專利名稱：序批式廢水處理生物反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種序批式廢水處理生物反應(yīng)器，具體是涉及一種設(shè)有嵌入式控制裝置的序批式廢水處理生物反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
典型的序批式廢水處理生物反應(yīng)器(Sequence Batch Reactor)的工作程序為進(jìn)水及厭氧混合、曝氣、沉淀、出水排放、靜置。裝置由反應(yīng)器主體、進(jìn)氣閥、進(jìn)水閥、出水閥、排泥閥等構(gòu)成。底部的進(jìn)氣閥分別連接空氣瓶和氮?dú)馄?，由它們之間的切換實現(xiàn)系統(tǒng)的好氧與厭氧狀態(tài)。
具體的操作過程為反應(yīng)器中含有一定體積的活性污泥，首先是通過進(jìn)水閥進(jìn)一定量的水，到達(dá)指定體積后關(guān)閉進(jìn)水閥。根據(jù)工藝要求，按照設(shè)計時間進(jìn)行厭氧反應(yīng)(在實驗室研究、中試等的小規(guī)模實驗時，先開啟氮?dú)?，用氮?dú)廒s盡反應(yīng)器中的氧氣，以達(dá)到厭氧狀態(tài)；在污水處理廠等大規(guī)模操作時，只需通過適當(dāng)時間的靜置即可達(dá)到厭氧狀態(tài))。厭氧反應(yīng)完成之后，關(guān)閉氮?dú)忾y，開啟空氣或氧氣泵曝氣進(jìn)行好氧反應(yīng)，好氧過程結(jié)束后，關(guān)閉空氣泵，廢水開始靜置沉淀，處理后的澄清水在反應(yīng)器上部，活性污泥沉在反應(yīng)器下部。處理后水經(jīng)過出水閥排到反應(yīng)器外部，上清液排空后反應(yīng)器處于閑置狀態(tài)，完成一個循環(huán)周期，然后可以再開啟進(jìn)水閥開始下一個廢水處理周期。另外，根據(jù)工藝需要，還要定期排出一部分反應(yīng)器底部的活性污泥，具體的排泥量由工藝條件設(shè)計而定。將pH計、溶解氧儀(DO儀)、溫度計等探頭放入廢水中，可以實時監(jiān)測反應(yīng)過程的pH值、DO值的變化情況，根據(jù)需要加酸或加堿調(diào)節(jié)pH值，通過調(diào)節(jié)進(jìn)氣閥的開度來控制DO值，通過熱電偶來實現(xiàn)反應(yīng)溫度的恒定或階梯控制。
進(jìn)水、進(jìn)氣、排水、排泥等每個工藝段的工作時間與廢水的性質(zhì)、流量、處理要求等因素有關(guān)，是實驗室研究、中試及實際工業(yè)化廢水處理去除化學(xué)需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、懸浮物、除磷脫氮等領(lǐng)域常用的一種技術(shù)。
現(xiàn)在在廢水處理的實驗室規(guī)模、中小試規(guī)模或工業(yè)應(yīng)用方面多采用人工手動控制進(jìn)水、進(jìn)氣、排水、排泥，在多周期的連續(xù)工作流程中，往往不能實現(xiàn)全天24小時的準(zhǔn)確工藝轉(zhuǎn)換，常常因為沒有按時排水、進(jìn)水而使反應(yīng)器內(nèi)營養(yǎng)不足，活性污泥由于內(nèi)源呼吸作用而死亡，或者因通空氣、氮?dú)鈺r間不合理而造成活性污泥性質(zhì)的改變，這些因素均可能導(dǎo)致廢水處理效果變差甚至失敗。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于針對已有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提供一種序批式廢水處理生物反應(yīng)器的嵌入式控制裝置。采用了本裝置后，本實用新型完全可以實現(xiàn)半自動、全自動的全新工作方法，克服人工作業(yè)的種種弊端，提高操作精度、速度、尤其在長時間及閉環(huán)控制時可以達(dá)到很高的精度及響應(yīng)，從而可以大大提高工作效率。
為達(dá)到上述目的，本實用新型采取了以下技術(shù)方案
序批式廢水處理生物反應(yīng)器，主要包括反應(yīng)器1、進(jìn)水閥2、出水閥3、進(jìn)氣閥4、排泥閥6及檢測儀表7、8、9；進(jìn)水閥、出水閥、進(jìn)氣閥、排泥閥均使用電磁閥或電泵，在反應(yīng)器外部設(shè)有一個中央控制器10，各個閥門和檢測儀表皆通過專用接口電路與中央控制器相聯(lián)接。
上述的檢測儀表7為COD儀，檢測儀表8為DO儀，檢測儀表9為pH儀。
作為對上述技術(shù)方案的改進(jìn)，在反應(yīng)器1中設(shè)有一個液位傳感器11，液位傳感器通過專用接口電路與中央控制器10相聯(lián)接。
同已有技術(shù)相比，本實用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)操作精度高、重復(fù)性好、系統(tǒng)整定方便、可長時間無人工作。使用智能化系統(tǒng)集成技術(shù)，精確控制(定時、定量)反應(yīng)過程，與各種分析計量儀表整合后可實現(xiàn)閉環(huán)控制。另外，中控器還通過NETLINK與網(wǎng)絡(luò)連接，可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。


圖1為序批式廢水處理生物反應(yīng)器的嵌入式控制裝置；圖2為本實用新型的控制系統(tǒng)連接圖；圖3為本實用新型的控制程序流程圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖來對本實用新型進(jìn)行描述，但本實用新型要求保護(hù)的范圍并不局限于本實施方式所描述的范圍。
序批式廢水處理生物反應(yīng)器，主要包括反應(yīng)器1、進(jìn)水閥2、出水閥3、進(jìn)氣閥4、排泥閥6及檢測儀表7；進(jìn)水閥、出水閥、進(jìn)氣閥、排泥閥均使用電磁閥或電泵，在反應(yīng)器外部設(shè)有一個中央控制器10，各個閥門和檢測儀表皆通過專用接口電路與中央控制器相聯(lián)接。
作為對上述技術(shù)方案的改進(jìn)，在反應(yīng)器1中設(shè)有一個液位傳感器11，液位傳感器通過專用接口電路與中央控制器10相聯(lián)接。
裝置的軟硬件安裝完畢后，由操作人員在觸摸屏控制界面或電腦彈出菜單設(shè)定運(yùn)行參數(shù)，包括進(jìn)水液位、排水液位、厭氧反應(yīng)時間(氮?dú)忾y開啟)、好氧反應(yīng)時間(空氣泵開啟)、排泥周期、排泥量等。
系統(tǒng)開始運(yùn)行后，由中控器10對進(jìn)水閥2發(fā)出開啟指令，開始進(jìn)水，水位傳感器11將水位信號傳輸?shù)街锌仄?0，到達(dá)指定液位后，中控器10發(fā)出指令關(guān)閉進(jìn)水閥2。然后開啟氮?dú)忾y5，當(dāng)溶解氧儀顯示到了預(yù)定的溶解氧狀態(tài)后，關(guān)閉氮?dú)忾y。保持厭氧狀態(tài)到設(shè)定的厭氧反應(yīng)時間結(jié)束。這時，空氣泵或氧氣泵4開啟，好氧時間也是事先設(shè)定。到達(dá)預(yù)定時間后，中控器10發(fā)出信號關(guān)閉空氣泵。這時系統(tǒng)處于靜置沉淀狀態(tài)，處理后的廢水與活性污泥由于比重不同而得到分層，水在反應(yīng)器上部，污泥在下部。此時，排水閥3開啟，同樣由水位傳感器11將液位下降情況傳輸?shù)街锌仄?，?dāng)?shù)竭_(dá)指定液位后，關(guān)閉排水閥。這時，完成一個運(yùn)行周期。
在廢水處理過程中，通常活性污泥的量會逐漸增多，為保持系統(tǒng)處理效果的穩(wěn)定，要根據(jù)處理要求定期排泥以控制活性污泥的泥齡(總污泥量/每次排泥量＝泥齡，相當(dāng)于系統(tǒng)中的活性污泥全部再生一次所需時間)。在實驗室研究過程中，不同的泥齡通常是對處理效果很重要的一個操作參數(shù)，因此，操作人員可根據(jù)需要自行設(shè)定排泥閥是每個運(yùn)行周期結(jié)束后排一次泥、排多少泥，還是運(yùn)行幾個周期后排一次泥。
中控器不僅能控制各個閥門的開啟、關(guān)閉時間，還能控制其開度，與總的運(yùn)行周期相配合。在首次設(shè)定運(yùn)行參數(shù)時，操作人員可根據(jù)經(jīng)驗設(shè)定，然后再根據(jù)反應(yīng)器的實際情況進(jìn)行微調(diào)，之后可以形成固定程序。
可根據(jù)用戶的實際需要，菜單式設(shè)定每個工藝階段的工作時間，進(jìn)水、出水、排泥、進(jìn)氣等閥門需采用電磁控制閥門或泵體，過程參數(shù)如COD、DO、pH等檢測儀器需具有232接口，方便連接到中控器。
權(quán)利要求1.序批式廢水處理生物反應(yīng)器，主要包括反應(yīng)器(1)、進(jìn)水閥(2)、出水閥(3)、進(jìn)氣閥(4)、排泥閥(6)及檢測儀表(7)；進(jìn)水閥、出水閥、進(jìn)氣閥、排泥閥均使用電磁閥或電泵，其特征在于在反應(yīng)器外部設(shè)有一個中央控制器(10)，各個閥門和檢測儀表皆通過專用接口電路與中央控制器相聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的序批式廢水處理生物反應(yīng)器，其特征在于在反應(yīng)器(1)中設(shè)有一個液位傳感器(11)，液位傳感器通過專用接口電路與中央控制器(10)相聯(lián)接。
專利摘要本實用新型公開了一種設(shè)有嵌入式控制裝置的序批式廢水處理生物反應(yīng)器。本實用新型主要包括反應(yīng)器、進(jìn)水閥、出水閥、進(jìn)氣閥、排泥閥及檢測儀表；進(jìn)水閥、出水閥、進(jìn)氣閥、排泥閥均使用電磁閥或電泵，在反應(yīng)器外部設(shè)有一個中央控制器，各個閥門和檢測儀表皆通過專用接口電路與中央控制器相聯(lián)接。本實用新型操作精度高、重復(fù)性好、系統(tǒng)整定方便、可長時間無人工作。使用智能化系統(tǒng)集成技術(shù)，精確控制(定時、定量)反應(yīng)過程，與各種分析計量儀表整合后可實現(xiàn)閉環(huán)控制。另外，中控器還通過NETLINK與網(wǎng)絡(luò)連接，可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。
文檔編號C02F3/30GK2755080SQ20042001477
公開日2006年2月1日 申請日期2004年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月15日
發(fā)明者任源, 韋朝海 申請人:華南理工大學(xué)