根据检测结果通过控制系统对模拟变频直流脉冲信号的频率进行控制，在污水流量和流速稳定的情况下，模拟变频直流脉冲信号的振荡频率的调节更加简单可控，从而可获得更好更稳定的处理效果。

因为在实际工作的过程中，液面高度会发生变化，因此检测装置的高度也需要随之变化才能获得更好的测试效果，本优选方案中，如图4所示，检测装置的水质检测部分包括电机101、丝杆102、导向杆103、安装板104和至少一测试探头105；电机101固定设置，可设置在整个变频直流旁位水处理一体化设备任何需要的位置，用于带动丝杆102转动，从而使得安装板104在导向杆103的导向下沿垂直于污水表面的方向往复运动，安装板104上设置有用于对距离水面距离进行检测的激光测距装置106，通过激光测距装置106检测的结果控制位于安装板104上的测试探头105插入污水的深度。通过电机101带动丝杆102，可控制与丝母固定的安装板104带动测试探头105上下移动，此时通过激光测距装置106对距离液面的高度进行测量，并将测量结果传输至控制系统，从而对电机101进行控制，保证测试探头105深入水面的深度一致，并将测试结果反馈至控制系统，从而对模拟变频直流脉冲信号的振荡频率进行控制，其中，测试探头105可选择溶解氧测定探头、温度测定探头、PH测定探头、ORP测定探头、浊度探头、氨氮测定探头中的一种或多种。

其中，电磁换能器10包括两组电线绕组线圈，且具有相同的绕组线，两组绕组线圈之间相互组成互感线圈。而模拟变频直流脉冲信号的振荡频率包括中低频频段和超声频段，中低频率部分可通过与管道的协振与水流产生共振效应，使流体的扰流效应加大，增加了水的紊动强度，降低液膜厚度，减少阻力，使得氧气与有机物充分接触反应，提高氧化去除能力。超声部分的频率可以在局部管道腔体产生空化与微气泡作用，管道中流体在电磁辐射超声波段作用下产生振动，当声压达到一定值时，气泡将迅速膨胀，然后突然闭合，在气泡闭合时产生冲击波，形成空化效应，空化泡破裂可释放出巨大的能量，产生局部高温高压，使得高分子有机物化学键断裂、分解，产生大量自由基。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种变频直流旁位水处理一体化设备，其特征在于，包括沿水流方向依次设置的调节池（1）、初沉池（2）、缺氧池（3）、好氧池（4）和二沉池（5）；污水通过溢流管路（11）自所述调节池（1）进入所述初沉池（2）底部，并自下向上经过过滤板结构（21）后溢流依次进入所述缺氧池（3）和好氧池（4），所述缺氧池（3）和好氧池（4）中部设置有微生物填料床（6），底部设置有曝气装置（7），自所述好氧池（4）溢流而出的污水进入所述二沉池（5）底部，同样自下向上经过过滤板结构（21）后溢流流出；

还包括检测装置和控制系统，所述检测装置用于对进入所述调节池（1）内的水质和流量进行检测，所述控制系统用于根据检测结果对各设备运行功率进行调整；

还包括电磁脉冲发生器（9）和电磁换能器（10 ），所述电磁脉冲发生器（9）用于产生模拟变频直流脉冲信号，将所述模拟变频直流脉冲信号输送至所述电磁换能器（10）上，所述电磁换能器（10）用于根据所述模拟变频直流脉冲信号的频率变化，产生变频直流脉冲电磁场，通过所述变频直流脉冲电磁场对流经所述电磁换能器（10）且位于所述调节池（1）的入水金属管（12）内的污水进行处理，其中，所述模拟变频直流脉冲信号的频率由所述控制系统根据所述检测装置的检测结果进行控制；

所述检测装置的水质检测部分包括电机（101）、丝杆（102）、导向杆（103）、安装板（104）和至少一测试探头（105）；

所述电机（101）固定设置，用于带动所述丝杆（102）转动，从而使得所述安装板（104）在所述导向杆（103）的导向下沿垂直于污水表面的方向往复运动，所述安装板（104）上设置有用于对距离水面距离进行检测的激光测距装置（106），通过所述激光测距装置（106）检测的结果控制位于所述安装板（104）上的测试探头（105）插入污水的深度。

2.根据权利要求1所述的变频直流旁位水处理一体化设备，其特征在于，所述缺氧池（3）和好氧池（4）之间设置有硝化液回流系统。

3.根据权利要求1所述的变频直流旁位水处理一体化设备，其特征在于，所述初沉池（2）中，位于入水口正下方设置有导流板（22），所述导流板（22）设置有锥形表面，自所述入水口流出的污水在自锥尖向锥底流动的过程中而分散。

4.根据权利要求1所述的变频直流旁位水处理一体化设备，其特征在于，所述过滤板结构（21）的过滤面相对于水流方向倾斜设置。

5.根据权利要求1所述的变频直流旁位水处理一体化设备，其特征在于，位于所述二沉池（5）的下游还设置有物理过滤系统（8）。

6.根据权利要求1所述的变频直流旁位水处理一体化设备，其特征在于，所述电磁换能器（10）包括一组或多组电线绕组线圈；所述电线绕组线圈分别缠绕于所述入水金属管（12）上，所述电线绕组线圈用于根据所述模拟变频直流脉冲信号的频率变化，产生电磁感应获得电磁能，通过所述电磁能作用于所述入水金属管（12）与污水之间。

7.根据权利要求1所述的变频直流旁位水处理一体化设备，其特征在于，所述电磁换能器（10）包括两组电线绕组线圈，且具有相同的绕组线。

8.根据权利要求1所述的变频直流旁位水处理一体化设备，其特征在于，所述模拟变频直流脉冲信号的振荡频率包括中低频频段和超声频段。

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