[实用新型]一种污水生物处理过程的集成智能控制系统及装置

说明书

本实用新型公开了一种污水生物处理过程的集成智能控制系统及装置，属于污水处理技术领域，系统包括前端数据采集端、控制端和执行端；数据采集端输出端与控制端连接，用于采集生化反应池内的实时DO数据、ORP数据、温度数据、PH数据、水量数据并传输至控制端；执行端包括曝气设备，根据控制端的控制信号调整自身工作状态；控制端输出端与执行端连接，用于根据实时DO数据、温度数据、PH数据、水量数据调节曝气设备的工作频率，根据实时ORP数据控制曝气设备的启停。本实用新型系统能够实现实时智能化控制，能够适应污水处理多变的环境条件，稳定性强，且能够大大减少了资源的浪费。

技术领域

本实用新型涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种污水生物处理过程的集成智能控制系统及装置。

背景技术

随着工业的迅速发展，水环境已经遭到严重的破坏，对污水处理的研究已成为人们日益关注的问题。污水处理过程中的生化步骤是将溶解的胶体物质转化为水、二氧化碳和气态氮的过程，这一转化是通过微生物实现的，这些微生物会产生新的生物物质且其自身也会生长。处理过程生成的二氧化碳和气态氮逸入大气中；而通过沉淀和过滤，新生的生物物质被保留在此处理过程当中。为了降低污水的有机负荷(污水中的有机物)，需要几种必要的微生物种类(生物群落)。该生物群落的组成取决于污水中营养物的组成成分和浓度以及环境条件(如温度、pH值以及微生物在活性池中的停留时间)。

污水中有机物的分解过程由好氧阶段和厌氧阶段组成，该两阶段分解过程实际是由氧化反应和还原反应组成的，因此，可以通过参数铵根和硝酸盐或氧化还原电位来控制该过程。第一阶段：曝气阶段(好氧阶段)。污水中的碳水化合物、蛋白质和脂肪是易生物降解的有机化合物。在蛋白质还原期间，会形成有毒的分解产物氨(NH₃)，其溶于水显示为铵(NH₄+)。为了降解铵，就必需给微生物提供氧；该反应的产物之一是硝酸盐，该过程称为硝化，硝化是一种氧化反应，它发生在曝气阶段。第二阶段：非曝气阶段(厌氧阶段)。硝酸盐分解为气态氮，后者逸入大气。该过程称为反硝化，反硝化是一种还原反应。反硝化作为非曝气阶段，紧随在硝化阶段之后开始，在氧化还原电位图中的拐点之后即在溶解的氧被消耗尽时或在铵根和硝酸盐达到相关浓度之后结束反硝化。

污水处理，特别是生物处理工艺过程，需消耗大量能量，并直接影响污水处理出水口处的水质。污水处理以技术和经济优化为目标，一方面是降低系统运行成本，另一方面是要符合阈值水质标准。污水处理系统的运行焦点在于消除耗氧的有毒氨及去除各种有机及无机化合物。曝气池中的生化过程非常复杂，不同阶段的生化反应需要不同的环境条件，并且不同的生化反应之间会相互抑制。其次，由于污水处理系统具有时变性、非线性、复杂性和不确定性等特点，很难达到处理水质达标排放和节约能源的双重目的。具体地，现有污水处理系统缺乏实时控制，仍采用按时间控制整个处理过程(PLC控制)，定时长曝气和非曝气过程大量的浪费了能源，造成运行成本高企，同时不具备抗冲击负荷能力，很难适应变化的环境条件，稳定性差。此外，现有智能化的污水处理系统仍普遍采用氨氮、硝态氮等传感设备，不但投入成本高昂，且后期维护工作量大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有污水处理系统无法实现实时控制、稳定性差的问题，提供一种污水生物处理过程的集成智能控制系统及装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种污水生物处理过程的集成智能控制系统，系统具体包括前端数据采集端、控制端和执行端；所述数据采集端输出端与控制端连接，用于采集生化反应池内的实时DO数据、ORP数据、温度数据、PH数据、水量数据并传输至控制端；所述执行端包括曝气设备，根据控制端的控制信号调整自身工作状态；所述控制端输出端与执行端连接，用于根据实时DO数据、温度数据、PH数据、水量数据调节曝气设备的工作频率，根据实时ORP数据控制曝气设备的启停。

作为一选项，所述数据采集端具体包括DO在线检测仪、温度及ORP在线检测仪、PH在线检测仪和液位计。