微生物反應(yīng)池的恒溫優(yōu)化控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】微生物反應(yīng)池的恒溫優(yōu)化控制系統(tǒng)，包括接收溫度傳感器信號并控制電動控制閥開啟關(guān)閉的控制系統(tǒng)以及用于控制反應(yīng)池內(nèi)溫度的加熱系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)，所述溫度傳感器設(shè)置于反應(yīng)池進水管道以及反應(yīng)池內(nèi)水位線下方，所述進水管道上另設(shè)有電動控制閥，所述電動控制閥均設(shè)有一管道連接加熱系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)，加熱系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)各設(shè)有加熱管道和冷卻管道連通反應(yīng)池，所述加熱、冷卻管道上均設(shè)有電動控制閥，所述溫度傳感器、電動控制閥均與控制系統(tǒng)電連接。實現(xiàn)智能化控制，有效將反應(yīng)池內(nèi)水溫控制在最合適的范圍內(nèi)。
【專利說明】微生物反應(yīng)池的恒溫優(yōu)化控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于環(huán)保微生物污水處理領(lǐng)域，涉及一種微生物反應(yīng)池的恒溫優(yōu)化和控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]溫度是影響微生物生長繁殖最重要的因素之一，由于自然界的環(huán)境多樣性與生物多樣性，有些微生物能夠在極限環(huán)境條件下生長，例如嗜冷微生物、嗜熱微生物、嗜高熱微生物等；而每一種微生物只能在一定的溫度范圍內(nèi)生長。
[0003]任何微生物的生長溫度盡管有高有低，但總有最低生長溫度、最適生長溫度和最高生長溫度這三個重要指標(biāo)，這就是生長溫度的三個基本點。當(dāng)溫度超過微生物生長的最高溫度或低于生長的最低溫度，都可起到抑制微生物生長和促使部分微生物死亡的作用。如果將微生物作為一個整體來看，例如:在微生物反應(yīng)池系統(tǒng)中，它的溫度三基點是相對較寬的。因此，通過溫度調(diào)節(jié)，控制(有害)微生物的生長速率消滅不需要的微生物，提高(有益)高效降解微生物的生長速率和降解功能，在實際應(yīng)用中具有重要的意義。
[0004]實現(xiàn)對微生物反應(yīng)系統(tǒng)的過程控制關(guān)鍵在于控制對象或控制參數(shù)的選取，而這又與處理工藝或處理目標(biāo)密切相關(guān)。對于有特殊處理要求或某項指標(biāo)成為為生物處理過程的限制因素時，需要將不同功能微生物的最佳生存和降解溫度范圍作為控制參數(shù)。通過調(diào)控溫度，使微生物能持續(xù)穩(wěn)定地發(fā)揮降解作用。
[0005]目前，國內(nèi)外通用的污水處理技術(shù)主要是采用微生物反應(yīng)系統(tǒng)，該處理系統(tǒng)具有處理徹底、有機物降解率高，二次污染小、能耗低、運行管理方便等優(yōu)點，但也存在微生物對環(huán)境的適應(yīng)有要求，特別是水溫受自然環(huán)境影響的問題較難解決。經(jīng)試驗，當(dāng)水溫過高或過低時，微生物反應(yīng)的速度明顯降低；實際運行中，反應(yīng)池水溫又受到系統(tǒng)進水、環(huán)境溫度、系統(tǒng)產(chǎn)熱等多種因素影響，這些因素都會導(dǎo)致微生物反應(yīng)池內(nèi)有效菌群發(fā)生變化。因此，如何保持微生物反應(yīng)池水溫在限定范圍內(nèi)，是污水處理需要解決的重要問題之一。
[0006]中國專利申請?zhí)枮?01020538772.8，公開了一種生物反應(yīng)池保溫裝置，主要維持在極端寒冷地區(qū)生物反應(yīng)池內(nèi)的溫度，以確保微生物的生存環(huán)境的溫度。該裝置包括羅茨鼓風(fēng)機、蒸汽或電加熱供氣母管、空氣支管、曝氣裝置、溫度探頭及PLC溫控系統(tǒng)。通過對充入生物反應(yīng)池內(nèi)空氣的溫度的控制來實現(xiàn)整個生物反應(yīng)池的溫度維持在22°C以上，在極端寒冷的氣候條件下維持生物反應(yīng)池的穩(wěn)定運行。該裝置與現(xiàn)有的蒸汽加熱或電伴熱相t匕，其設(shè)備簡單，熱能利用率較高，加熱均勻，不會產(chǎn)生較大的溫度梯度，對生物反應(yīng)池內(nèi)微生物無任何間接或直接的傷害。該技術(shù)方案也是通過控制系統(tǒng)和溫度探頭和加熱系統(tǒng)來保持生物反應(yīng)池的溫度，但其控制系統(tǒng)為單一線路，不能形成多種反饋電路，將溫度控制在一定的溫差范圍內(nèi)，只能在低于某一溫度時進行加熱處理，有待改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種有效調(diào)節(jié)微生物反應(yīng)池內(nèi)溫度，使其控制在合理的溫差范圍內(nèi)、大大提高處理效率的微生物反應(yīng)池的恒溫優(yōu)化控制系統(tǒng)。
[0008]本實用新型的技術(shù)關(guān)鍵在于通過設(shè)置溫度傳感器和電動控制閥，并合理設(shè)置于進水管道、加熱系統(tǒng)以及冷卻系統(tǒng)的管道上，并通過將溫度傳感器信號反饋給控制系統(tǒng)，由控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為電信號控制電動控制閥的開啟，從而控制加熱系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的開啟和關(guān)閉，使微生物處于最佳生存和降解溫度，有效避免水溫變化帶來的沖擊，實現(xiàn)微生物高效穩(wěn)定降解能力。盡管在高溫環(huán)境(50°C?70°C)和低溫環(huán)境(-5?O°C)中也活躍著某些類的細(xì)菌，但污水處理中絕大部分微生物最適宜生長的溫度范圍是20?30°C ;當(dāng)然，一些特殊降解作用的菌株對溫度有特殊的要求。在適宜的溫度范圍內(nèi)，微生物的生理活動旺盛，其活性隨溫度的增高而增強，處理效果也越好。超出此范圍，微生物的活性變差，生物反應(yīng)過程就會受影響。一般的，控制反應(yīng)進程需要設(shè)定此類特殊降解菌株的最高和最低溫度限值。其具體的技術(shù)方案為:微生物反應(yīng)池的恒溫優(yōu)化控制系統(tǒng)，包括接收溫度傳感器信號并控制電動控制閥開啟關(guān)閉的控制系統(tǒng)以及用于控制反應(yīng)池內(nèi)溫度的加熱系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述溫度傳感器設(shè)置于反應(yīng)池進水管道以及反應(yīng)池內(nèi)水位線下方，所述進水管道上另設(shè)有電動控制閥，所述電動控制閥均設(shè)有一管道連接加熱系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)，加熱系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)各設(shè)有加熱管道和冷卻管道連通反應(yīng)池，所述加熱、冷卻管道上均設(shè)有電動控制閥，所述溫度傳感器、電動控制閥均與控制系統(tǒng)電連接。
[0009]作為優(yōu)選，加熱系統(tǒng)為電加熱系統(tǒng)或蒸汽加熱系統(tǒng)或太陽能集熱裝置。
[0010]作為優(yōu)選，太陽能集熱裝置為真空管或平板型集熱器，固定并鋪設(shè)或覆蓋在反應(yīng)池頂部。
[0011]作為優(yōu)選,冷卻系統(tǒng)為水冷系統(tǒng)或空氣冷卻系統(tǒng)。水冷系統(tǒng)為板式冷卻器或管式冷卻器。
[0012]作為優(yōu)選，所述管道和反應(yīng)池體外部均包裹保溫材料。保溫材料起到隔熱的作用，減少環(huán)境溫度的干擾作用；主管道和伴熱管的夾角處必須用保溫材料先填塞，做適當(dāng)過渡，然后再捆扎大塊保溫材料，保證保溫材料貼緊管壁。
[0013]作為優(yōu)選，保溫材料為巖棉板、酚醛樹脂、發(fā)泡水泥、保溫涂料或泡沫保溫板。
[0014]本實用新型的工作原理為:本實用新型系統(tǒng)中，在微生物反應(yīng)池的進水管道和池內(nèi)分別安裝溫度傳感器，溫度傳感器將溫度信號傳遞給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成電信號，通過調(diào)整指令自動控制電動調(diào)節(jié)閥，從而控制冷卻系統(tǒng)或加熱系統(tǒng)工作，調(diào)節(jié)水溫。所述的控制系統(tǒng)的信號控制方法如下:首先，控制系統(tǒng)初始化，讀取已設(shè)定的限定溫度范圍，隨后讀取溫度傳感器的溫度值，如果在設(shè)定范圍內(nèi)，則通過信號控制啟動或關(guān)閉相應(yīng)的電動調(diào)節(jié)閥，關(guān)閉冷卻系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)，系統(tǒng)正常工作，不進行加溫或降溫工藝；如讀取的溫度傳感器的溫度值超過限定范圍，則自動計算差值，輸出調(diào)整指令至電動調(diào)節(jié)閥，啟動冷卻系統(tǒng)進行工作；如讀取的溫度傳感器的溫度值超過低于設(shè)定范圍，則自動計算差值，輸出調(diào)整指令至電動調(diào)節(jié)閥，啟動加熱系統(tǒng)進行工作。
[0015]本實用新型的有益效果:通過溫度傳感器，傳送溫度信號至控制系統(tǒng)，整個信號傳輸可自控；通過信號轉(zhuǎn)換，控制系統(tǒng)連接相應(yīng)電動控制閥，電動控制閥可自動控制加熱或冷卻系統(tǒng)工作，可根據(jù)測定的水溫的變化，自動調(diào)節(jié)相關(guān)的控制閥引導(dǎo)相應(yīng)的溫控系統(tǒng)進行工作；調(diào)節(jié)至限定范圍之后，切斷相關(guān)控溫系統(tǒng)，系統(tǒng)按設(shè)置流程正常運行，實現(xiàn)智能化控制；一些特殊降解作用的菌株對溫度有特殊的要求，通過設(shè)定此類特殊降解菌株的最高和最低溫度限值，調(diào)控池內(nèi)的降解效率；在恒溫狀態(tài)下，微生物的生理活動旺盛，其活性達到最佳范圍，處理效果也就越好，生物反應(yīng)過程不受外界影響，有效避免沖擊。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型系統(tǒng)的示意圖。
【具體實施方式】
[0017]微生物反應(yīng)池的恒溫優(yōu)化控制系統(tǒng)，包括接收溫度傳感器001信號并控制電動控制閥(021、022、023)開啟關(guān)閉的控制系統(tǒng)003以及用于控制反應(yīng)池004內(nèi)溫度的加熱系統(tǒng)005和冷卻系統(tǒng)006，所述溫度傳感器001設(shè)置于反應(yīng)池004進水管道以及反應(yīng)池004內(nèi)水位線下方，所述進水管道上另設(shè)有電動控制閥021，所述電動控制閥021均設(shè)有一管道連接加熱系統(tǒng)005和冷卻系統(tǒng)006，加熱系統(tǒng)006和冷卻系統(tǒng)005各設(shè)有加熱管道和冷卻管道連通反應(yīng)池004，所述加熱、冷卻管道上均設(shè)有電動控制閥(022、023)，所述溫度傳感器001、電動控制閥(021、022、023)均與控制系統(tǒng)003電連接。加熱系統(tǒng)005為電加熱系統(tǒng)或蒸汽加熱系統(tǒng)或太陽能集熱裝置。太陽能集熱裝置為真空管或平板型集熱器，固定并鋪設(shè)或覆蓋在反應(yīng)池頂部。冷卻系統(tǒng)006為水冷系統(tǒng)或空氣冷卻系統(tǒng)。水冷系統(tǒng)為板式冷卻器或管式冷卻器。所述管道和反應(yīng)池體外部均包裹保溫材料。保溫材料為巖棉板、酚醛樹脂、發(fā)泡水泥、保溫涂料或泡沫保溫板。
[0018]以下為【具體實施方式】:
[0019]實施例1:參見圖1，微生物反應(yīng)池的恒溫優(yōu)化和控制系統(tǒng)，首先設(shè)定微生物反應(yīng)池004內(nèi)特殊降解菌的溫度范圍是37°C?45°C，作為控制系統(tǒng)003的限定溫度范圍。當(dāng)系統(tǒng)進水溫度是55 °C，進水管內(nèi)溫度傳感器001將溫度信號傳輸至控制系統(tǒng)003，控制系統(tǒng)003計算差值后輸出調(diào)整指令至電動控制閥021，啟動冷卻系統(tǒng)006工作，關(guān)閉電動控制閥022和023，將微生物反應(yīng)池進水冷卻至35°C?40°C范圍，進入微生物反應(yīng)池004 ;同時，微生物反應(yīng)池004內(nèi)的溫度傳感器001實時監(jiān)測池內(nèi)水溫，設(shè)定溫度范圍為37°C?45°C，池水溫度未發(fā)生變化，則傳輸信號至控制系統(tǒng)003，在線監(jiān)控。
[0020]實施例2:參見圖1，微生物反應(yīng)池的恒溫優(yōu)化和控制系統(tǒng)，本實用新型方法中，首先設(shè)定微生物反應(yīng)池004特殊降解菌的溫度范圍是37°C?45°C，作為控制系統(tǒng)003的限定溫度范圍。系統(tǒng)進水溫度是45 V，環(huán)境溫度是_30°C，進水管內(nèi)溫度傳感器001將溫度信號傳輸至控制系統(tǒng)003，在設(shè)定范圍內(nèi)，啟動電動控制閥021，進水直接進入微生物反應(yīng)池004，系統(tǒng)在線監(jiān)控，當(dāng)溫度發(fā)生變化，傳感器001傳輸信號至控制系統(tǒng)003，及時做出調(diào)整；同時，由于反應(yīng)池內(nèi)外溫差過大，微生物反應(yīng)池004水溫度為25°C?31 °C，微生物反應(yīng)池內(nèi)的溫度傳感器001將溫度信號傳輸至控制系統(tǒng)004，控制系統(tǒng)004計算差值后輸出調(diào)整指令至電動控制閥023，啟動加熱系統(tǒng)005工作，關(guān)閉電動控制閥022，將微生物反應(yīng)池水004部分加熱至40V?50°C，保證池內(nèi)溫度在35°C?40°C范圍內(nèi)。由于北方冬季日照時間長，通過太陽能加熱裝置將太陽能轉(zhuǎn)換成熱能，可以有效地減少，
[0021]實施例3:本實用新型系統(tǒng)中，溫度傳感器001、溫度傳感器001將溫度信號傳遞給控制系統(tǒng)004，控制系統(tǒng)004通過電信號自動控制電動調(diào)節(jié)閥021、電動調(diào)節(jié)閥022、電動調(diào)節(jié)閥023，從而控制冷卻系統(tǒng)006、加熱系統(tǒng)005工作。首先，控制系統(tǒng)004初始化，讀取已設(shè)定的溫度范圍值，隨后讀取反應(yīng)池004內(nèi)溫度傳感器001、溫度傳感器001的溫度值，如果在設(shè)定范圍內(nèi)，則通過信號控制關(guān)閉電動調(diào)節(jié)閥021、電動調(diào)節(jié)閥022、電動調(diào)節(jié)閥023和冷卻系統(tǒng)006、加熱系統(tǒng)005，系統(tǒng)正常工作，不進行加溫或降溫工藝；如讀取的進水管溫度傳感器001或反應(yīng)池004溫度傳感器001的溫度值超過設(shè)定范圍，則自動計算差值，輸出調(diào)整指令至電動調(diào)節(jié)閥021、電動調(diào)節(jié)閥022、電動調(diào)節(jié)閥023，啟動冷卻系統(tǒng)006進行工作；如讀取的進水管溫度傳感器001或反應(yīng)池004溫度傳感器001的溫度值超過低于設(shè)定范圍，則自動計算差值，輸出調(diào)整指令至電動調(diào)節(jié)閥021、電動調(diào)節(jié)閥022、電動調(diào)節(jié)閥023，啟動加熱系統(tǒng)005進行工作。
[0022]對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，在本專利構(gòu)思及具體實例啟示下，能夠從本專利公開內(nèi)容及常識直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的一些變形，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將意識到也可采用其他方法，或現(xiàn)有技術(shù)中常用公知技術(shù)的替代，以及特征地等效變化或修飾，特征間的相互不同組合，例如用熱電式傳感器或溫度變送器代替溫度傳感器輸送溫差信號，用工業(yè)冷風(fēng)機或噴霧降溫設(shè)施代替冷卻塔，用盤管加熱或蒸汽管道加熱代替太陽能加熱裝置，等等的非實質(zhì)性改動，同樣可以被應(yīng)用，都能實現(xiàn)本專利描述功能和效果，不再一一舉例展開細(xì)說，均屬于本專利保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.微生物反應(yīng)池的恒溫優(yōu)化控制系統(tǒng)，包括接收溫度傳感器信號并控制電動控制閥開啟關(guān)閉的控制系統(tǒng)以及用于控制反應(yīng)池內(nèi)溫度的加熱系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述溫度傳感器設(shè)置于反應(yīng)池進水管道以及反應(yīng)池內(nèi)水位線下方，所述進水管道上另設(shè)有電動控制閥，所述電動控制閥均設(shè)有一管道連接加熱系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)，加熱系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)各設(shè)有加熱管道和冷卻管道連通反應(yīng)池，所述加熱、冷卻管道上均設(shè)有電動控制閥，所述溫度傳感器、電動控制閥均與控制系統(tǒng)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微生物反應(yīng)池的恒溫優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于加熱系統(tǒng)為電加熱系統(tǒng)或蒸汽加熱系統(tǒng)或太陽能集熱裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微生物反應(yīng)池的恒溫優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于太陽能集熱裝置為真空管或平板型集熱器，固定并鋪設(shè)或覆蓋在反應(yīng)池頂部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微生物反應(yīng)池的恒溫優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于冷卻系統(tǒng)為水冷系統(tǒng)或空氣冷卻系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微生物反應(yīng)池的恒溫優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于水冷系統(tǒng)為板式冷卻器或管式冷卻器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微生物反應(yīng)池的恒溫優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于所述管道和反應(yīng)池體外部均包裹保溫材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微生物反應(yīng)池的恒溫優(yōu)化控制系統(tǒng)，其特征在于保溫材料為巖棉板、酚醛樹脂、發(fā)泡水泥、保溫涂料或泡沫保溫板。
【文檔編號】G05D23/30GK203480345SQ201320584527
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月23日
【發(fā)明者】吳倩, 王鵬, 王敏 申請人:江蘇博大環(huán)保股份有限公司