申請日2016.05.12
公開(公告)日2016.07.20
IPC分類號C02F3/02
摘要
本發明提供了一種曝氣裝置、控制方法、裝置及污水處理站，其中曝氣裝置包括：控制單元和并聯風機組。并聯風機組包括兩個以上并聯的風機，每個風機的出口通過管道與曝氣池中的曝氣器連接，用于向曝氣器輸送曝氣用的氣量。控制單元，與每個風機連接，用于根據獲取的污水進水水泵的狀態、污水進水流量以及水中的溶解氧濃度控制風機的開啟或者關閉。無需增設昂貴的變頻風機和電動閥門來調節風機的氣量，只需通過控制單元根據獲取的污水進水水泵的狀態、污水進水流量以及水中的溶解氧濃度等污水處理的實際情況來控制風機的開啟或者關閉，就可以實現對并聯風機組的輸出總氣量的調節，在降低成本的同時也能達到比較好的污水處理效果。
權利要求書
1.一種曝氣裝置(1)，其特征在于，包括：控制單元(11)和并聯風機組(12);
所述并聯風機組(12)包括兩個以上并聯的風機，每個所述風機的出口通過管道與曝氣池中的曝氣器連接，用于向所述曝氣器輸送曝氣用的氣量;
所述控制單元(11)，與每個所述風機連接，用于根據獲取的污水進水水泵的狀態、污水進水流量以及水中的溶解氧濃度控制所述風機的開啟或者關閉。
2.根據權利要求1所述的曝氣裝置(1)，其特征在于，所述控制單元(11)包括控制器(111)和開關電路(112);
所述開關電路(112)，包括兩個以上并聯的可控開關器件，每個所述可控開關器件的一端與電源連接，另一端與其對應的所述風機的電源端連接，控制端與所述控制器(111)的一個控制信號輸出端連接;
所述控制器(111)，通過所述控制信號輸出端向對應的所述可控開關器件發出控制信號，控制該可控開關器件導通或者截止。
3.根據權利要求2所述的曝氣裝置(1)，其特征在于，所述控制單元(11)還包括：
通訊單元(113)，用于建立所述控制單元(11)與上位機和/或云服務器間的連接。
4.根據權利要求3所述的曝氣裝置(1)，其特征在于，所述控制器(111)、所述開關電路(112)和所述通訊單元(113)集成并封裝在同一線路板上，且所述通訊單元(113)與所述控制器(111)集成為一體。
5.根據權利要求1-4任一項所述的曝氣裝置(1)，其特征在于，選取的所述并聯風機組(12)的氣量參數根據污水處理水量、原水污染物濃度和水質及池型結構的修正系數綜合確定，選取的每個所述風機的氣量參數由所述并聯風機組(12)的氣量參數和所述風機的總數量確定。
6.一種用于權利要求1-5任一項所述的曝氣裝置(1)的控制方法，其特征在于，包括如下步驟：
獲取污水進水水泵的運行狀態、污水進水流量以及水中的溶解氧濃度;
根據所述污水進水水泵的狀態、污水進水流量以及水中的溶解氧濃度確定所述并聯風機組(12)中處于工作狀態的風機的預期數量;
根據所述預期數量控制所述并聯風機組(12)中的風機開啟或者關閉，使處于工作狀態的風機的數量與所述預期數量保持一致。
7.根據權利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述根據所述污水進水水泵的狀態、污水進水流量以及水中的溶解氧濃度確定所述并聯風機組(12)中處于工作狀態的風機的預期數量的步驟包括：
若所述污水進水水泵的狀態為關閉狀態，將所述風機的總數量與預設關閉風機的數量的差值作為所述并聯風機組(12)中處于工作狀態的風機的預期數量;
若所述污水進水水泵的狀態為運行狀態，進一步判斷所述污水進水流量是否低于預設進水流量的正常范圍;
若低于，獲取所述預設進水流量與所述污水進水流量之間的當前水量差值，根據所述當前水量差值與預先建立的水量差值與需要關閉的風機的數量間的對應關系確定當前需要關閉的風機的數量，將所述風機的總數量與所述當前需要關閉的風機的數量的差值作為所述并聯風機組(12)中處于工作狀態的風機的預期數量;
若所述污水進水流量處于所述正常范圍，進一步判斷所述水中的溶解氧濃度是否大于預設溶解氧濃度;
若大于，獲取所述水中的溶解氧濃度與所述預設溶解氧濃度之間的當前濃度差值，根據所述當前濃度差值與預先建立的濃度差值與需要關閉的風機的數量間的對應關系確定當前需要關閉的風機的數量，將所述風機的總數量與所述當前需要關閉的風機的數量的差值作為所述并聯風機組(12)中處于工作狀態的風機的預期數量。
8.根據權利要求6或7所述的控制方法，其特征在于，還包括：
發送所述污水進水水泵的運行狀態、所述污水進水流量以及所述水中的溶解氧濃度至上位機和/或云服務器;
接收所述上位機和/或云服務器發出的控制指令，依據所述控制指令進行相應的控制操作。
9.一種用于權利要求1-5任一項所述的曝氣裝置(1)的控制裝置(2)，其特征在于，包括：
獲取單元(21)，用于獲取污水進水水泵的運行狀態、污水進水流量以及水中的溶解氧濃度;
預期數量確定單元(22)，用于根據所述污水進水水泵的狀態、污水進水流量以及水中的溶解氧濃度確定所述并聯風機組(12)中處于工作狀態的風機的預期數量;
執行單元(23)，用于根據所述預期數量控制所述并聯風機組(12)中的風機開啟或者關閉，使處于工作狀態的風機的數量與所述預期數量保持一致。
10.一種污水處理站，其特征在于，包括權利要求1-5任一項所述的曝氣裝置(1)、權利要求8所述的控制裝置(2)和采集裝置(3);
所述采集裝置(3)，用于采集污水進水水泵的運行狀態、污水進水流量以及水中的溶解氧濃度，并將其傳輸至所述控制裝置(2);
所述控制裝置(2)，用于根據獲取的所述污水進水水泵的運行狀態、所述污水進水流量以及所述水中的溶解氧濃度確定所述曝氣裝置(1)中的并聯風機組(12)中處于工作狀態的風機的預期數量，并根據所述預期數量控制所述并聯風機組(12)中的風機的開啟或者關閉，使處于工作狀態的風機的數量與所述預期數量保持一致。
11.根據權利要求10所述的污水處理站，其特征在于，所述采集裝置(3)包括流量計和溶解氧傳感器;
所述流量計的進水口與污水進水水泵的出水口連接，所述流量計的出水口與探入曝氣池的管道的進水口連接，所述流量計的信號輸出端與所述控制裝置(2)的一個信號輸入端連接;
所述溶解氧傳感器，安裝于所述曝氣池的水面以下，其信號輸出端與所述控制裝置(2)的另一個信號輸入端連接。
說明書
一種曝氣裝置、控制方法、裝置及污水處理站
技術領域
本發明涉及污水處理技術領域，具體涉及一種曝氣裝置、控制方法、裝置及污水處理站。
背景技術
當下污水處理領域中，以生物法應用最為廣泛，即人為地維持好氧、缺氧或者厭氧環境，使生物池中的微生物按照需求持續發生特定的生化反應以降低目標污染物的濃度，如降低水中的BOD5、COD、TP、TN等污染物的濃度，從而實現達標排放。而該污水處理工藝的核心設備是風機，通過調節風機的氣量能夠對曝氣量進行調節，進而調節水中的溶解氧濃度使其達到期望值，實現好氧、缺氧或者厭氧環境的維持以達到好的污水處理效果。
現有的污水處理廠一般是根據處理水量、原水污染物濃度等指標計算出好氧段等的需氧量，再基于水質及池型結構等的修正系數選擇出合適參數的風機，并讓其長期運行。此種方法為了避免在極端條件下(比如污水進水量過大超出原有設計水平)由于風機氣量不夠出現水質不達標的情況，所選出的風機的氣量參數一般偏大，導致日常情況很大一部分能量都白白被消耗掉了。為了節能降耗，有的污水處理廠將電動閥門、變頻風機、溶解氧傳感器與控制器連接，通過溶解氧傳感器實時監測水中的溶解氧濃度，控制器根據水中的溶解氧濃度的值及變化量，通過電動閥門和變頻器來對變頻風機的氣量進行調節以使水中的溶解氧濃度趨于期望值。但此種方法所用的變頻風機以及電動閥門等價格昂貴，從經濟角度考慮，對建于農村等的小型污水處理站并不適用。
發明內容
因此，本發明要解決的技術問題在于克服現有技術污水處理工藝中所選出的風機的氣量參數一般偏大，導致日常情況很大一部分能量都白白被消耗掉，而用于調節風機氣量的電動閥門和變頻器又價格昂貴的缺陷，從而提供一種既能根據污水處理的實際情況調節風機輸出的氣量、成本又低的一種曝氣裝置、控制方法、裝置及污水處理站。
為此，本發明提供了如下技術方案：
本發明提供了一種曝氣裝置，包括：控制單元和并聯風機組;
所述并聯風機組包括兩個以上并聯的風機，每個所述風機的出口通過管道與曝氣池中的曝氣器連接，用于向所述曝氣器輸送曝氣用的氣量;
所述控制單元，與每個所述風機連接，用于根據獲取的污水進水水泵的狀態、污水進水流量以及水中的溶解氧濃度控制所述風機的開啟或者關閉。
本發明所述的曝氣裝置，所述控制單元包括控制器和開關電路;
所述開關電路，包括兩個以上并聯的可控開關器件，每個所述可控開關器件的一端與電源連接，另一端與其對應的所述風機的電源端連接，控制端與所述控制器的一個控制信號輸出端連接;
所述控制器，通過所述控制信號輸出端向對應的所述可控開關器件發出控制信號，控制該可控開關器件導通或者截止。
本發明所述的曝氣裝置，所述控制單元還包括：
通訊單元，用于建立所述控制單元與上位機和/或云服務器間的連接。
本發明所述的曝氣裝置，所述控制器、所述開關電路和所述通訊單元集成并封裝在同一線路板上，且所述通訊單元與所述控制器集成為一體。
本發明所述的曝氣裝置，選取的所述并聯風機組的氣量參數根據污水處理水量、原水污染物濃度和水質及池型結構的修正系數綜合確定，選取的每個所述風機的氣量參數由所述并聯風機組的氣量參數和所述風機的總數量確定。
本發明還提供了一種用于上述曝氣裝置的控制方法，包括如下步驟：
獲取污水進水水泵的運行狀態、污水進水流量以及水中的溶解氧濃度;
根據所述污水進水水泵的狀態、污水進水流量以及水中的溶解氧濃度確定所述并聯風機組中處于工作狀態的風機的預期數量;
根據所述預期數量控制所述并聯風機組中的風機開啟或者關閉，使處于工作狀態的風機的數量與所述預期數量保持一致。
本發明所述的控制方法，所述根據所述污水進水水泵的狀態、污水進水流量以及水中的溶解氧濃度確定所述并聯風機組中處于工作狀態的風機的預期數量的步驟包括：
若所述污水進水水泵的狀態為關閉狀態，將所述風機的總數量與預設關閉風機的數量的差值作為所述并聯風機組中處于工作狀態的風機的預期數量;
若所述污水進水水泵的狀態為運行狀態，進一步判斷所述污水進水流量是否低于預設進水流量的正常范圍;
若低于，獲取所述預設進水流量與所述污水進水流量之間的當前水量差值，根據所述當前水量差值與預先建立的水量差值與需要關閉的風機的數量間的對應關系確定當前需要關閉的風機的數量，將所述風機的總數量與所述當前需要關閉的風機的數量的差值作為所述并聯風機組中處于工作狀態的風機的預期數量;
若所述污水進水流量處于所述正常范圍，進一步判斷所述水中的溶解氧濃度是否大于預設溶解氧濃度;
若大于，獲取所述水中的溶解氧濃度與所述預設溶解氧濃度之間的當前濃度差值，根據所述當前濃度差值與預先建立的濃度差值與需要關閉的風機的數量間的對應關系確定當前需要關閉的風機的數量，將所述風機的總數量與所述當前需要關閉的風機的數量的差值作為所述并聯風機組中處于工作狀態的風機的預期數量。
本發明所述的控制方法，還包括：
發送所述污水進水水泵的運行狀態、所述污水進水流量以及所述水中的溶解氧濃度至上位機和/或云服務器;
接收所述上位機和/或云服務器發出的控制指令，依據所述控制指令進行相應的控制操作。
本發明還提供了一種用于上述曝氣裝置的控制裝置，包括：
獲取單元，用于獲取污水進水水泵的運行狀態、污水進水流量以及水中的溶解氧濃度;
預期數量確定單元，用于根據所述污水進水水泵的狀態、污水進水流量以及水中的溶解氧濃度確定所述并聯風機組中處于工作狀態的風機的預期數量;
執行單元，用于根據所述預期數量控制所述并聯風機組中的風機開啟或者關閉，使處于工作狀態的風機的數量與所述預期數量保持一致。
本發明還提供了一種污水處理站，包括上述曝氣裝置、上述控制裝置和采集裝置;
所述采集裝置，用于采集污水進水水泵的運行狀態、污水進水流量以及水中的溶解氧濃度，并將其傳輸至所述控制裝置;
所述控制裝置，用于根據獲取的所述污水進水水泵的運行狀態、所述污水進水流量以及所述水中的溶解氧濃度確定所述曝氣裝置中的并聯風機組中處于工作狀態的風機的預期數量，并根據所述預期數量控制所述并聯風機組中的風機的開啟或者關閉，使處于工作狀態的風機的數量與所述預期數量保持一致。
本發明所述的污水處理站，所述采集裝置包括流量計和溶解氧傳感器;
所述流量計的進水口與污水進水水泵的出水口連接，所述流量計的出水口與探入曝氣池的管道的進水口連接，所述流量計的信號輸出端與所述控制裝置的一個信號輸入端連接;
所述溶解氧傳感器，安裝于所述曝氣池的水面以下，其信號輸出端與所述控制裝置的另一個信號輸入端連接。
本發明技術方案，具有如下優點：
本發明提供了一種曝氣裝置，包括：控制單元和并聯風機組。并聯風機組包括兩個以上并聯的風機，每個風機的出口通過管道與曝氣池中的曝氣器連接，用于向曝氣器輸送曝氣用的氣量。控制單元，與每個風機連接，用于根據獲取的污水進水水泵的狀態、污水進水流量以及水中的溶解氧濃度控制風機的開啟或者關閉。無需增設昂貴的變頻風機和電動閥門來調節風機的氣量，只需通過控制單元根據獲取的污水進水水泵的狀態、污水進水流量以及水中的溶解氧濃度等污水處理的實際情況來控制風機的開啟或者關閉，就可以實現對并聯風機組的輸出總氣量的調節，在降低成本的同時也能達到比較好的污水處理效果，尤其適用于建于農村等的小型污水處理站。
