公布日：2023.11.14
申請日：2023.10.10
分類號：C02F3/30(2023.01)I;C02F3/00(2023.01)I;C02F3/32(2023.01)I
摘要
一種監(jiān)測與診斷一體化聯(lián)動污水處理系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)、調(diào)節(jié)池、生化處理模塊和人工濕地處理模塊，控制系統(tǒng)包括動態(tài)監(jiān)測模塊和專家診斷模塊，動態(tài)監(jiān)測模塊用于監(jiān)測調(diào)節(jié)池中的水質(zhì)水量數(shù)據(jù)，專家診斷模塊用于根據(jù)水質(zhì)水量數(shù)據(jù)匹配相應(yīng)的專家處理模式和確定相應(yīng)的處理措施，調(diào)節(jié)池與生化處理模塊和人工濕地處理模塊的連接可調(diào)控，其中，控制系統(tǒng)根據(jù)專家診斷模塊的診斷結(jié)果，控制將調(diào)節(jié)池僅連接生化處理模塊與人工濕地處理模塊其中之一，或串聯(lián)連接生化處理模塊與人工濕地處理模塊，或串聯(lián)連接人工濕地處理模塊與生化處理模塊。該系統(tǒng)可實現(xiàn)村鎮(zhèn)污水的智慧檢測-診斷-精準治理一體化，有效解決村鎮(zhèn)污水水質(zhì)、水量波動大等問題。
權(quán)利要求書
1.一種監(jiān)測與診斷一體化聯(lián)動污水處理系統(tǒng)，其特征在于，包括控制系統(tǒng)、調(diào)節(jié)池、生化處理模塊和人工濕地處理模塊，所述控制系統(tǒng)包括動態(tài)監(jiān)測模塊和專家診斷模塊，所述動態(tài)監(jiān)測模塊用于監(jiān)測所述調(diào)節(jié)池中的水質(zhì)水量數(shù)據(jù)，所述專家診斷模塊用于根據(jù)所述水質(zhì)水量數(shù)據(jù)匹配相應(yīng)的專家處理模式和確定相應(yīng)的處理措施，所述調(diào)節(jié)池與所述生化處理模塊和所述人工濕地處理模塊的連接可調(diào)控，其中，所述控制系統(tǒng)根據(jù)所述專家診斷模塊的診斷結(jié)果，控制將所述調(diào)節(jié)池僅連接所述生化處理模塊與所述人工濕地處理模塊其中之一，或依序串聯(lián)連接所述生化處理模塊與所述人工濕地處理模塊，或依序串聯(lián)連接所述人工濕地處理模塊與所述生化處理模塊，從而實現(xiàn)監(jiān)測與診斷一體化聯(lián)動污水處理；其中，所述水質(zhì)水量數(shù)據(jù)包括COD濃度、氨氮濃度和總磷濃度；所述控制系統(tǒng)配置成：當監(jiān)測到COD濃度高而氨氮濃度和總磷濃度低時，控制串聯(lián)所述生化處理模塊與所述人工濕地處理模塊進行處理；當監(jiān)測到COD濃度低而氨氮濃度和總磷濃度高時，控制反向串聯(lián)所述人工濕地處理模塊與所述生化處理模塊進行處理；當監(jiān)測到COD濃度、氨氮濃度和總磷濃度及其比例適宜時，控制由所述生化處理模塊單獨進行處理；當監(jiān)測到COD濃度、氨氮濃度和總磷濃度均低時，控制由所述人工濕地處理模塊單獨進行處理；其中所述濃度低、所述濃度高和所述比例適宜均對應(yīng)于預(yù)定義的濃度范圍和比例范圍。
2.如權(quán)利要求1所述的監(jiān)測與診斷一體化聯(lián)動污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述生化處理模塊包括A2O處理池和沉淀池，所述A2O處理池中進行曝氣及加藥除磷處理；所述人工濕地處理模塊設(shè)置有磷快吸附-緩釋放填料。
3.如權(quán)利要求2所述的監(jiān)測與診斷一體化聯(lián)動污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)根據(jù)溶解氧探頭的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，控制所述A2O處理池中的曝氣裝置實時單位時間內(nèi)的曝氣量；所述曝氣裝置的曝氣口采用海綿狀結(jié)構(gòu)以產(chǎn)生微球形氣泡，進行微曝氣處理。
4.如權(quán)利要求1所述的監(jiān)測與診斷一體化聯(lián)動污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述COD濃度高而氨氮濃度和總磷濃度低是指COD濃度>200mg/L、氨氮濃度<25mg/L、總磷濃度<2.0mg/L，所述COD濃度低而氨氮濃度和總磷濃度高是指COD濃度<100mg/L、氨氮濃度>40mg/L、總磷濃度>5.0mg/L，所述COD濃度、氨氮濃度和總磷濃度及其比例適宜是指COD濃度為100-200mg/L、氨氮濃度為25-40mg/L、總磷濃度為3.0-5.0mg/L，所述COD濃度、氨氮濃度和總磷濃度均低是指COD濃度<100mg/L、氨氮濃度<25mg/L、總磷濃度<2.0mg/L。
5.如權(quán)利要求4所述的監(jiān)測與診斷一體化聯(lián)動污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述比例適宜是指碳氮磷的濃度比值為100：5：1。
6.如權(quán)利要求1至5任一項所述的監(jiān)測與診斷一體化聯(lián)動污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)包括流量調(diào)節(jié)單元，流量調(diào)節(jié)的過程包括基于頻率跟隨模式的初步調(diào)試階段、基于流量調(diào)節(jié)模式的中后期養(yǎng)菌階段、以及進行自學(xué)習(xí)流量調(diào)節(jié)的穩(wěn)定運行后階段。
7.如權(quán)利要求1至5任一項所述的監(jiān)測與診斷一體化聯(lián)動污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)基于云服務(wù)器，實現(xiàn)遠程的數(shù)據(jù)通信、處理和控制。
8.一種監(jiān)測與診斷一體化聯(lián)動污水處理方法，其特征在于，使用如權(quán)利要求1至7任一項所述的監(jiān)測與診斷一體化聯(lián)動污水處理系統(tǒng)，其中，所述動態(tài)監(jiān)測模塊監(jiān)測所述調(diào)節(jié)池中的水質(zhì)水量數(shù)據(jù)，所述專家診斷模塊根據(jù)所述水質(zhì)水量數(shù)據(jù)匹配相應(yīng)的專家處理模式和確定相應(yīng)的處理措施，所述調(diào)節(jié)池與所述生化處理模塊和所述人工濕地處理模塊的連接可調(diào)控，其中，所述控制系統(tǒng)根據(jù)所述專家診斷模塊的診斷結(jié)果，控制將所述調(diào)節(jié)池僅連接所述生化處理模塊與所述人工濕地處理模塊其中之一，或依序串聯(lián)連接所述生化處理模塊與所述人工濕地處理模塊，或依序串聯(lián)連接所述人工濕地處理模塊與所述生化處理模塊，從而實現(xiàn)監(jiān)測與診斷一體化聯(lián)動污水處理；其中，所述水質(zhì)水量數(shù)據(jù)包括COD濃度、氨氮濃度和總磷濃度；所述控制系統(tǒng)配置成：當監(jiān)測到COD濃度高而氮磷濃度低時，控制串聯(lián)所述生化處理模塊與所述人工濕地處理模塊進行處理；當監(jiān)測到COD濃度低而氮磷濃度高時，控制反向串聯(lián)所述人工濕地處理模塊與所述生化處理模塊進行處理；當監(jiān)測到COD濃度和氮磷濃度及其比例適宜時，控制由所述生化處理模塊單獨進行處理；當監(jiān)測到COD濃度、氨氮濃度和總磷濃度均低時，控制由所述人工濕地處理模塊單獨進行處理；其中所述濃度低、所述濃度高和所述比例適宜均對應(yīng)于預(yù)定義的濃度范圍和比例范圍。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于克服上述背景技術(shù)的缺陷，提供一種監(jiān)測與診斷一體化聯(lián)動污水處理系統(tǒng)和方法，能夠?qū)崿F(xiàn)村鎮(zhèn)污水的智慧檢測-診斷-精準治理一體化。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種監(jiān)測與診斷一體化聯(lián)動污水處理系統(tǒng)，包括控制系統(tǒng)、調(diào)節(jié)池、生化處理模塊和人工濕地處理模塊，所述控制系統(tǒng)包括動態(tài)監(jiān)測模塊和專家診斷模塊，所述動態(tài)監(jiān)測模塊用于監(jiān)測所述調(diào)節(jié)池中的水質(zhì)水量數(shù)據(jù)，所述專家診斷模塊用于根據(jù)所述水質(zhì)水量數(shù)據(jù)匹配相應(yīng)的專家處理模式和確定相應(yīng)的處理措施，所述調(diào)節(jié)池與所述生化處理模塊和所述人工濕地處理模塊的連接可調(diào)控，其中，所述控制系統(tǒng)根據(jù)所述專家診斷模塊的診斷結(jié)果，控制將所述調(diào)節(jié)池僅連接所述生化處理模塊與所述人工濕地處理模塊其中之一，或依序串聯(lián)連接所述生化處理模塊與所述人工濕地處理模塊，或依序串聯(lián)連接所述人工濕地處理模塊與所述生化處理模塊，從而實現(xiàn)監(jiān)測與診斷一體化聯(lián)動污水處理。
進一步地：
所述生化處理模塊包括A2O處理池和沉淀池，所述A2O處理池中進行曝氣及加藥除磷處理；所述人工濕地處理模塊設(shè)置有磷快吸附-緩釋放填料。
所述控制系統(tǒng)根據(jù)溶解氧探頭的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，控制所述A2O處理池中的曝氣裝置實時單位時間內(nèi)的曝氣量；所述曝氣裝置的曝氣口采用海綿狀結(jié)構(gòu)以產(chǎn)生微球形氣泡，進行微曝氣處理。
所述控制系統(tǒng)根據(jù)總磷探頭的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，聯(lián)合溫度、pH、水量、微生物活性和污水總磷含量的關(guān)系，采用數(shù)據(jù)擬合和雙向計算得到污水處理過程中投藥量計算模型，用以控制投藥量。
所述水質(zhì)水量數(shù)據(jù)包括COD濃度、氨氮濃度、總磷濃度和懸浮物SS濃度、溶解氧濃度以及流速中的一種或多種。
所述控制系統(tǒng)配置成：當監(jiān)測到COD濃度高而氮磷濃度低時，控制串聯(lián)所述生化處理模塊與所述人工濕地處理模塊進行處理；當監(jiān)測到COD濃度低而氮磷濃度高時，控制反向串聯(lián)所述人工濕地處理模塊與所述生化處理模塊進行處理；當監(jiān)測到COD濃度和氮磷濃度及其比例適宜時，控制由所述生化處理模塊單獨進行處理；當監(jiān)測到COD濃度、氨氮濃度和總磷濃度均低時，控制由所述人工濕地處理模塊單獨進行處理；其中所述濃度低、所述濃度高和所述比例適宜均對應(yīng)于預(yù)定義的濃度范圍和比例范圍。
具體地，所述COD濃度高而氨氮濃度和總磷濃度低是指COD濃度>200mg/L、氨氮濃度<25mg/L、總磷濃度<2.0mg/L，所述COD濃度低而氨氮濃度和總磷濃度高是指COD濃度<100mg/L、氨氮濃度>40mg/L、總磷濃度>5.0mg/L，所述COD濃度、氨氮濃度和總磷濃度及其比例適宜是指COD濃度為100-200mg/L、氨氮濃度為25-40mg/L、總磷濃度為3.0-5.0mg/L，所述COD濃度、氨氮濃度和總磷濃度均低是指COD濃度<100mg/L、氨氮濃度<25mg/L、總磷濃度<2.0mg/L。
所述比例適宜是指碳氮磷比值約為100：5：1。
所述控制系統(tǒng)包括流量調(diào)節(jié)單元，流量調(diào)節(jié)的過程包括基于頻率跟隨模式的初步調(diào)試階段、基于流量調(diào)節(jié)模式的中后期養(yǎng)菌階段、以及進行自學(xué)習(xí)流量調(diào)節(jié)的穩(wěn)定運行后階段。
所述控制系統(tǒng)基于云服務(wù)器，實現(xiàn)遠程的數(shù)據(jù)通信、處理和控制。
一種監(jiān)測與診斷一體化聯(lián)動污水處理方法，使用所述的監(jiān)測與診斷一體化聯(lián)動污水處理系統(tǒng)，其中，所述動態(tài)監(jiān)測模塊監(jiān)測所述調(diào)節(jié)池中的水質(zhì)水量數(shù)據(jù)，所述專家診斷模塊根據(jù)所述水質(zhì)水量數(shù)據(jù)匹配相應(yīng)的專家處理模式和確定相應(yīng)的處理措施，所述調(diào)節(jié)池與所述生化處理模塊和所述人工濕地處理模塊的連接可調(diào)控，其中，所述控制系統(tǒng)根據(jù)所述專家診斷模塊的診斷結(jié)果，控制將所述調(diào)節(jié)池僅連接所述生化處理模塊與所述人工濕地處理模塊其中之一，或依序串聯(lián)連接所述生化處理模塊與所述人工濕地處理模塊，或依序串聯(lián)連接所述人工濕地處理模塊與所述生化處理模塊，從而實現(xiàn)監(jiān)測與診斷一體化聯(lián)動污水處理。
本發(fā)明具有如下有益效果：
本發(fā)明針對村鎮(zhèn)生活污水處理系統(tǒng)水質(zhì)、水量波動大，人為管理成本高等問題，提供了一種污水處理過程中智慧監(jiān)測與專家診斷一體化的監(jiān)測與診斷一體化聯(lián)動污水處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過污水水質(zhì)水量在線監(jiān)測與專家診斷，依據(jù)水質(zhì)水量相應(yīng)地將污水送入高負荷生化處理模塊或低負荷人工濕地處理模塊進行處理，或是將兩者依序串聯(lián)進行污水處理，實現(xiàn)村鎮(zhèn)污水的智慧檢測-診斷-精準治理一體化，能夠有效解決村鎮(zhèn)污水水質(zhì)、水量波動大，人為管理成本高等問題。
（發(fā)明人：毛偉;李強;鄧新輝;李文姣;馬任）
