申請日2015.11.03
公開(公告)日2016.03.09
IPC分類號C02F9/14
摘要
本發(fā)明公開了一種智能河道污水處理系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括過濾器裝置、處理池裝置、曝氣裝置、消毒機(jī)、吸水泵、分流操控裝置、檢測裝置和攪拌裝置;污水中加入絮凝劑;通過過濾器裝置對加入了凝絮劑污水進(jìn)行過濾，所述多介質(zhì)過濾器內(nèi)裝隔板網(wǎng)架，砂石層和過濾網(wǎng)，過濾吸附裝置對所述污水進(jìn)行吸附除去重金屬污染物，然后對所述污水進(jìn)行消毒處理，有效凈化水質(zhì)，通過曝氣提高了水體的硝化、反硝化能力，極大地改善了系統(tǒng)的脫氮效果，形成一套高效快速的河道水體原位修復(fù)技術(shù);生物載體上設(shè)置的微生物對水體中的污染物進(jìn)一步降解，提高了水質(zhì);當(dāng)經(jīng)過上述處理的所述污水達(dá)到用水標(biāo)準(zhǔn)后，輸送到用水單位。
權(quán)利要求書
1.一種智能河道污水處理系統(tǒng)，其特征在于，該智能河道污水處理系統(tǒng)包括過濾器裝置、處理池裝置、曝氣裝置、消毒機(jī)、吸水泵、分流操控裝置、檢測裝置和攪拌裝置;
所述的曝氣裝置設(shè)置在處理池裝置的底部兩側(cè);所述消毒機(jī)位于處理池裝置右端并且消毒機(jī)入口端與處理池裝置出口端連接，吸水泵設(shè)置在消毒機(jī)右部且消毒機(jī)出口端與吸水泵入口端連接，分流操控裝置位于吸水泵上部且與吸水泵出口端連接，檢測裝置位于分流操控裝置一側(cè)，檢測裝置與分流操控裝置電性連接，過濾裝置設(shè)置在處理池裝置內(nèi)部且位于曝氣裝置上部，攪拌裝置設(shè)置在處理池裝置內(nèi)部且位于過濾裝置上部;
所述分流操控裝置包括調(diào)節(jié)閥輸入、電源開關(guān)按鈕、PLC控制單元和凈水容器，PLC控制單元與吸水泵電性連接，凈水容器一端與吸水泵連接，另一端與外部用水單位連接，所述的調(diào)節(jié)閥輸入安裝在電源開關(guān)按鈕的上部，電源開關(guān)按鈕、PLC控制單元均設(shè)置在凈水容器上部;
所述檢測裝置包括水質(zhì)監(jiān)測儀器、營養(yǎng)鹽自動分析儀、生物耗氧量監(jiān)測儀、總有機(jī)碳監(jiān)測儀、多環(huán)芳烴測量儀、黃色有機(jī)物測量儀和重金屬監(jiān)測設(shè)備;
所述的檢測裝置通過通信系統(tǒng)將多個(gè)河道污水處理子站點(diǎn)連接，所述的通信系統(tǒng)包括通信計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和監(jiān)控模塊兩部分;
所述的通信計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括：位于底層的備份服務(wù)器，該服務(wù)器通過核心交換機(jī)與局域網(wǎng)相連接;位于上層的與局域網(wǎng)相連接的網(wǎng)絡(luò)子網(wǎng)監(jiān)控服務(wù)器、短信處理服務(wù)器、網(wǎng)關(guān)服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器;
所述的監(jiān)控模塊是有獨(dú)立安裝的主機(jī)磁盤監(jiān)控、數(shù)據(jù)庫表空間監(jiān)控、數(shù)據(jù)庫進(jìn)程數(shù)監(jiān)控、采集數(shù)據(jù)監(jiān)控、各網(wǎng)絡(luò)子網(wǎng)監(jiān)控各子模塊組成，微分別監(jiān)控主機(jī)的磁盤空間，監(jiān)控全部河道污水處理子站點(diǎn)的進(jìn)程和表空間，監(jiān)控各個(gè)子網(wǎng)和重要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的連接。
2.如權(quán)利要求1所述的智能河道污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述備份服務(wù)器內(nèi)置云數(shù)據(jù)精簡模塊，用于判斷云數(shù)據(jù)是否需要被精簡。
3.如權(quán)利要求1所述的智能河道污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述智能河道污水處理系統(tǒng)還設(shè)置有溫控裝置，溫控裝置通過設(shè)置在處理池裝置的上部，溫控裝置包括溫度計(jì)、溫度控溫管、溫度傳感片和恒溫電路;所述的溫度計(jì)通過電性連接設(shè)置在恒溫電路的中間，溫度控溫管通過電性連接設(shè)置在溫度計(jì)的右側(cè)，所述的溫度控溫管采用聯(lián)管式氣控?zé)峁?所述的溫度傳感片通過電性連接設(shè)置在溫度計(jì)的下部左側(cè)，所述的溫度傳感片采用半導(dǎo)體熱電偶傳感片。
4.如權(quán)利要求1所述的智能河道污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的處理池裝置包括生物載體、分隔板和生物處理槽;所述的生物載體通過分隔板分隔設(shè)置在生物處理槽的內(nèi)部，所述的生物載體上設(shè)置有微生物，有機(jī)物;所述的曝氣裝置包括曝氣管和風(fēng)機(jī)，曝氣管上設(shè)置有曝氣孔，風(fēng)機(jī)連接曝氣管并設(shè)置在處理池裝置的左外部，風(fēng)機(jī)采用鼓風(fēng)機(jī)。
5.如權(quán)利要求1所述的智能河道污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的過濾裝置包括隔板網(wǎng)架，砂石層和過濾網(wǎng)，所述的隔板網(wǎng)架設(shè)置在砂石層與過濾網(wǎng)的中間;所述的攪拌裝置包括伸縮套管，攪拌網(wǎng)盤和驅(qū)動電機(jī)，所述的攪拌網(wǎng)盤通過伸縮套管設(shè)置在驅(qū)動電機(jī)的下部;所述的伸縮套管底部設(shè)置有轉(zhuǎn)軸。
6.一種使用權(quán)利要求1所述智能河道污水處理系統(tǒng)的河道污水處理方法，其特征在于，所述河道污水處理方法具體步驟為：
步驟一，待處理的污水添加絮凝劑和殺菌劑，通過攪拌裝置攪拌，過濾器裝置對加入了絮凝劑、殺菌劑的污水進(jìn)行過濾;
步驟二，對過濾后的污水生物載體上設(shè)置的微生物對水體中的污染物降解，同時(shí)，采用曝氣管上設(shè)置的曝氣孔曝氣的方式對河道內(nèi)受污染水體進(jìn)行曝氣，在曝氣管周圍構(gòu)成好氧-缺氧-厭氧生物反應(yīng)區(qū);
步驟三，處理池裝置處理后的水，在消毒機(jī)內(nèi)消毒，通過吸水泵送入凈水容器;
步驟四，經(jīng)檢測裝置檢測凈水容器內(nèi)水的指標(biāo)，PLC控制單元預(yù)存的數(shù)據(jù)與檢測數(shù)據(jù)對比，并通過LED液晶顯示屏顯示數(shù)據(jù)。
7.如權(quán)利要求6所述的河道污水處理方法，其特征在于，所述步驟一絮凝劑加入量為1-3g/噸水，殺菌劑加藥量為5-10g/噸水加入。
8.如權(quán)利要求6所述的河道污水處理方法，其特征在于，所述檢測裝置的云數(shù)據(jù)精簡模塊判斷云數(shù)據(jù)是否需要被精簡的方法如下：
步驟一、輸入河道污水處理子站點(diǎn)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，建立k-d樹以形成散亂點(diǎn)云之間的拓?fù)潢P(guān)系;
步驟二、利用點(diǎn)云數(shù)據(jù)生成包圍三維點(diǎn)云模型的立方體Vm，并將該立方體依據(jù)點(diǎn)云模型的中心點(diǎn)分為8個(gè)子立方體Vi(i=0，1，...，7)，將所有的數(shù)據(jù)點(diǎn)依據(jù)其空間所在位置進(jìn)行歸類，歸入各自的子立方體中;
步驟三、依據(jù)點(diǎn)云模型子立方體，將立方體Vm的每一個(gè)面分為4個(gè)子平面，根據(jù)上述步驟二中的射線生成方法生成射線;
步驟四、利用公式計(jì)算出子立方體Vi(i=0，1，...，7))中每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)到通過該立方體的每條射線之間的距離di(i=0，1，...，Max)，并由數(shù)據(jù)點(diǎn)到中心點(diǎn)Mid之間的距離得出每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)相應(yīng)的判斷閾值disi(i=0，1，...，Max)，若di 9.如權(quán)利要求8所述的河道污水處理方法，其特征在于，在步驟二中，根據(jù)兩點(diǎn)確定一條直線的原理，以三維點(diǎn)云模型的中心點(diǎn)作為所有射線的公共點(diǎn)，則只需要按一定規(guī)則生成射線另一點(diǎn)的坐標(biāo)，生成所有的射線; 生成一個(gè)最小的能夠包圍點(diǎn)云模型的立方體Vm，設(shè)該立方體的邊長為L，散亂點(diǎn)云在X、Y、Z軸方向的最大值和最小值分別為：Xmax、Ymax、Zmax、Xmin、Ymin、Zmin，則立方體邊長的計(jì)算方法如下： L=Max((Xmax-Xmin)，(Ymax-Ymin)，(Zmax-Zmin))，L為邊長，(Xmin，Ymin，Zmin)為一頂點(diǎn)，作立方體，并使其能夠完全包圍點(diǎn)云模型。 說明書 一種智能河道污水處理系統(tǒng)及方法 技術(shù)領(lǐng)域 本發(fā)明屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種智能河道污水處理系統(tǒng)及方法。 背景技術(shù) 目前，污水凈化是指為使污水達(dá)到排水某一水體或再次使用的水質(zhì)要求對其進(jìn)行凈化的過程，污水凈化處理被廣泛應(yīng)用于建筑、農(nóng)業(yè)，交通、能源、石化、環(huán)保、城市景觀、醫(yī)療、餐飲等各個(gè)領(lǐng)域，也越來越多地走進(jìn)尋常百姓的日常生活;所謂的污水凈化處理，就是處理后的污水出水水質(zhì)非常好，其指標(biāo)至少要達(dá)到中回用以上要求，才稱的上污水凈化處理;隨著國家節(jié)能環(huán)保戰(zhàn)略的深入,生物技術(shù)在各領(lǐng)域特別是污水處理方面產(chǎn)生了巨大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。但是，現(xiàn)有的河道污水處理的多功能凈化系統(tǒng)存在的功能不夠完善，污水凈化效果差，處理不徹底，使用不方便，適用性小，工作效率低，功能單一，操作不靈活,且缺乏環(huán)保性的問題。 發(fā)明內(nèi)容 本發(fā)明的目的在于提供一種智能河道污水處理系統(tǒng)及方法，旨在解決現(xiàn)有的河道污水處理的多功能凈化系統(tǒng)存在的功能不夠完善，污水凈化效果差，處理不徹底，使用不方便，適用性小，工作效率低，功能單一，操作不靈活,且缺乏環(huán)保性的問題。 本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種智能河道污水處理系統(tǒng)，該智能河道污水處理系統(tǒng)包括過濾器裝置、處理池裝置、曝氣裝置、消毒機(jī)、吸水泵、分流操控裝置、檢測裝置和攪拌裝置; 所述的曝氣裝置設(shè)置在處理池裝置的底部兩側(cè);所述消毒機(jī)位于處理池裝置右端并且消毒機(jī)入口端與處理池裝置出口端連接，吸水泵設(shè)置在消毒機(jī)右部 且消毒機(jī)出口端與吸水泵入口端連接，分流操控裝置位于吸水泵上部且與吸水泵出口端連接，檢測裝置位于分流操控裝置一側(cè)，檢測裝置與分流操控裝置電性連接，過濾裝置設(shè)置在處理池裝置內(nèi)部且位于曝氣裝置上部，攪拌裝置設(shè)置在處理池裝置內(nèi)部且位于過濾裝置上部; 所述分流操控裝置包括調(diào)節(jié)閥輸入、電源開關(guān)按鈕、PLC控制單元和凈水容器，PLC控制單元與吸水泵電性連接，凈水容器一端與吸水泵連接，另一端與外部用水單位連接，所述的調(diào)節(jié)閥輸入安裝在電源開關(guān)按鈕的上部，電源開關(guān)按鈕、PLC控制單元均設(shè)置在凈水容器上部; 所述檢測裝置包括水質(zhì)監(jiān)測儀器、營養(yǎng)鹽自動分析儀、生物耗氧量監(jiān)測儀、總有機(jī)碳監(jiān)測儀、多環(huán)芳烴測量儀、黃色有機(jī)物測量儀和重金屬監(jiān)測設(shè)備; 所述的檢測裝置通過通信系統(tǒng)將多個(gè)河道污水處理子站點(diǎn)連接，所述的通信系統(tǒng)包括通信計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和監(jiān)控模塊兩部分; 所述的通信計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括：位于底層的備份服務(wù)器，該服務(wù)器通過核心交換機(jī)與局域網(wǎng)相連接;位于上層的與局域網(wǎng)相連接的網(wǎng)絡(luò)子網(wǎng)監(jiān)控服務(wù)器、短信處理服務(wù)器、網(wǎng)關(guān)服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器; 所述的監(jiān)控模塊是有獨(dú)立安裝的主機(jī)磁盤監(jiān)控、數(shù)據(jù)庫表空間監(jiān)控、數(shù)據(jù)庫進(jìn)程數(shù)監(jiān)控、采集數(shù)據(jù)監(jiān)控、各網(wǎng)絡(luò)子網(wǎng)監(jiān)控各子模塊組成，微分別監(jiān)控主機(jī)的磁盤空間，監(jiān)控全部河道污水處理子站點(diǎn)的進(jìn)程和表空間，監(jiān)控各個(gè)子網(wǎng)和重要網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的連接。 進(jìn)一步，所述備份服務(wù)器內(nèi)置云數(shù)據(jù)精簡模塊，用于判斷云數(shù)據(jù)是否需要被精簡。 進(jìn)一步，所述智能河道污水處理系統(tǒng)還設(shè)置有溫控裝置，溫控裝置通過設(shè)置在處理池裝置的上部，溫控裝置包括溫度計(jì)、溫度控溫管、溫度傳感片和恒溫電路;所述的溫度計(jì)通過電性連接設(shè)置在恒溫電路的中間，溫度控溫管通過電性連接設(shè)置在溫度計(jì)的右側(cè)，所述的溫度控溫管采用聯(lián)管式氣控?zé)峁?所述的溫度傳感片通過電性連接設(shè)置在溫度計(jì)的下部左側(cè)，所述的溫度傳感片采用 半導(dǎo)體熱電偶傳感片。 進(jìn)一步，所述的處理池裝置包括生物載體、分隔板和生物處理槽;所述的生物載體通過分隔板分隔設(shè)置在生物處理槽的內(nèi)部，所述的生物載體上設(shè)置有微生物，有機(jī)物;所述的曝氣裝置包括曝氣管和風(fēng)機(jī)，曝氣管上設(shè)置有曝氣孔，風(fēng)機(jī)連接曝氣管并設(shè)置在處理池裝置的左外部，風(fēng)機(jī)采用鼓風(fēng)機(jī)。 進(jìn)一步，所述的過濾裝置包括隔板網(wǎng)架，砂石層和過濾網(wǎng)，所述的隔板網(wǎng)架設(shè)置在砂石層與過濾網(wǎng)的中間;所述的攪拌裝置包括伸縮套管，攪拌網(wǎng)盤和驅(qū)動電機(jī)，所述的攪拌網(wǎng)盤通過伸縮套管設(shè)置在驅(qū)動電機(jī)的下部;所述的伸縮套管底部設(shè)置有轉(zhuǎn)軸。 本發(fā)明的另一目的在于提供一種使用所述智能河道污水處理系統(tǒng)的河道污水處理方法，所述河道污水處理方法具體步驟為： 步驟一，待處理的污水添加絮凝劑和殺菌劑，通過攪拌裝置攪拌，過濾器裝置對加入了絮凝劑、殺菌劑的污水進(jìn)行過濾; 步驟二，對過濾后的污水生物載體上設(shè)置的微生物對水體中的污染物降解，同時(shí)，采用曝氣管上設(shè)置的曝氣孔曝氣的方式對河道內(nèi)受污染水體進(jìn)行曝氣，在曝氣管周圍構(gòu)成好氧-缺氧-厭氧生物反應(yīng)區(qū); 步驟三，處理池裝置處理后的水，在消毒機(jī)內(nèi)消毒，通過吸水泵送入凈水容器; 步驟四，經(jīng)檢測裝置檢測凈水容器內(nèi)水的指標(biāo)，PLC控制單元預(yù)存的數(shù)據(jù)與檢測數(shù)據(jù)對比，并通過LED液晶顯示屏顯示數(shù)據(jù)。 進(jìn)一步，所述步驟一絮凝劑加入量為1-3g/噸水，殺菌劑加藥量為5-10g/噸水加入。 進(jìn)一步，所述檢測裝置的云數(shù)據(jù)精簡模塊判斷云數(shù)據(jù)是否需要被精簡的方法如下： 步驟一、輸入河道污水處理子站點(diǎn)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，建立k-d樹以形成散亂點(diǎn)云之間的拓?fù)潢P(guān)系; 步驟二、利用點(diǎn)云數(shù)據(jù)生成包圍三維點(diǎn)云模型的立方體Vm，并將該立方體依據(jù)點(diǎn)云模型的中心點(diǎn)分為8個(gè)子立方體Vi(i=0，1，...，7)，將所有的數(shù)據(jù)點(diǎn)依據(jù)其空間所在位置進(jìn)行歸類，歸入各自的子立方體中; 步驟三、依據(jù)點(diǎn)云模型子立方體，將立方體Vm的每一個(gè)面分為4個(gè)子平面，根據(jù)上述步驟二中的射線生成方法生成射線; 步驟四、利用公式計(jì)算出子立方體Vi(i=0，1，...，7))中每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)到通過該立方體的每條射線之間的距離di(i=0，1，...，Max)，并由數(shù)據(jù)點(diǎn)到中心點(diǎn)Mid之間的距離得出每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)相應(yīng)的判斷閾值disi(i=0，1，...，Max)，若di 進(jìn)一步，在步驟二中，根據(jù)兩點(diǎn)確定一條直線的原理，以三維點(diǎn)云模型的中心點(diǎn)作為所有射線的公共點(diǎn)，則只需要按一定規(guī)則生成射線另一點(diǎn)的坐標(biāo)，生成所有的射線; 生成一個(gè)最小的能夠包圍點(diǎn)云模型的立方體Vm，設(shè)該立方體的邊長為L，散亂點(diǎn)云在X、Y、Z軸方向的最大值和最小值分別為：Xmax、Ymax、Zmax、Xmin、Ymin、Zmin，則立方體邊長的計(jì)算方法如下： L=Max((Xmax-Xmin)，(Ymax-Ymin)，(Zmax-Zmin))，L為邊長，(Xmin，Ymin，Zmin)為一頂點(diǎn)，作立方體，并使其能夠完全包圍點(diǎn)云模型。 本發(fā)明提供的智能河道污水處理系統(tǒng)及方法，在污水中加入絮凝劑，通過過濾器裝置對加入了所述凝絮劑的所述污水進(jìn)行過濾，所述多介質(zhì)過濾器內(nèi)裝隔板網(wǎng)架，砂石層和過濾網(wǎng)，過濾吸附裝置對所述污水進(jìn)行吸附除去重金屬污染物，然后對所述污水進(jìn)行消毒處理，有效凈化水質(zhì)，采用微孔曝氣的方式對河道內(nèi)受污染水體進(jìn)行曝氣，曝氣的氣體為空氣，曝氣后會在曝氣管道附近水域形成好氧硝化區(qū)，溶解氧為1.5～2.5mg/L;隨著水體的流動，在未設(shè)置曝氣管道的區(qū)域，溶解氧逐漸降低，形成缺氧區(qū)，溶解氧濃度為0.2～0.6mg/L;形成厭氧反應(yīng)區(qū)，溶解氧濃度為0～0.2mg/L;通過曝氣提高了水體的硝化、 反硝化能力，極大地改善了系統(tǒng)的脫氮效果，形成一套高效快速的河道水體原位修復(fù)技術(shù);生物載體上設(shè)置的微生物對水體中的污染物進(jìn)一步降解，提高了水質(zhì);對經(jīng)過上述處理的所述污水進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)經(jīng)過上述處理的所述污水達(dá)到用水標(biāo)準(zhǔn)后，輸送到用水單位，PLC控制單元預(yù)存的國標(biāo)數(shù)據(jù)與檢測數(shù)據(jù)對比，并通過LED液晶顯示屏顯示數(shù)據(jù)，當(dāng)不符合國標(biāo)，PLC控制單元發(fā)出指令，關(guān)閉進(jìn)水泵和關(guān)閉外供的設(shè)備，對水需進(jìn)一步處理，從而實(shí)現(xiàn)智能控制，設(shè)置的溫控裝置準(zhǔn)確檢測進(jìn)水溫度，能有效提供處理水的外部條件，對處理水采取適宜的措施提供依據(jù)。
