申請日2015.09.30

　　公開(公告)日2016.03.02

　　IPC分類號C02F3/12; G05B19/05

　　摘要

　　本實(shí)用新型公開了一種基于機(jī)電一體化智能傳感器的工業(yè)廢水調(diào)控系統(tǒng)，包括氧化溝與PLC控制系統(tǒng)，所述氧化溝設(shè)有污水進(jìn)水管、污水出水管以及污泥回流管，氧化溝內(nèi)安裝有測量污水中溶解氧含量的溶解氧傳感器以及增加污水中溶解氧含量的曝氣機(jī)，所述溶解氧傳感器與PLC控制系統(tǒng)相連，PLC控制系統(tǒng)與控制曝氣機(jī)轉(zhuǎn)速的變頻器相連，變頻器與曝氣機(jī)連接。本實(shí)用新型PLC控制系統(tǒng)對氧化溝中的曝氣機(jī)進(jìn)行自動化控制，從而實(shí)現(xiàn)對氧化溝中污水溶解氧的自動化調(diào)節(jié)，保持了污水DO值的恒定，提高了氧化溝的污水處理效率;實(shí)現(xiàn)通過調(diào)節(jié)變頻器的頻率就可以調(diào)節(jié)氧化溝中DO值的技術(shù)效果，降低了自動化控制的難度，且提高了控制精度，使整個(gè)處理系統(tǒng)變得更為簡潔實(shí)用。

　　摘要附圖

 

　　權(quán)利要求書

　　1.一種基于機(jī)電一體化智能傳感器的工業(yè)廢水調(diào)控系統(tǒng)，包括氧化溝與PLC控制系統(tǒng)，所述氧化溝設(shè)有污水進(jìn)水管、污水出水管以及污泥回流管，其特征在于：氧化溝內(nèi)安裝有測量污水中溶解氧含量的溶解氧傳感器以及增加污水中溶解氧含量的曝氣機(jī)，所述溶解氧傳感器與PLC控制系統(tǒng)相連，PLC控制系統(tǒng)與控制曝氣機(jī)轉(zhuǎn)速的變頻器相連，變頻器與曝氣機(jī)連接。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于機(jī)電一體化智能傳感器的工業(yè)廢水調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于：所述氧化溝的污水進(jìn)水管上還設(shè)有進(jìn)水泵以及控制閥，所述控制閥設(shè)有與PLC控制系統(tǒng)相連接的控制器。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于機(jī)電一體化智能傳感器的工業(yè)廢水調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于：所述氧化溝還包括使氧化溝內(nèi)的污水、活性污泥相互混合的潛水?dāng)嚢杵饕约巴七M(jìn)水流的推流器。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于機(jī)電一體化智能傳感器的工業(yè)廢水調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于：所述PLC控制系統(tǒng)為將PID控制和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的PLC控制系統(tǒng)。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于機(jī)電一體化智能傳感器的工業(yè)廢水調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于：所述氧化溝為卡魯塞爾氧化溝。

　　說明書

　　一種基于機(jī)電一體化智能傳感器的工業(yè)廢水調(diào)控系統(tǒng)

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本實(shí)用新型涉及污水處理系統(tǒng)領(lǐng)域，具體是指一種基于機(jī)電一體化智能傳感器的工業(yè)廢水調(diào)控系統(tǒng)。

　　背景技術(shù)

　　氧化溝(oxidationditeh)又名連續(xù)循環(huán)曝氣池(Continuousloopreaetor)，是活性污泥法的一種變形。氧化溝污水處理工藝是在20世紀(jì)50年代由荷蘭衛(wèi)生工程研究所研制成功的。自從1954年在荷蘭的首次投入使用以來，由于其出水水質(zhì)好、運(yùn)行穩(wěn)定、管理方便等技術(shù)特點(diǎn)，已經(jīng)在國內(nèi)外廣泛的應(yīng)用于生活污水和工業(yè)污水的治理。

　　傳統(tǒng)的污水處理廠的控制多采用常規(guī)的儀表控制，以手動控制為主，依靠操作工人的知識和經(jīng)驗(yàn)。這種方式難以達(dá)到國家關(guān)于污水處理的排放標(biāo)準(zhǔn)，勞動生產(chǎn)率低，系統(tǒng)信息分散。活性污泥法是目前國內(nèi)外用來提高水質(zhì)的一種既經(jīng)濟(jì)又簡便的污水水處理技術(shù)，準(zhǔn)確地控制氧化溝中溶解氧(DO)是獲得較好處理效果及經(jīng)濟(jì)效益的前提。但活性污泥生化反應(yīng)過程是一個(gè)復(fù)雜的非線性的生化過程，在實(shí)際污水處理過程中，水質(zhì)水量不斷波動，要實(shí)現(xiàn)保證氧化溝DO值恒定非常困難。

　　實(shí)用新型內(nèi)容

　　本實(shí)用新型的目的在于提供一種自動控制氧化溝中污水溶解氧濃度的基于機(jī)電一體化智能傳感器的工業(yè)廢水調(diào)控系統(tǒng)。

　　本實(shí)用新型通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種基于機(jī)電一體化智能傳感器的工業(yè)廢水調(diào)控系統(tǒng)，包括氧化溝與PLC控制系統(tǒng)，所述氧化溝設(shè)有污水進(jìn)水管、污水出水管以及污泥回流管，氧化溝內(nèi)安裝有測量污水中溶解氧含量的溶解氧傳感器以及增加污水中溶解氧含量的曝氣機(jī)，所述溶解氧傳感器與PLC控制系統(tǒng)相連，PLC控制系統(tǒng)與控制曝氣機(jī)轉(zhuǎn)速的變頻器相連，變頻器與曝氣機(jī)連接。

　　本技術(shù)方案的工作原理，即通過溶解氧傳感器將氧化溝中污水的DO值傳輸給PLC控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)改變變頻器的頻率來控制曝氣機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而控制曝氣機(jī)的曝氣量，最終影響到氧化溝中污水的DO值，使DO值保持穩(wěn)定，氧化溝可以高效的進(jìn)行污水的處理。

　　為了更好地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，進(jìn)一步地，所述氧化溝的污水進(jìn)水管上還設(shè)有進(jìn)水泵以及控制閥，所述控制閥設(shè)有與PLC控制系統(tǒng)相連接的控制器。

　　為了更好地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，進(jìn)一步地，所述氧化溝還包括使氧化溝內(nèi)的污水、活性污泥相互混合的潛水?dāng)嚢杵饕约巴七M(jìn)水流的推流器。潛水?dāng)嚢杵鞯淖饔弥饕�是起到推進(jìn)水流的作用同時(shí)使氧化溝內(nèi)的污水、活性污泥處于劇烈攪動狀態(tài)，活性污泥與污水相互混合、充分接觸，使活性污泥反應(yīng)得以充分進(jìn)行，推流器是為了污水在氧化溝中更好地進(jìn)行循環(huán)曝氣、沉降。

　　為了更好地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，進(jìn)一步地，所述PLC控制系統(tǒng)為將PID控制和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的PLC控制系統(tǒng)�；钚晕勰嗌�化處理系統(tǒng)，其水處理過程是一個(gè)復(fù)雜的物理、化學(xué)過程，具有不確定性和滯后性及很強(qiáng)的非線性。雖然傳統(tǒng)的PID控制具有結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定性好、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。但是由于傳統(tǒng)的PID控制方法本身存在的問題：(l)傳統(tǒng)的PID控制理論是建立在數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上。被控對象若沒有足夠精度的數(shù)學(xué)模型，傳統(tǒng)的PID控制方法就顯得蒼白無力�；钚晕勰嗨�處理系統(tǒng)就屬于這種類型，無法用機(jī)理分析和數(shù)學(xué)推導(dǎo)的方法來建立其模型。(2)傳統(tǒng)的PID控制理論對非線性系統(tǒng)尚缺乏通用的分析和設(shè)計(jì)方法。廢水處理系統(tǒng)是一種多變量非線性系統(tǒng)，溶解氧的濃度以及化學(xué)藥劑的投加量和廢水水質(zhì)關(guān)系復(fù)雜，很難用線性關(guān)系來描述。使得其不適用于本文的研究對象。近年來，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以其任意非線性函數(shù)的任意逼近能力和自學(xué)習(xí)能力，在控制領(lǐng)域內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。因此，將PID控制和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的控制策略的研究倍受學(xué)者關(guān)注。比例、積分和微分神經(jīng)元組成的PID神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有快速學(xué)習(xí)能力和良好的性能;神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自整定PID控制參數(shù)可以在線整定和優(yōu)化，具有較強(qiáng)的自適應(yīng)能力和魯棒性。

　　為了更好地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，進(jìn)一步地，所述氧化溝為卡魯塞爾氧化溝�？�魯塞爾氧化溝可以滿足在較深的氧化溝溝渠中使混合液充分混合，并能維持較高的傳質(zhì)效率，以克服小型氧化溝溝深較淺，混合效果差等缺陷。實(shí)踐證明該工藝具有投資省、處理效率高、可靠性好、管理方便和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，這里作為優(yōu)選。

　　本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：

　　(1)本實(shí)用新型通過在氧化溝中增設(shè)溶解氧傳感器，并通過PLC控制系統(tǒng)對氧化溝中的曝氣機(jī)進(jìn)行自動化控制，從而實(shí)現(xiàn)對氧化溝中污水溶解氧的自動化調(diào)節(jié)，保持了污水DO值的恒定，提高了氧化溝的污水處理效率，同時(shí)降低了污水處理的成本;

　　(2)本實(shí)用新型中PLC控制系統(tǒng)通過控制變頻器，來控制曝氣機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)曝氣機(jī)的曝氣量，實(shí)現(xiàn)通過調(diào)節(jié)變頻器的頻率就可以調(diào)節(jié)氧化溝中DO值的技術(shù)效果，降低了自動化控制的難度，且提高了控制精度，使整個(gè)處理系統(tǒng)變得更為簡潔實(shí)用;

　　(3)本實(shí)用新型中，PLC控制系統(tǒng)還通過控制器控制無水進(jìn)水管的控制閥，加強(qiáng)了對氧化溝內(nèi)污水的控制力度，提高了氧化溝的凈化效率。