公布日：2023.11.14
申请日：2023.08.23
分类号：C02F9/00(2023.01)I;B01F27/90(2022.01)I;B01F27/192(2022.01)I;B01F27/112(2022.01)I;B01F35/75(2022.01)I;B01F21/10(2022.01)I;C02F1/00(2023.01)N;C02F1
/52(2023.01)N;C02F1/50(2023.01)N;C02F7/00(2006.01)N;C02F1/58(2023.01)N
摘要
本发明公开了一种加速药剂扩散混合的污水处理系统，包括格栅池、调节池、污泥池、水解酸化池、沉淀池、曝气池、二次沉淀池和消毒脱氮池，其依次通过管道连接，还包括药剂混合装置和调控模块。本发明通过出药口可将需要混合的药剂呈扇形状均匀的排入搅拌桶内，避免加入的药剂集中在一起，而将添加的药剂分散开可大大提高药剂的分散速率，节省混合时间，从而可提高水处理效率，并且本发明还可调节搅拌侧轴的搅拌角度，使得药剂可快速均匀的混合溶解，提高药剂混合的效率，并且本发明还可以实时调节药剂的喷洒速率，以精准把控药剂的使用量，从而可在资金成本方面达到节约节省的目的，也达到了在时间成本上大大节省的目的。
权利要求书
1.一种加速药剂扩散混合的污水处理系统，包括格栅池(1)、调节池(2)、污泥池(3)、水解酸化池(4)、沉淀池(5)、曝气池(6)、二次沉淀池(7)和消毒脱氮池(8)，其依次通过管道连接，其特征在于：还包括药剂混合装置(9)和调控模块，所述药剂混合装置(9)与所述二次沉淀池(7)贯通，所述药剂混合装置(9)用于对污水处理用药剂进行混合溶解，并将溶解后的药剂喷洒到所述二次沉淀池(7)内，所述调控模块用于根据药剂的溶解度调节所述药剂混合装置(9)内搅拌轴(11)的速度和角度，并且根据药剂浓度控制向所述二次沉淀池(7)内喷洒药剂的速率。
2.根据权利要求1所述的一种加速药剂扩散混合的污水处理系统，其特征在于：所述药剂混合装置(9)包括搅拌桶(10)，所述搅拌桶(10)内部设有搅拌轴(11)和撒药组件(12)，所述搅拌轴(11)顶部与电动伸缩杆(13)的伸缩端连接，所述电动伸缩杆(13)用于带动所述搅拌轴(11)位移，所述电动伸缩杆(13)外侧设有固定连接的保护外壳(14)，所述保护外壳(14)与驱动电机(15)的输出轴固定连接，所述驱动电机(15)用于带动所述搅拌轴(11)转动，所述撒药组件(12)与所述搅拌轴(11)同步转动，所述撒药组件(12)可将药剂均匀的撒入所述搅拌桶(10)内，所述搅拌轴(11)上设有若干个搅拌侧轴(16)，所述搅拌侧轴(16)与调节组件(17)连接，所述调节组件(17)用于调节所述搅拌侧轴(16)的搅拌角度。
3.根据权利要求2所述的一种加速药剂扩散混合的污水处理系统，其特征在于：所述撒药组件(12)包括撒药盒(18)，所述撒药盒(18)上开设有药槽(19)，所述药槽(19)内部设有滑动连接的放药盒(20)，所述药槽(19)底部设有若干个出药口(21)，所述出药口(21)用于将所述撒药盒(18)内的药剂撒入所述搅拌桶(10)内，所述出药口(21)底部为弧形，所述撒药盒(18)底部设有与所述出药口(21)相匹配的弧形挡板(22)，所述撒药盒(18)一端侧壁设有转动连接的圆形连接板(23)，所述圆形连接板(23)与所述弧形挡板(22)固定连接，所述圆形连接板(23)上等距设有若干个轮齿一(24)，所述搅拌桶(10)侧壁上设有若干组等距分布的轮齿二(25)，所述轮齿二(25)与所述轮齿一(24)相啮合，所述搅拌桶(10)侧壁上设有若干组等距分布的轮齿三(26)，所述轮齿三(26)与所述轮齿二(25)错位分布，且所述轮齿三(26)的齿向与所述轮齿二(25)的齿向相反，所述轮齿三(26)与所述轮齿一(24)相啮合。
4.根据权利要求3所述的一种加速药剂扩散混合的污水处理系统，其特征在于：所述放药盒(20)两侧对称设有两根牵引绳(27)，所述牵引绳(27)一端与收卷轴(29)连接，所述收卷轴(29)外壁设有发条(28)，所述收卷轴(29)一端连接有齿轮二(30)，两侧的所述齿轮二(30)错位分布，所述搅拌桶(10)侧壁上设有与所述齿轮二(30)相匹配的环形滑槽一(31)，所述环形滑槽一(31)内部设有若干组等距分布的轮齿四(32)，所述轮齿四(32)与所述齿轮二(30)相啮合，两个所述环形滑槽一(31)内的所述轮齿四(32)错位分布。
5.根据权利要求4所述的一种加速药剂扩散混合的污水处理系统，其特征在于：所述发条(28)设于发条盒内部，所述搅拌桶(10)侧壁上设有与所述发条盒相匹配的环形导向槽(33)，所述发条盒与所述齿轮二(30)分布设于T型连接轴的两端，所述T型连接轴与连接板一(34)固定连接，其中一个所述连接板一(34)与所述撒药盒(18)固定连接，另一个所述连接板一(34)通过连接杆一(35)与所述保护外壳(14)固定连接。
6.根据权利要求2所述的一种加速药剂扩散混合的污水处理系统，其特征在于：所述调节组件(17)包括万向联轴器(36)，所述搅拌侧轴(16)两端均分别连接所述万向联轴器(36)，其中一个所述万向联轴器(36)与所述搅拌轴(11)连接，另一个所述万向联轴器(36)与连接杆二(37)连接，所述连接杆二(37)一端外壁套设有齿轮三(38)，所述搅拌桶(10)侧壁上设有与所述齿轮三(38)相匹配的环形滑槽二(39)，所述环形滑槽二(39)内设有与所述齿轮三(38)相啮合的轮齿五(40)。
7.根据权利要求2所述的一种加速药剂扩散混合的污水处理系统，其特征在于：所述搅拌桶(10)内部设有在线浓度传感器，所述搅拌桶(10)通过连接管与计量泵连接，所述计量泵通过连接与喷洒头(41)连接，所述连接管上设有电磁阀，所述喷洒头(41)位于所述二次沉淀池(7)的进水口上方。
8.根据权利要求7所述的一种加速药剂扩散混合的污水处理系统，其特征在于：所述调控模块包括药剂分散模型建立单元、药剂溶解分析单元、数据采集单元、控制单元和精度补偿单元，所述药剂分散模型建立单元用于对加入搅拌桶(10)内的药剂分子的分散路径进行模拟，建立分子分散模型，所述药剂溶解分析单元用于计算药剂的溶解度，以及溶解后的药剂浓度，所述数据采集单元用于对处理的污水量、污水实时流速、温度数据进行采集，并将采集到的数据发送到控制单元，所述控制单元用于发出指令信号，其根据药剂分子分散模型调节搅拌侧轴(16)的搅拌角度，通过溶解后的药剂浓度控制搅拌轴(11)的转动速度，根据药剂浓度并结合数据采集单元所采集到的数据控制喷洒头(41)喷洒药剂的速率，所述精度补偿单元用于测量污水中污染物的含量，并将数据反馈到数据分析单元，根据实时采集到的污染物含量的数据，计算出实际污水中污染物含量与预计的污水中污染物含量之间的误差，并将误差补偿到控制单元内，实时调节喷洒头(41)喷洒药剂的速率。
9.根据权利要求8所述的一种加速药剂扩散混合的污水处理系统，其特征在于：所述调控模块工作的具体步骤为：步骤S1、建立药剂分子分散模型，实时模拟药剂分子溶解时的分散路径；步骤S2、根据药剂分子分散模型，计算分散度，根据药剂分子的分散度，计算出搅拌侧轴(16)的搅拌角度；步骤S3、计算药剂溶解度，并根据药剂溶解度变化曲线计算出搅拌轴(11)的搅拌速度，再根据药剂溶解率得到溶解后的药剂浓度，再将药剂浓度与污水的污水量、污水实时流速和温度数据结合，计算出药剂的喷洒速率；步骤S4、根据步骤2计算出的搅拌侧轴(16)的搅拌角度，通过控制单元发送调节指令到电动伸缩杆(13)，调节搅拌侧轴(16)的搅拌角度，并根据步骤3计算出的药剂喷洒速率，通过控制单元发送控制指令到计量泵，调节喷洒头(41)喷洒药剂的速率步骤S5、实时监测污水中污染物的含量，计算误差量，将误差量补偿到步骤S3的计算中，计算出精准的药剂喷洒速率。
10.根据权利要求8所述的一种加速药剂扩散混合的污水处理系统，其特征在于：所述调节模块还包括药剂控制单元、风速测量单元和药剂投放速度单元，所述药剂控制单元用于定量投放规定含量的药剂，所述风速测量单元用于测量投放药剂时的风速，所述药剂投放速度单元用于调节撒药组件(12)投放药剂的速度，并将药剂投放速度数据反馈到控制单元。
发明内容
本发明的目的在于提供一种加速药剂扩散混合的污水处理系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种加速药剂扩散混合的污水处理系统，包括格栅池、调节池、污泥池、水解酸化池、沉淀池、曝气池、二次沉淀池和消毒脱氮池，其依次通过管道连接，还包括药剂混合装置和调控模块，所述药剂混合装置与所述二次沉淀池贯通，所述药剂混合装置用于对污水处理用药剂进行混合溶解，并将溶解后的药剂喷洒到所述二次沉淀池内，所述调控模块用于根据药剂的溶解度调节所述药剂混合装置内搅拌轴的速度和角度，并且根据药剂浓度控制向所述二次沉淀池内喷洒药剂的速率。
进一步的，所述药剂混合装置包括搅拌桶，所述搅拌桶内部设有搅拌轴和撒药组件，所述搅拌轴顶部与电动伸缩杆的伸缩端连接，所述电动伸缩杆用于带动所述搅拌轴位移，所述电动伸缩杆外侧设有固定连接的保护外壳，所述保护外壳与驱动电机的输出轴固定连接，所述驱动电机用于带动所述搅拌轴转动，所述撒药组件与所述搅拌轴同步转动，所述撒药组件可将药剂均匀的撒入所述搅拌桶内，所述搅拌轴上设有若干个搅拌侧轴，所述搅拌侧轴与调节组件连接，所述调节组件用于调节所述搅拌侧轴的搅拌角度。
进一步的，所述撒药组件包括撒药盒，所述撒药盒上开设有药槽，所述药槽内部设有滑动连接的放药盒，所述药槽底部设有若干个出药口，所述出药口用于将所述撒药盒内的药剂撒入所述搅拌桶内，所述出药口底部为弧形，所述撒药盒底部设有与所述出药口相匹配的弧形挡板，所述撒药盒一端侧壁设有转动连接的圆形连接板，所述圆形连接板与所述弧形挡板固定连接，所述圆形连接板上等距设有若干个轮齿一，所述搅拌桶侧壁上设有若干组等距分布的轮齿二，所述轮齿二与所述轮齿一相啮合，所述搅拌桶侧壁上设有若干组等距分布的轮齿三，所述轮齿三与所述轮齿二错位分布，且所述轮齿三的齿向与所述轮齿二的齿向相反，所述轮齿三与所述轮齿一相啮合。
进一步的，所述放药盒两侧对称设有两根牵引绳，所述牵引绳一端与收卷轴连接，所述收卷轴外壁设有发条，所述收卷轴一端连接有齿轮二，两侧的所述齿轮二错位分布，所述搅拌桶侧壁上设有与所述齿轮二相匹配的环形滑槽一，所述环形滑槽一内部设有若干组等距分布的轮齿四，所述轮齿四与所述齿轮二相啮合，两个所述环形滑槽一内的所述轮齿四错位分布。
进一步的，所述发条设于发条盒内部，所述搅拌桶侧壁上设有与所述发条盒相匹配的环形导向槽，所述发条盒与所述齿轮二分布设于T型连接轴的两端，所述T型连接轴与连接板一固定连接，其中一个所述连接板一与所述撒药盒固定连接，另一个所述连接板一通过连接杆一与所述保护外壳固定连接。
进一步的，所述调节组件包括万向联轴器，所述搅拌侧轴两端均分别连接所述万向联轴器，其中一个所述万向联轴器与所述搅拌轴连接，另一个所述万向联轴器与连接杆二连接，所述连接杆二一端外壁套设有齿轮三，所述搅拌桶侧壁上设有与所述齿轮三相匹配的环形滑槽二，所述环形滑槽二内设有与所述齿轮三相啮合的轮齿五。
进一步的，所述搅拌桶内部设有在线浓度传感器，所述搅拌桶通过连接管与计量泵连接，所述计量泵通过连接与喷洒头连接，所述连接管上设有电磁阀，所述喷洒头位于所述二次沉淀池的进水口上方。
进一步的，所述调控模块包括药剂分散模型建立单元、药剂溶解分析单元、数据采集单元、控制单元和精度补偿单元，所述药剂分散模型建立单元用于对加入搅拌桶内的药剂分子的分散路径进行模拟，建立分子分散模型，所述药剂溶解分析单元用于计算药剂的溶解度，以及溶解后的药剂浓度，所述数据采集单元用于对处理的污水量、污水实时流速、温度数据进行采集，并将采集到的数据发送到控制单元，所述控制单元用于发出指令信号，其根据药剂分子分散模型调节搅拌侧轴的搅拌角度，通过溶解后的药剂浓度控制搅拌轴的转动速度，根据药剂浓度并结合数据采集单元所采集到的数据控制喷洒头喷洒药剂的速率，所述精度补偿单元用于测量污水中污染物的含量，并将数据反馈到数据分析单元，根据实时采集到的污染物含量的数据，计算出实际污水中污染物含量与预计的污水中污染物含量之间的误差，并将误差补偿到控制单元内，实时调节喷洒头喷洒药剂的速率。
进一步的，所述调控模块工作的具体步骤为：
步骤S1、建立药剂分子分散模型，实时模拟药剂分子溶解时的分散路径；
步骤S2、根据药剂分子分散模型，计算分散度，根据药剂分子的分散度，计算出搅拌侧轴的搅拌角度；
步骤S3、计算药剂溶解度，并根据药剂溶解度变化曲线计算出搅拌轴的搅拌速度，再根据药剂溶解率得到溶解后的药剂浓度，再将药剂浓度与污水的污水量、污水实时流速和温度数据结合，计算出药剂的喷洒速率；
步骤S4、根据步骤2计算出的搅拌侧轴的搅拌角度，通过控制单元发送调节指令到电动伸缩杆，调节搅拌侧轴的搅拌角度，并根据步骤3计算出的药剂喷洒速率，通过控制单元发送控制指令到计量泵，调节喷洒头喷洒药剂的速率
步骤S5、实时监测污水中污染物的含量，计算误差量，将误差量补偿到步骤S3的计算中，计算出精准的药剂喷洒速率。
进一步的，所述调节模块还包括药剂控制单元、风速测量单元和药剂投放速度单元，所述药剂控制单元用于定量投放规定含量的药剂，所述风速测量单元用于测量投放药剂时的风速，所述药剂投放速度单元用于调节撒药组件投放药剂的速度，并将药剂投放速度数据反馈到控制单元。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
1、本发明通过出药口可将需要混合的药剂呈扇形状均匀的排入搅拌桶内，以使药剂分散排入搅拌桶内，避免加入的药剂集中在一起，而将添加的药剂分散开可大大提高药剂的分散速率，节省混合时间，从而可提高水处理效率，并且实现将药剂分散排入的结构，其所利用的动力源是带动搅拌轴转动的驱动电机，并没有另外设置动力源，使资源充分得到使用，提高资源利用率，并且本发明还可调节搅拌侧轴的搅拌角度，使得搅拌侧轴可全方位的对药剂进行搅拌混合，使得药剂可快速均匀的混合溶解，提高药剂混合的效率，并且本发明还可以实时调节药剂的喷洒速率，以精准把控药剂的使用量，从而可在资金成本方面达到节约节省的目的，并且整体水处理的效率也提高了，也达到了在时间成本上大大节省的目的。
（发明人：叶益帆;周敏;徐俊）
