專利名稱：一種工業(yè)廢水處理裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)廢水處理裝置。
背景技術：
目前，合成氨工業(yè)在我國國民經濟乃至全球經濟中都占有重要的地位。合成氨工業(yè)主要是為氮肥生產提供原料，即將合成氨中的氮元素脫離出來用于制造氮肥，之后將剩余的廢水排除，然而在合成氨的工業(yè)生產中主要以煤和天然氣為原料合成氨，因此在生產氮肥的過程中產生的廢水含有大量對自然環(huán)境有污染的物質，如果排出的廢水只依靠河流、湖泊的自凈作用進行凈化的話，隨著時間的延長和環(huán)境對污染物的去除容量的有限，這些廢水會使地表水缺氧、水質惡化、富營養(yǎng)化，對飲用水和工業(yè)用水資源造成威脅，因此在廢水排放到自然環(huán)境中之前都要對廢水進行相應的處理，使廢水對自然環(huán)境的危害降到最低。目前對合成氨工業(yè)廢水的處理普遍采用缺氧/好氧(A/0)生化處理工藝進行脫氮，由于廢水中氨氮的濃度較高，磷濃度和C\N比均較低，一般需要投加碳源、磷和堿，而實際運行中水質波動性較大，處理系統(tǒng)的負荷穩(wěn)定性較差，營養(yǎng)元素的投加控制措施通常不能及時和水質耦合，排泥、曝氣等過程缺乏有效的控制策略，排水不能夠穩(wěn)定達標，并且整個廢水處理過程均由人工現場監(jiān)管完成，其中存在的誤差也很大，上述原因都造成整個廢水處理裝置運行管理復雜，廢水達標不穩(wěn)定，運行成本高等問題出現。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠自動控制廢水處理裝置，無需人員現場監(jiān)管，運行管理簡便，處理后廢水達標穩(wěn)定的工業(yè)廢水處理裝置。為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案
一種工業(yè)廢水處理裝置，包括廢水處理系統(tǒng)和用于控制廢水處理系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括數據采集單元和PLC控制單元，所述數據采集單元設置在廢水處理系統(tǒng)中，數據采集單元的信號輸出端連接PLC控制單元的信號輸入端，PLC控制單元的輸出信號控制連接廢水處理系統(tǒng)。所述廢水處理系統(tǒng)包括調節(jié)池、碳源儲存罐、A/0池和沉淀池，所述調節(jié)池和碳源儲存罐分別通過管道連接A/0池，A/0池通過管道連接沉淀池，所述調節(jié)池與A/0池連接的管道上設置有進水泵和進水管控制閥，碳源儲存罐與A/0池連接的管道上設置有碳源進料泵和碳源控制閥，所述PLC控制單元的廢水進水信號輸出端分別控制連接進水泵、進水控制閥，PLC控制單元的碳源進料信號輸出端分別控制連接碳源進料泵和碳源控制閥。所述廢水處理系統(tǒng)還包括硝化液回流管道，所述硝化液回流管道的入口連接A/0 池的出口，出口連接A/0的入口，在所述的硝化液回流管道上設置有硝化液回流泵和硝化液回流控制閥，所述PLC控制單元的硝化液回流信號輸出端分別控制連接硝化液回流泵和硝化液控制回流閥。所述廢水處理系統(tǒng)還包括污泥回流管道和剩余污泥排泥管道，所述污泥回流管道的入口連接沉淀池的出口，出口連接A/0池的入口，在所述污泥回流管道上設置有污泥回流泵和污泥回流控制閥，所述PLC控制單元的污泥回流信號輸出端分別控制連接污泥回流泵和污泥回流控制閥；所述剩余污泥排泥管道的入口連接沉淀池的出口，在所述排泥管道上設置有剩余污泥排泥控制閥，所述PLC控制單元的剩余污泥排泥信號的輸出端控制連接剩余污泥排泥控制閥。所述廢水處理系統(tǒng)還包括曝氣管路，所述曝氣管路的入口連接空氣壓縮機，出口通過氣體流量計和空氣擴散器連接A/0池的好氧池，在所述曝氣管路上設置有曝氣控制閥，所述PLC控制單元的曝氣控制信號輸出端分別控制連接空氣壓縮機和曝氣控制閥。所述數據采集單元包括在線多參數檢測模塊和在線氨氮檢測模塊，所述在線多參數檢測模塊包括用于檢測污水中指標的檢測探頭、信號處理電路，所述檢測探頭設置在廢水處理系統(tǒng)的調節(jié)池和A/0池中，檢測探頭的信號輸出端連接信號處理電路的信號輸入端，信號處理電路的信號輸出端用于連接PLC控制單元的信號輸入端；所述在線氨氮檢測模塊包括氨氮取樣棒、反應池E、傳感器、控制中心和信號轉換電路，所述氨氮取樣棒用于連接調節(jié)池和反應池E，傳感器設置在反應池E內傳感器的信號輸出端連接控制中心的信號輸入端，控制中心的控制信號輸出端通過信號轉換電路連接PLC控制單元的信號輸入端。所述控制系統(tǒng)還包括人機交互單元，所述人機交互單元采用PC機，所述PLC控制單元與PC機相連接。采用以上技術方案可以達到如下的技術效果由于本發(fā)明設置有PLC控制單元， 由PLC控制單元智能控制整個廢水處理裝置的工作，實現了自動化，無需工作人員現場監(jiān)測廢水的處理就可以完成對廢水的處理，同時由設置的數據采集單元為PLC控制單元提供可靠的數據，因此處理后的廢水達標穩(wěn)定了很多，降低了運行成本。


圖1是本發(fā)明的結構原理圖2是本發(fā)明廢水處理系統(tǒng)的結構示意圖。
具體實施例方式如圖1所示本發(fā)明包括廢水處理系統(tǒng)和用于控制廢水處理系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括數據采集單元、PLC控制單元和人機交互單元，所述數據采集單元設置在廢水處理系統(tǒng)中，數據采集單元的信號輸出端連接PLC控制單元的信號輸入端，PLC控制單元的輸出信號控制連接廢水處理系統(tǒng)，PLC控制單元還與人機交互單元相連接。所述數據采集單元包括在線多參數檢測模塊和在線氨氮檢測模塊，所述在線多參數檢測模塊包括用于檢測污水中指標的檢測探頭(包括PH值檢測探頭45、D0值檢測探頭46 和ORP值檢測探頭47)、信號處理電路，所述檢測探頭設置在廢水處理系統(tǒng)中，檢測探頭的信號輸出端連接信號處理電路的信號輸入端，信號處理電路的信號輸出端用于連接PLC控制單元的信號輸入端；所述在線氨氮檢測模塊包括氨氮取樣棒44、反應池E、傳感器1、控制中心和信號轉換電路，所述氨氮取樣棒用于連接廢水處理系統(tǒng)和反應池E，傳感器1設置在反應池E內，傳感器1的信號輸出端連接控制中心的信號輸入端，控制中心的控制信號輸出端通過信號轉換電路連接PLC控制單元的信號輸入端。
如圖2所示所述廢水處理系統(tǒng)包括調節(jié)池A、碳源儲存罐B、A/0池C、沉淀池D、 硝化液回流管道30、污泥回流管道37、剩余污泥排泥管道38和曝氣管路M，調節(jié)池D和碳源儲存罐B分別通過管道連接A/0池C，A/0池C通過管道連接沉淀池D，所述調節(jié)池A與 A/0池C連接的管道上設置有進水泵4和進水管控制閥3，碳源儲存罐B與A/0池C連接的管道上設置有碳源進料泵8和碳源控制閥7，所述PLC控制單元的廢水進水信號輸出端分別控制連接進水泵4、進水控制閥3，PLC控制單元的碳源進料信號輸出端分別控制連接碳源進料泵8和碳源控制閥7 ；所述硝化液回流管道30的入口連接A/0池的出口，出口連接A/ 0的入口，在所述的硝化液回流管道30上設置有硝化液回流泵四和硝化液回流控制閥28， 所述PLC控制單元的硝化液回流信號輸出端分別控制連接硝化液回流泵四和硝化液控制回流閥28 ；所述污泥回流管道37的入口連接沉淀池D的出口，出口連接A/0池C的入口， 在所述污泥回流管道37上設置有污泥回流泵36和污泥回流控制閥35，所述PLC控制單元的污泥回流信號輸出端分別控制連接污泥回流泵36和污泥回流控制閥35 ；所述剩余污泥排泥管道38的入口連接沉淀池D的出口，在所述排泥管道38上設置有剩余污泥排泥控制閥39，所述PLC控制單元的剩余污泥排泥信號的輸出端控制連接剩余污泥排泥控制閥；所述曝氣管路M的入口連接空氣壓縮機23，出口通過氣體流量計沈連接空氣擴散器27，所述空氣擴散器27設置在A/0池C的好氧池中(所述的好氧池包括第一好氧池01至第九好氧池09，其標號分別為01、02、03、04、05、06、07、08、09)，在所述曝氣管路24上設置有曝氣控制閥25，所述PLC控制單元的曝氣控制信號輸出端分別控制連接空氣壓縮機23和曝氣控制閥25。本發(fā)明工作時，處理廢水的方法包括步驟
(1)廢水從調節(jié)池A通過進水泵4進入第一缺氧池Al內，同時碳源、由第九好氧池09 回流的硝化液以及在沉淀池D內完成泥水分離后剩余的活性污泥一起進入A/0池C的第一缺氧池Al內，其中回流的硝化液與廢水的體積比為2:1，回流的活性污泥與廢水的體積比為1:1。由于進入第一缺氧池Al內包括由第九好氧池09末端回流的硝化液，所述的硝化液中攜帶了的一定量的溶解氧(D0)，因此，異養(yǎng)菌會優(yōu)先利用廢水中少量的溶解氧降解部分易降解有機物。同時，在第一缺氧池Al、第二缺氧池A2以及第三缺氧池A3內反硝化菌利用由碳源儲存罐B中流入的豐富的有機碳源將原水、硝化液和回流污泥中的Ν02_-Ν和Ν03_-Ν 還原為N2，完成氮的去除；
(2)混合液在缺氧池完成反硝化后進入好氧池進行好氧硝化，首先在第一好氧池01、第二好氧池02和第三好氧池03內，在異養(yǎng)菌的作用下深度去除缺氧池出水中殘余的有機物； 其次，第一缺氧池01至第九缺氧池09內自養(yǎng)的懸浮態(tài)的以及固定在移動載體上的氨氧化菌以NH/-N為電子供體，氧氣為電子受體，將NH4+-N氧化為NO2--N ；同時第七好氧池07至第九好氧池09內自養(yǎng)的亞硝酸氧化菌以NO2--N為電子供體，氧氣為電子受體，將部分Ν02_-Ν 氧化為Ν03_-Ν，實現了氨氮的去除。在反應的過程中空氣壓縮機23通過曝氣管路M、氣體流量計沈和空氣擴散器27向第一好氧池01至第九好氧池09池內的微生物提供呼吸作用所需要的氧氣；
(3)好氧硝化結束后，在硝化液回流泵四的作用下，部分混合液在硝化液由第九好氧池09通過硝化液回流管道30回流至第一缺氧池Al內進行反硝化；
(4)完成好氧硝化的混合液自流進入沉淀池D，沉淀池D停留時間l_2h，進行泥水分離，然后上清液通過沉淀池D上部的出水管直接溢流出系統(tǒng)，底部沉淀的活性污泥在污泥回流泵36的作用下，通過污泥回流管道37回流至第一缺氧池Al內，然后回到步驟(1)，繼續(xù)對廢水進行處理。在本發(fā)明中廢水的排放、碳源的加入、硝化液的回流、污泥的回流以及剩余污泥的排放均由PLC控制單元自動控制完成；由于在調節(jié)池A內設置有PH值檢測探頭45，A/0池 C的第九好氧池09內設置有DO檢測探頭46和ORP檢測探頭47，可以檢測待處理廢水中的 PH值、DO值以及ORP值，并將檢測到的數值通過信號處理電路傳送給PLC控制單元；同時在線氨氮分析系統(tǒng)中的氨氮取樣棒44從調節(jié)池A中取樣，取到的廢水樣本在反應池E內與反應物反應，反應后由傳感器1得到水中的氨氮含量信號，所述的氨氮含量信號傳送給控制中心，控制中心經過信號轉換電路將氨氮信號也傳送給PLC控制單元，PLC控制單元對所有的信號數值進行分析后，輸出控制信號控制進水泵4、進水控制閥3、碳源進料泵8、碳源控制閥7、空氣壓縮機23、曝氣控制閥25、硝化液回流泵四、硝化液回流控制閥觀、污泥回流泵36和污泥回流控制閥35，通過對上述各個泵和控制閥門的控制用于控制各種液料的添加量，令廢水處理更加徹底。同時PLC控制單元與人機交互單元相連接，因此可以在人機交互單元的顯示屏上顯示廢水處理的流程，還可以通過人機交互單元修改參數，實現廢水的徹底處理。此外在第一缺氧池Al、第二缺氧池A2與第三缺氧池A3中分別設置有攪拌器22， 這樣可以令廢水與反應液的接觸面積更好，反應更徹底，同樣令廢水處理得更徹底。
權利要求
1.一種工業(yè)廢水處理裝置，其特征在于包括廢水處理系統(tǒng)和用于控制廢水處理系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括數據采集單元和PLC控制單元，所述數據采集單元設置在廢水處理系統(tǒng)中，數據采集單元的信號輸出端連接PLC控制單元的信號輸入端，PLC控制單元的輸出信號控制連接廢水處理系統(tǒng)。
2.如權利要求1所述的工業(yè)廢水處理裝置，其特征在于所述廢水處理系統(tǒng)包括調節(jié)池、碳源儲存罐、A/0池和沉淀池，所述調節(jié)池和碳源儲存罐分別通過管道連接A/0池，A/ 0池通過管道連接沉淀池，所述調節(jié)池與A/0池連接的管道上設置有進水泵和進水管控制閥，碳源儲存罐與A/0池連接的管道上設置有碳源進料泵和碳源控制閥，所述PLC控制單元的廢水進水信號輸出端分別控制連接進水泵、進水控制閥，PLC控制單元的碳源進料信號輸出端分別控制連接碳源進料泵和碳源控制閥。
3.如權利要求2所述的工業(yè)廢水處理裝置，其特征在于所述廢水處理系統(tǒng)還包括硝化液回流管道，所述硝化液回流管道的入口連接A/0池的出口，出口連接A/0的入口，在所述的硝化液回流管道上設置有硝化液回流泵和硝化液回流控制閥，所述PLC控制單元的硝化液回流信號輸出端分別控制連接硝化液回流泵和硝化液控制回流閥。
4.如權利要求3所述的工業(yè)廢水處理裝置，其特征在于所述廢水處理系統(tǒng)還包括污泥回流管道和剩余污泥排泥管道，所述污泥回流管道的入口連接沉淀池的出口，出口連接 A/0池的入口，在所述污泥回流管道上設置有污泥回流泵和污泥回流控制閥，所述PLC控制單元的污泥回流信號輸出端分別控制連接污泥回流泵和污泥回流控制閥；所述剩余污泥排泥管道的入口連接沉淀池的出口，在所述排泥管道上設置有剩余污泥排泥控制閥，所述PLC 控制單元的剩余污泥排泥信號的輸出端控制連接剩余污泥排泥控制閥。
5.如權利要求4所述的工業(yè)廢水處理裝置，其特征在于所述廢水處理系統(tǒng)還包括曝氣管路，所述曝氣管路的入口連接空氣壓縮機，出口通過氣體流量計和空氣擴散器連接A/ 0池的好氧池，在所述曝氣管路上設置有曝氣控制閥，所述PLC控制單元的曝氣控制信號輸出端分別控制連接空氣壓縮機和曝氣控制閥。
6.如權利要求1至5任意一項所述的工業(yè)廢水處理裝置，其特征在于所述數據采集單元包括在線多參數檢測模塊和在線氨氮檢測模塊，所述在線多參數檢測模塊包括用于檢測污水中指標的檢測探頭、信號處理電路，所述檢測探頭設置在廢水處理系統(tǒng)的調節(jié)池和 A/0池中，檢測探頭的信號輸出端連接信號處理電路的信號輸入端，信號處理電路的信號輸出端用于連接PLC控制單元的信號輸入端；所述在線氨氮檢測模塊包括氨氮取樣棒、反應池E、傳感器、控制中心和信號轉換電路，所述氨氮取樣棒用于連接調節(jié)池和反應池E，傳感器設置在反應池E內傳感器的信號輸出端連接控制中心的信號輸入端，控制中心的控制信號輸出端通過信號轉換電路連接PLC控制單元的信號輸入端。
7.如權利要求6所述的工業(yè)廢水處理裝置，其特征在于所述控制系統(tǒng)還包括人機交互單元，所述人機交互單元采用PC機，所述PLC控制單元與PC機相連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種工業(yè)廢水處理裝置，包括廢水處理系統(tǒng)和用于控制廢水處理系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括數據采集單元和PLC控制單元，所述數據采集單元設置在廢水處理系統(tǒng)中，數據采集單元的信號輸出端連接PLC控制單元的信號輸入端，PLC控制單元的輸出信號控制連接廢水處理系統(tǒng)。本發(fā)明通過PLC控制單元控制廢水處理系統(tǒng)，無需工作人員現場監(jiān)管，實現了廢水處理的自動化，令污水處理的運行管理簡單方便，同時處理后的污水達標穩(wěn)定。
文檔編號C02F9/14GK102381819SQ20111035005
公開日2012年3月21日 申請日期2011年11月8日 優(yōu)先權日2011年11月8日
發(fā)明者張慧敏, 王曉毅, 閻延平, 馬家軒 申請人:河南省化工研究所有限責任公司