申請日2016.05.12

　　公開(公告)日2016.07.20

　　IPC分類號C02F3/02

　　摘要

　　本發(fā)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(lián)風(fēng)機(jī)組。并聯(lián)風(fēng)機(jī)組包括兩個以上并聯(lián)的風(fēng)機(jī)，每個風(fēng)機(jī)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�？刂茊卧�，與每個風(fēng)機(jī)連接，用于根據(jù)獲取的污水進(jìn)水水泵的狀態(tài)、污水進(jìn)水流量以及水中的溶解氧濃度控制風(fēng)機(jī)的開啟或者關(guān)閉。無需增設(shè)昂貴的變頻風(fēng)機(jī)和電動閥門來調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的氣量，只需通過控制單元根據(jù)獲取的污水進(jìn)水水泵的狀態(tài)、污水進(jìn)水流量以及水中的溶解氧濃度等污水處理的實(shí)際情況來控制風(fēng)機(jī)的開啟或者關(guān)閉，就可以實(shí)現(xiàn)對并聯(lián)風(fēng)機(jī)組的輸出總氣量的調(diào)節(jié)，在降低成本的同時也能達(dá)到比較好的污水處理效果。

　　權(quán)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(lián)風(fēng)機(jī)組(12);

　　所述并聯(lián)風(fēng)機(jī)組(12)包括兩個以上并聯(lián)的風(fēng)機(jī)，每個所述風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)連接，用于根據(jù)獲取的污水進(jìn)水水泵的狀態(tài)、污水進(jìn)水流量以及水中的溶解氧濃度控制所述風(fēng)機(jī)的開啟或者關(guān)閉。

　　2.根據(jù)權(quán)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(guān)電路(112);

　　所述開關(guān)電路(112)，包括兩個以上并聯(lián)的可控開關(guān)器件，每個所述可控開關(guān)器件的一端與電源連接，另一端與其對應(yīng)的所述風(fēng)機(jī)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?qū)��?yīng)的所述可控開關(guān)器件發(fā)出控制信號，控制該可控開關(guān)器件導(dǎo)通或者截止。

　　3.根據(jù)權(quán)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(jī)和/或云服務(wù)器間的連接。

　　4.根據(jù)權(quán)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(guān)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(jù)權(quán)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(lián)風(fēng)機(jī)組(12)的氣量參數(shù)根據(jù)污水處理水量、原水污染物濃度和水質(zhì)及池型結(jié)構(gòu)的修正系數(shù)綜合確定，選取的每個所述風(fēng)機(jī)的氣量參數(shù)由所述并聯(lián)風(fēng)機(jī)組(12)的氣量參數(shù)和所述風(fēng)機(jī)的總數(shù)量確定。

　　6.一種用于權(quán)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(jìn)水水泵的運(yùn)行狀態(tài)、污水進(jìn)水流量以及水中的溶解氧濃度;

　　根據(jù)所述污水進(jìn)水水泵的狀態(tài)、污水進(jìn)水流量以及水中的溶解氧濃度確定所述并聯(lián)風(fēng)機(jī)組(12)中處于工作狀態(tài)的風(fēng)機(jī)的預(yù)期數(shù)量;

　　根據(jù)所述預(yù)期數(shù)量控制所述并聯(lián)風(fēng)機(jī)組(12)中的風(fēng)機(jī)開啟或者關(guān)閉，使處于工作狀態(tài)的風(fēng)機(jī)的數(shù)量與所述預(yù)期數(shù)量保持一致。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述根據(jù)所述污水進(jìn)水水泵的狀態(tài)、污水進(jìn)水流量以及水中的溶解氧濃度確定所述并聯(lián)風(fēng)機(jī)組(12)中處于工作狀態(tài)的風(fēng)機(jī)的預(yù)期數(shù)量的步驟包括：

　　若所述污水進(jìn)水水泵的狀態(tài)為關(guān)閉狀態(tài)，將所述風(fēng)機(jī)的總數(shù)量與預(yù)設(shè)關(guān)閉風(fēng)機(jī)的數(shù)量的差值作為所述并聯(lián)風(fēng)機(jī)組(12)中處于工作狀態(tài)的風(fēng)機(jī)的預(yù)期數(shù)量;

　　若所述污水進(jìn)水水泵的狀態(tài)為運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)一步判斷所述污水進(jìn)水流量是否低于預(yù)設(shè)進(jìn)水流量的正常范圍;

　　若低于，獲取所述預(yù)設(shè)進(jìn)水流量與所述污水進(jìn)水流量之間的當(dāng)前水量差值，根據(jù)所述當(dāng)前水量差值與預(yù)先建立的水量差值與需要關(guān)閉的風(fēng)機(jī)的數(shù)量間的對應(yīng)關(guān)系確定當(dāng)前需要關(guān)閉的風(fēng)機(jī)的數(shù)量，將所述風(fēng)機(jī)的總數(shù)量與所述當(dāng)前需要關(guān)閉的風(fēng)機(jī)的數(shù)量的差值作為所述并聯(lián)風(fēng)機(jī)組(12)中處于工作狀態(tài)的風(fēng)機(jī)的預(yù)期數(shù)量;

　　若所述污水進(jìn)水流量處于所述正常范圍，進(jìn)一步判斷所述水中的溶解氧濃度是否大于預(yù)設(shè)溶解氧濃度;

　　若大于，獲取所述水中的溶解氧濃度與所述預(yù)設(shè)溶解氧濃度之間的當(dāng)前濃度差值，根據(jù)所述當(dāng)前濃度差值與預(yù)先建立的濃度差值與需要關(guān)閉的風(fēng)機(jī)的數(shù)量間的對應(yīng)關(guān)系確定當(dāng)前需要關(guān)閉的風(fēng)機(jī)的數(shù)量，將所述風(fēng)機(jī)的總數(shù)量與所述當(dāng)前需要關(guān)閉的風(fēng)機(jī)的數(shù)量的差值作為所述并聯(lián)風(fēng)機(jī)組(12)中處于工作狀態(tài)的風(fēng)機(jī)的預(yù)期數(shù)量。

　　8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的控制方法，其特征在于，還包括：

　　發(fā)送所述污水進(jìn)水水泵的運(yùn)行狀態(tài)、所述污水進(jìn)水流量以及所述水中的溶解氧濃度至上位機(jī)和/或云服務(wù)器;

　　接收所述上位機(jī)和/或云服務(wù)器發(fā)出的控制指令，依據(jù)所述控制指令進(jìn)行相應(yīng)的控制操作。

　　9.一種用于權(quán)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(jìn)水水泵的運(yùn)行狀態(tài)、污水進(jìn)水流量以及水中的溶解氧濃度;

　　預(yù)期數(shù)量確定單元(22)，用于根據(jù)所述污水進(jìn)水水泵的狀態(tài)、污水進(jìn)水流量以及水中的溶解氧濃度確定所述并聯(lián)風(fēng)機(jī)組(12)中處于工作狀態(tài)的風(fēng)機(jī)的預(yù)期數(shù)量;

　　執(zhí)行單元(23)，用于根據(jù)所述預(yù)期數(shù)量控制所述并聯(lián)風(fēng)機(jī)組(12)中的風(fēng)機(jī)開啟或者關(guān)閉，使處于工作狀態(tài)的風(fēng)機(jī)的數(shù)量與所述預(yù)期數(shù)量保持一致。

　　10.一種污水處理站，其特征在于，包括權(quán)利要求1-5任一項所述的曝氣裝置(1)、權(quán)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(jìn)水水泵的運(yùn)行狀態(tài)、污水進(jìn)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(jù)獲取的所述污水進(jìn)水水泵的運(yùn)行狀態(tài)、所述污水進(jìn)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(lián)風(fēng)機(jī)組(12)中處于工作狀態(tài)的風(fēng)機(jī)的預(yù)期數(shù)量，并根據(jù)所述預(yù)期數(shù)量控制所述并聯(lián)風(fēng)機(jī)組(12)中的風(fēng)機(jī)的開啟或者關(guān)閉，使處于工作狀態(tài)的風(fēng)機(jī)的數(shù)量與所述預(yù)期數(shù)量保持一致。

　　11.根據(jù)權(quán)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(jìn)水口與污水進(jìn)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(jìn)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(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)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(shù)

　　當(dāng)下污水處理領(lǐng)域中，以生物法應(yīng)用最為廣泛，即人為地維持好氧、缺氧或者厭氧環(huán)境，使生物池中的微生物按照需求持續(xù)發(fā)生特定的生化反應(yīng)以降低目標(biāo)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(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。而該污水處理工藝的核心設(shè)備是風(fēng)機(jī)，通過調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的氣量能夠?qū)ζ貧饬窟M(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而調(diào)節(jié)水中的溶解氧濃度使其達(dá)到期望值，實(shí)現(xiàn)好氧、缺氧或者厭氧環(huán)境的維持以達(dá)到好的污水處理效果。

　　現(xiàn)有的污水處理廠一般是根據(jù)處理水量、原水污染物濃度等指標(biāo)計算出好氧段等的需氧量，再基于水質(zhì)及池型結(jié)構(gòu)等的修正系數(shù)選擇出合適參數(shù)的風(fēng)機(jī)，并讓其長期運(yùn)行。此種方法為了避免在極端條件下(比如污水進(jìn)水量過大超出原有設(shè)計水平)由于風(fēng)機(jī)氣量不夠出現(xiàn)水質(zhì)不達(dá)標(biāo)的情況，所選出的風(fēng)機(jī)的氣量參數(shù)一般偏大，導(dǎo)致日常情況很大一部分能量都白白被消耗掉了。為了節(jié)能降耗，有的污水處理廠將電動閥門、變頻風(fēng)機(jī)、溶解氧傳感器與控制器連接，通過溶解氧傳感器實(shí)時監(jiān)測水中的溶解氧濃度，控制器根據(jù)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(fēng)機(jī)的氣量進(jìn)行調(diào)節(jié)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(fēng)機(jī)以及電動閥門等價格昂貴，從經(jīng)濟(jì)角度考慮，對建于農(nóng)村等的小型污水處理站并不適用。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)污水處理工藝中所選出的風(fēng)機(jī)的氣量參數(shù)一般偏大，導(dǎo)致日常情況很大一部分能量都白白被消耗掉，而用于調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)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(jù)污水處理的實(shí)際情況調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)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(fā)明提供了如下技術(shù)方案：

　　本發(fā)明提供了一種曝氣裝置，包括：控制單元和并聯(lián)風(fēng)機(jī)組;

　　所述并聯(lián)風(fēng)機(jī)組包括兩個以上并聯(lián)的風(fēng)機(jī)，每個所述風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)連接，用于根據(jù)獲取的污水進(jìn)水水泵的狀態(tài)、污水進(jìn)水流量以及水中的溶解氧濃度控制所述風(fēng)機(jī)的開啟或者關(guān)閉。

　　本發(fā)明所述的曝氣裝置，所述控制單元包括控制器和開關(guān)電路;

　　所述開關(guān)電路，包括兩個以上并聯(lián)的可控開關(guān)器件，每個所述可控開關(guān)器件的一端與電源連接，另一端與其對應(yīng)的所述風(fēng)機(jī)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?qū)��?yīng)的所述可控開關(guān)器件發(fā)出控制信號，控制該可控開關(guān)器件導(dǎo)通或者截止。

　　本發(fā)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(jī)和/或云服務(wù)器間的連接。

　　本發(fā)明所述的曝氣裝置，所述控制器、所述開關(guān)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(fā)明所述的曝氣裝置，選取的所述并聯(lián)風(fēng)機(jī)組的氣量參數(shù)根據(jù)污水處理水量、原水污染物濃度和水質(zhì)及池型結(jié)構(gòu)的修正系數(shù)綜合確定，選取的每個所述風(fēng)機(jī)的氣量參數(shù)由所述并聯(lián)風(fēng)機(jī)組的氣量參數(shù)和所述風(fēng)機(jī)的總數(shù)量確定。

　　本發(fā)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(jìn)水水泵的運(yùn)行狀態(tài)、污水進(jìn)水流量以及水中的溶解氧濃度;

　　根據(jù)所述污水進(jìn)水水泵的狀態(tài)、污水進(jìn)水流量以及水中的溶解氧濃度確定所述并聯(lián)風(fēng)機(jī)組中處于工作狀態(tài)的風(fēng)機(jī)的預(yù)期數(shù)量;

　　根據(jù)所述預(yù)期數(shù)量控制所述并聯(lián)風(fēng)機(jī)組中的風(fēng)機(jī)開啟或者關(guān)閉，使處于工作狀態(tài)的風(fēng)機(jī)的數(shù)量與所述預(yù)期數(shù)量保持一致。

　　本發(fā)明所述的控制方法，所述根據(jù)所述污水進(jìn)水水泵的狀態(tài)、污水進(jìn)水流量以及水中的溶解氧濃度確定所述并聯(lián)風(fēng)機(jī)組中處于工作狀態(tài)的風(fēng)機(jī)的預(yù)期數(shù)量的步驟包括：

　　若所述污水進(jìn)水水泵的狀態(tài)為關(guān)閉狀態(tài)，將所述風(fēng)機(jī)的總數(shù)量與預(yù)設(shè)關(guān)閉風(fēng)機(jī)的數(shù)量的差值作為所述并聯(lián)風(fēng)機(jī)組中處于工作狀態(tài)的風(fēng)機(jī)的預(yù)期數(shù)量;

　　若所述污水進(jìn)水水泵的狀態(tài)為運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)一步判斷所述污水進(jìn)水流量是否低于預(yù)設(shè)進(jìn)水流量的正常范圍;

　　若低于，獲取所述預(yù)設(shè)進(jìn)水流量與所述污水進(jìn)水流量之間的當(dāng)前水量差值，根據(jù)所述當(dāng)前水量差值與預(yù)先建立的水量差值與需要關(guān)閉的風(fēng)機(jī)的數(shù)量間的對應(yīng)關(guān)系確定當(dāng)前需要關(guān)閉的風(fēng)機(jī)的數(shù)量，將所述風(fēng)機(jī)的總數(shù)量與所述當(dāng)前需要關(guān)閉的風(fēng)機(jī)的數(shù)量的差值作為所述并聯(lián)風(fēng)機(jī)組中處于工作狀態(tài)的風(fēng)機(jī)的預(yù)期數(shù)量;

　　若所述污水進(jìn)水流量處于所述正常范圍，進(jìn)一步判斷所述水中的溶解氧濃度是否大于預(yù)設(shè)溶解氧濃度;

　　若大于，獲取所述水中的溶解氧濃度與所述預(yù)設(shè)溶解氧濃度之間的當(dāng)前濃度差值，根據(jù)所述當(dāng)前濃度差值與預(yù)先建立的濃度差值與需要關(guān)閉的風(fēng)機(jī)的數(shù)量間的對應(yīng)關(guān)系確定當(dāng)前需要關(guān)閉的風(fēng)機(jī)的數(shù)量，將所述風(fēng)機(jī)的總數(shù)量與所述當(dāng)前需要關(guān)閉的風(fēng)機(jī)的數(shù)量的差值作為所述并聯(lián)風(fēng)機(jī)組中處于工作狀態(tài)的風(fēng)機(jī)的預(yù)期數(shù)量。

　　本發(fā)明所述的控制方法，還包括：

　　發(fā)送所述污水進(jìn)水水泵的運(yùn)行狀態(tài)、所述污水進(jìn)水流量以及所述水中的溶解氧濃度至上位機(jī)和/或云服務(wù)器;

　　接收所述上位機(jī)和/或云服務(wù)器發(fā)出的控制指令，依據(jù)所述控制指令進(jìn)行相應(yīng)的控制操作。

　　本發(fā)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(jìn)水水泵的運(yùn)行狀態(tài)、污水進(jìn)水流量以及水中的溶解氧濃度;

　　預(yù)期數(shù)量確定單元，用于根據(jù)所述污水進(jìn)水水泵的狀態(tài)、污水進(jìn)水流量以及水中的溶解氧濃度確定所述并聯(lián)風(fēng)機(jī)組中處于工作狀態(tài)的風(fēng)機(jī)的預(yù)期數(shù)量;

　　執(zhí)行單元，用于根據(jù)所述預(yù)期數(shù)量控制所述并聯(lián)風(fēng)機(jī)組中的風(fēng)機(jī)開啟或者關(guān)閉，使處于工作狀態(tài)的風(fēng)機(jī)的數(shù)量與所述預(yù)期數(shù)量保持一致。

　　本發(fā)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(jìn)水水泵的運(yùn)行狀態(tài)、污水進(jìn)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(jù)獲取的所述污水進(jìn)水水泵的運(yùn)行狀態(tài)、所述污水進(jìn)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(lián)風(fēng)機(jī)組中處于工作狀態(tài)的風(fēng)機(jī)的預(yù)期數(shù)量，并根據(jù)所述預(yù)期數(shù)量控制所述并聯(lián)風(fēng)機(jī)組中的風(fēng)機(jī)的開啟或者關(guān)閉，使處于工作狀態(tài)的風(fēng)機(jī)的數(shù)量與所述預(yù)期數(shù)量保持一致。

　　本發(fā)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(jìn)水口與污水進(jìn)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(jìn)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(fā)明技術(shù)方案，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

　　本發(fā)明提供了一種曝氣裝置，包括：控制單元和并聯(lián)風(fēng)機(jī)組。并聯(lián)風(fēng)機(jī)組包括兩個以上并聯(lián)的風(fēng)機(jī)，每個風(fēng)機(jī)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(fēng)機(jī)連接，用于根據(jù)獲取的污水進(jìn)水水泵的狀態(tài)、污水進(jìn)水流量以及水中的溶解氧濃度控制風(fēng)機(jī)的開啟或者關(guān)閉。無需增設(shè)昂貴的變頻風(fēng)機(jī)和電動閥門來調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的氣量，只需通過控制單元根據(jù)獲取的污水進(jìn)水水泵的狀態(tài)、污水進(jìn)水流量以及水中的溶解氧濃度等污水處理的實(shí)際情況來控制風(fēng)機(jī)的開啟或者關(guān)閉，就可以實(shí)現(xiàn)對并聯(lián)風(fēng)機(jī)組的輸出總氣量的調(diào)節(jié)，在降低成本的同時也能達(dá)到比較好的污水處理效果，尤其適用于建于農(nóng)村等的小型污水處理站。