申请日2016.05.12
公开(公告)日2016.07.20
IPC分类号C02F3/02
摘要
本发明提供了一种曝气装置、控制方法、装置及污水处理站，其中曝气装置包括：控制单元和并联风机组。并联风机组包括两个以上并联的风机，每个风机的出口通过管道与曝气池中的曝气器连接，用于向曝气器输送曝气用的气量。控制单元，与每个风机连接，用于根据获取的污水进水水泵的状态、污水进水流量以及水中的溶解氧浓度控制风机的开启或者关闭。无需增设昂贵的变频风机和电动阀门来调节风机的气量，只需通过控制单元根据获取的污水进水水泵的状态、污水进水流量以及水中的溶解氧浓度等污水处理的实际情况来控制风机的开启或者关闭，就可以实现对并联风机组的输出总气量的调节，在降低成本的同时也能达到比较好的污水处理效果。
权利要求书
1.一种曝气装置(1)，其特征在于，包括：控制单元(11)和并联风机组(12);
所述并联风机组(12)包括两个以上并联的风机，每个所述风机的出口通过管道与曝气池中的曝气器连接，用于向所述曝气器输送曝气用的气量;
所述控制单元(11)，与每个所述风机连接，用于根据获取的污水进水水泵的状态、污水进水流量以及水中的溶解氧浓度控制所述风机的开启或者关闭。
2.根据权利要求1所述的曝气装置(1)，其特征在于，所述控制单元(11)包括控制器(111)和开关电路(112);
所述开关电路(112)，包括两个以上并联的可控开关器件，每个所述可控开关器件的一端与电源连接，另一端与其对应的所述风机的电源端连接，控制端与所述控制器(111)的一个控制信号输出端连接;
所述控制器(111)，通过所述控制信号输出端向对应的所述可控开关器件发出控制信号，控制该可控开关器件导通或者截止。
3.根据权利要求2所述的曝气装置(1)，其特征在于，所述控制单元(11)还包括：
通讯单元(113)，用于建立所述控制单元(11)与上位机和/或云服务器间的连接。
4.根据权利要求3所述的曝气装置(1)，其特征在于，所述控制器(111)、所述开关电路(112)和所述通讯单元(113)集成并封装在同一线路板上，且所述通讯单元(113)与所述控制器(111)集成为一体。
5.根据权利要求1-4任一项所述的曝气装置(1)，其特征在于，选取的所述并联风机组(12)的气量参数根据污水处理水量、原水污染物浓度和水质及池型结构的修正系数综合确定，选取的每个所述风机的气量参数由所述并联风机组(12)的气量参数和所述风机的总数量确定。
6.一种用于权利要求1-5任一项所述的曝气装置(1)的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取污水进水水泵的运行状态、污水进水流量以及水中的溶解氧浓度;
根据所述污水进水水泵的状态、污水进水流量以及水中的溶解氧浓度确定所述并联风机组(12)中处于工作状态的风机的预期数量;
根据所述预期数量控制所述并联风机组(12)中的风机开启或者关闭，使处于工作状态的风机的数量与所述预期数量保持一致。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述污水进水水泵的状态、污水进水流量以及水中的溶解氧浓度确定所述并联风机组(12)中处于工作状态的风机的预期数量的步骤包括：
若所述污水进水水泵的状态为关闭状态，将所述风机的总数量与预设关闭风机的数量的差值作为所述并联风机组(12)中处于工作状态的风机的预期数量;
若所述污水进水水泵的状态为运行状态，进一步判断所述污水进水流量是否低于预设进水流量的正常范围;
若低于，获取所述预设进水流量与所述污水进水流量之间的当前水量差值，根据所述当前水量差值与预先建立的水量差值与需要关闭的风机的数量间的对应关系确定当前需要关闭的风机的数量，将所述风机的总数量与所述当前需要关闭的风机的数量的差值作为所述并联风机组(12)中处于工作状态的风机的预期数量;
若所述污水进水流量处于所述正常范围，进一步判断所述水中的溶解氧浓度是否大于预设溶解氧浓度;
若大于，获取所述水中的溶解氧浓度与所述预设溶解氧浓度之间的当前浓度差值，根据所述当前浓度差值与预先建立的浓度差值与需要关闭的风机的数量间的对应关系确定当前需要关闭的风机的数量，将所述风机的总数量与所述当前需要关闭的风机的数量的差值作为所述并联风机组(12)中处于工作状态的风机的预期数量。
8.根据权利要求6或7所述的控制方法，其特征在于，还包括：
发送所述污水进水水泵的运行状态、所述污水进水流量以及所述水中的溶解氧浓度至上位机和/或云服务器;
接收所述上位机和/或云服务器发出的控制指令，依据所述控制指令进行相应的控制操作。
9.一种用于权利要求1-5任一项所述的曝气装置(1)的控制装置(2)，其特征在于，包括：
获取单元(21)，用于获取污水进水水泵的运行状态、污水进水流量以及水中的溶解氧浓度;
预期数量确定单元(22)，用于根据所述污水进水水泵的状态、污水进水流量以及水中的溶解氧浓度确定所述并联风机组(12)中处于工作状态的风机的预期数量;
执行单元(23)，用于根据所述预期数量控制所述并联风机组(12)中的风机开启或者关闭，使处于工作状态的风机的数量与所述预期数量保持一致。
10.一种污水处理站，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的曝气装置(1)、权利要求8所述的控制装置(2)和采集装置(3);
所述采集装置(3)，用于采集污水进水水泵的运行状态、污水进水流量以及水中的溶解氧浓度，并将其传输至所述控制装置(2);
所述控制装置(2)，用于根据获取的所述污水进水水泵的运行状态、所述污水进水流量以及所述水中的溶解氧浓度确定所述曝气装置(1)中的并联风机组(12)中处于工作状态的风机的预期数量，并根据所述预期数量控制所述并联风机组(12)中的风机的开启或者关闭，使处于工作状态的风机的数量与所述预期数量保持一致。
11.根据权利要求10所述的污水处理站，其特征在于，所述采集装置(3)包括流量计和溶解氧传感器;
所述流量计的进水口与污水进水水泵的出水口连接，所述流量计的出水口与探入曝气池的管道的进水口连接，所述流量计的信号输出端与所述控制装置(2)的一个信号输入端连接;
所述溶解氧传感器，安装于所述曝气池的水面以下，其信号输出端与所述控制装置(2)的另一个信号输入端连接。
说明书
一种曝气装置、控制方法、装置及污水处理站
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种曝气装置、控制方法、装置及污水处理站。
背景技术
当下污水处理领域中，以生物法应用最为广泛，即人为地维持好氧、缺氧或者厌氧环境，使生物池中的微生物按照需求持续发生特定的生化反应以降低目标污染物的浓度，如降低水中的BOD5、COD、TP、TN等污染物的浓度，从而实现达标排放。而该污水处理工艺的核心设备是风机，通过调节风机的气量能够对曝气量进行调节，进而调节水中的溶解氧浓度使其达到期望值，实现好氧、缺氧或者厌氧环境的维持以达到好的污水处理效果。
现有的污水处理厂一般是根据处理水量、原水污染物浓度等指标计算出好氧段等的需氧量，再基于水质及池型结构等的修正系数选择出合适参数的风机，并让其长期运行。此种方法为了避免在极端条件下(比如污水进水量过大超出原有设计水平)由于风机气量不够出现水质不达标的情况，所选出的风机的气量参数一般偏大，导致日常情况很大一部分能量都白白被消耗掉了。为了节能降耗，有的污水处理厂将电动阀门、变频风机、溶解氧传感器与控制器连接，通过溶解氧传感器实时监测水中的溶解氧浓度，控制器根据水中的溶解氧浓度的值及变化量，通过电动阀门和变频器来对变频风机的气量进行调节以使水中的溶解氧浓度趋于期望值。但此种方法所用的变频风机以及电动阀门等价格昂贵，从经济角度考虑，对建于农村等的小型污水处理站并不适用。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术污水处理工艺中所选出的风机的气量参数一般偏大，导致日常情况很大一部分能量都白白被消耗掉，而用于调节风机气量的电动阀门和变频器又价格昂贵的缺陷，从而提供一种既能根据污水处理的实际情况调节风机输出的气量、成本又低的一种曝气装置、控制方法、装置及污水处理站。
为此，本发明提供了如下技术方案：
本发明提供了一种曝气装置，包括：控制单元和并联风机组;
所述并联风机组包括两个以上并联的风机，每个所述风机的出口通过管道与曝气池中的曝气器连接，用于向所述曝气器输送曝气用的气量;
所述控制单元，与每个所述风机连接，用于根据获取的污水进水水泵的状态、污水进水流量以及水中的溶解氧浓度控制所述风机的开启或者关闭。
本发明所述的曝气装置，所述控制单元包括控制器和开关电路;
所述开关电路，包括两个以上并联的可控开关器件，每个所述可控开关器件的一端与电源连接，另一端与其对应的所述风机的电源端连接，控制端与所述控制器的一个控制信号输出端连接;
所述控制器，通过所述控制信号输出端向对应的所述可控开关器件发出控制信号，控制该可控开关器件导通或者截止。
本发明所述的曝气装置，所述控制单元还包括：
通讯单元，用于建立所述控制单元与上位机和/或云服务器间的连接。
本发明所述的曝气装置，所述控制器、所述开关电路和所述通讯单元集成并封装在同一线路板上，且所述通讯单元与所述控制器集成为一体。
本发明所述的曝气装置，选取的所述并联风机组的气量参数根据污水处理水量、原水污染物浓度和水质及池型结构的修正系数综合确定，选取的每个所述风机的气量参数由所述并联风机组的气量参数和所述风机的总数量确定。
本发明还提供了一种用于上述曝气装置的控制方法，包括如下步骤：
获取污水进水水泵的运行状态、污水进水流量以及水中的溶解氧浓度;
根据所述污水进水水泵的状态、污水进水流量以及水中的溶解氧浓度确定所述并联风机组中处于工作状态的风机的预期数量;
根据所述预期数量控制所述并联风机组中的风机开启或者关闭，使处于工作状态的风机的数量与所述预期数量保持一致。
本发明所述的控制方法，所述根据所述污水进水水泵的状态、污水进水流量以及水中的溶解氧浓度确定所述并联风机组中处于工作状态的风机的预期数量的步骤包括：
若所述污水进水水泵的状态为关闭状态，将所述风机的总数量与预设关闭风机的数量的差值作为所述并联风机组中处于工作状态的风机的预期数量;
若所述污水进水水泵的状态为运行状态，进一步判断所述污水进水流量是否低于预设进水流量的正常范围;
若低于，获取所述预设进水流量与所述污水进水流量之间的当前水量差值，根据所述当前水量差值与预先建立的水量差值与需要关闭的风机的数量间的对应关系确定当前需要关闭的风机的数量，将所述风机的总数量与所述当前需要关闭的风机的数量的差值作为所述并联风机组中处于工作状态的风机的预期数量;
若所述污水进水流量处于所述正常范围，进一步判断所述水中的溶解氧浓度是否大于预设溶解氧浓度;
若大于，获取所述水中的溶解氧浓度与所述预设溶解氧浓度之间的当前浓度差值，根据所述当前浓度差值与预先建立的浓度差值与需要关闭的风机的数量间的对应关系确定当前需要关闭的风机的数量，将所述风机的总数量与所述当前需要关闭的风机的数量的差值作为所述并联风机组中处于工作状态的风机的预期数量。
本发明所述的控制方法，还包括：
发送所述污水进水水泵的运行状态、所述污水进水流量以及所述水中的溶解氧浓度至上位机和/或云服务器;
接收所述上位机和/或云服务器发出的控制指令，依据所述控制指令进行相应的控制操作。
本发明还提供了一种用于上述曝气装置的控制装置，包括：
获取单元，用于获取污水进水水泵的运行状态、污水进水流量以及水中的溶解氧浓度;
预期数量确定单元，用于根据所述污水进水水泵的状态、污水进水流量以及水中的溶解氧浓度确定所述并联风机组中处于工作状态的风机的预期数量;
执行单元，用于根据所述预期数量控制所述并联风机组中的风机开启或者关闭，使处于工作状态的风机的数量与所述预期数量保持一致。
本发明还提供了一种污水处理站，包括上述曝气装置、上述控制装置和采集装置;
所述采集装置，用于采集污水进水水泵的运行状态、污水进水流量以及水中的溶解氧浓度，并将其传输至所述控制装置;
所述控制装置，用于根据获取的所述污水进水水泵的运行状态、所述污水进水流量以及所述水中的溶解氧浓度确定所述曝气装置中的并联风机组中处于工作状态的风机的预期数量，并根据所述预期数量控制所述并联风机组中的风机的开启或者关闭，使处于工作状态的风机的数量与所述预期数量保持一致。
本发明所述的污水处理站，所述采集装置包括流量计和溶解氧传感器;
所述流量计的进水口与污水进水水泵的出水口连接，所述流量计的出水口与探入曝气池的管道的进水口连接，所述流量计的信号输出端与所述控制装置的一个信号输入端连接;
所述溶解氧传感器，安装于所述曝气池的水面以下，其信号输出端与所述控制装置的另一个信号输入端连接。
本发明技术方案，具有如下优点：
本发明提供了一种曝气装置，包括：控制单元和并联风机组。并联风机组包括两个以上并联的风机，每个风机的出口通过管道与曝气池中的曝气器连接，用于向曝气器输送曝气用的气量。控制单元，与每个风机连接，用于根据获取的污水进水水泵的状态、污水进水流量以及水中的溶解氧浓度控制风机的开启或者关闭。无需增设昂贵的变频风机和电动阀门来调节风机的气量，只需通过控制单元根据获取的污水进水水泵的状态、污水进水流量以及水中的溶解氧浓度等污水处理的实际情况来控制风机的开启或者关闭，就可以实现对并联风机组的输出总气量的调节，在降低成本的同时也能达到比较好的污水处理效果，尤其适用于建于农村等的小型污水处理站。
