基于物联网的好氧前端局部增氧污水处理装置的制作方法

本发明涉及污水处理设备技术领域，尤其涉及一种基于物联网的好氧前端局部增氧污水处理装置。

背景技术：

随着城市现代化程度的提升，伴随的城市生活污水问题不断加剧，已对我们的生活和健康构成严重威胁，主要表现形式是生活污水污染度升高，污水排放总量增加。

为了避免污水造成二次污染，提高污水处理水平和能力已经迫在眉睫。通过调查研究和实践发现，本领域的技术人员多采用在装置中培养活性污泥微生物，进行缺氧、厌氧、好氧反应，去除废水中有机物和氮磷，达到净化污水的目的。但是，目前本领域利用传统装置处理污染物的方式，存在着剩余污泥量大、能耗高、装置系统复杂、没有生物活性在线实时监测能力的缺点。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种结构简单、寿命长、基于物联网的好氧前端局部增氧污水处理装置，可形成多级生化反应，将污水中的有机污染物逐级分解、降解，实现污染物的深度去除，同时，采用落差设计，保证后端各好氧生化池中污水的溶解氧量。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于物联网的好氧前端局部增氧污水处理装置，包括依次串联的多级厌氧罐组及多级好氧生化池组；所述多级厌氧罐组包括多个依次串联的厌氧罐，所述多级好氧生化池组包括多个依次串联的好氧生化池，所述厌氧罐及好氧生化池内置有生物活性填料，所述相互串联的厌氧罐之间、好氧生化池之间、厌氧罐与好氧生化池之间均通过流通孔依次连通；所述多级好氧生化池组中与厌氧罐连接的好氧生化池上设置有供气装置，所述多级好氧生化池组中的好氧生化池呈高度递减的阶梯状设置。

作为上述方案的改进，每一好氧生化池的深度相同。

作为上述方案的改进，每一好氧生化池内设有隔板，所述隔板将好氧生化池分隔为相互连通的第一池体及第二池体。

作为上述方案的改进，每一厌氧罐上均设有入水口、出水口及沼气外溢口，所述沼气外溢口处设置有水封结构。

作为上述方案的改进，所述流通孔由聚乙烯管构成，所述聚乙烯管的两端分别连接厌氧罐和/或好氧生化池。

作为上述方案的改进，所述生物活性填料由利于亲合微生物群体的生物活性材料构成，所述亲合微生物群体的生物活性材料为添加生物亲合剂的硬质塑料。

作为上述方案的改进，所述基于物联网的好氧前端局部增氧污水处理装置还包括支持扩展无线数传网络的传感器模块，所述传感器模块固定于厌氧罐及好氧生化池的内壁上；所述传感器模块包括相互电连接的信号调节电路、微控制器、无线电收发器及内部供电电源。

作为上述方案的改进，所述传感器模块包括微生物传感器、溶解氧传感器、沼气浓度传感器、cod传感器、tn传感器、nh3传感器、tp传感器、ph传感器、ss传感器、色度传感器、浊度传感器、温度传感器及压力传感器中的任意一种或几种。

作为上述方案的改进，所述基于物联网的好氧前端局部增氧污水处理装置还包括设置于密封式槽罐外部的外部供电电源，所述传感器模块与外部供电电源之间通过有线和/或无线方式连接。

作为上述方案的改进，所述传感器模块与物联网连接。

实施本发明，具有如下有益效果：

本发明基于物联网的好氧前端局部增氧污水处理装置采用多级结构，结构简单，实现污染物的深度去除，寿命长且易于操作和维护，供气量小，运行能耗低，方便实现。具体地，本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过串联的厌氧罐，将污水中的有机悬浮物消减并生成微量沉降物；

2、本发明通过串联的好氧生化池，形成多级生化反应，将污水中的有机污染物逐级分解、降解、去除，对有机污染物去除效率高，使得剩余污泥量极少，可节约污泥处置费用；

3、好氧生化池呈阶梯状设置，同时，与厌氧罐连接的好氧生化池上设置有供气装置，能耗极低，供气装置将污水溶解氧提高后，通过梯级落差依次流入后端各好氧生化池，在水流落差势能夹带空气的作用下，保证后端各好氧生化池中污水的溶解氧量；

4、本发明通过传感器模块实时监测生物活性，从而有效调整供气量和生物营养剂的投加量，提高污水处理效果。

5、本发明结合物联网，提高运行稳定性和经济效益。

6、本发明内置生物活性填料，生物活性填料可附着不同作用的高效菌种。因此，将不同作用的高效菌种分别植入不同罐和池体中的生物活性填料内，可使得微生物群体对有机物的降解针对性更强，并能有序、高效进行。

附图说明

图1是本发明基于物联网的好氧前端局部增氧污水处理装置的俯视图；

图2是本发明基于物联网的好氧前端局部增氧污水处理装置的立体图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。仅此声明，本发明在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本发明的附图为基准，其并不是对本发明的具体限定。

参见图1及图2，图1及图2显示了本发明基于物联网的好氧前端局部增氧污水处理装置的具体结构，其包括依次串联的多级厌氧罐组及多级好氧生化池组；所述多级厌氧罐组包括多个依次串联的厌氧罐（1，2，3），所述多级好氧生化池组包括多个依次串联的好氧生化池（4，5，6，7，8，9，10，11，12），所述厌氧罐（1，2，3）及好氧生化池（4，5，6，7，8，9，10，11，12）内置有生物活性填料，所述相互串联的厌氧罐之间（1，2，3）、好氧生化池（4，5，6，7，8，9，10，11，12）之间、厌氧罐3与好氧生化池4之间均通过流通孔依次连通；所述多级好氧生化池组中与厌氧罐3连接的好氧生化池4上设置有供气装置，所述多级好氧生化池组中的好氧生化池（4，5，6，7，8，9，10，11，12）呈高度递减的阶梯状设置。

本发明由多个串联的厌氧罐（1，2，3）及多个串联的好氧生化池（4，5，6，7，8，9，10，11，12）组成。污水经过过筛后，进入本发明，在经由依次串联的厌氧罐（1，2，3）及好氧生化池（4，5，6，7，8，9，10，11，12）串联流动，最后由末端的好氧生化池12流出本发明，完成污水处理过程。

需要说明的是，本发明中与厌氧罐3连接的好氧生化池4上设置有供气装置，可有效提高污水的溶解氧水平。同时，除了与厌氧罐3连接的好氧生化池4外，其它好氧生化池（5，6，7，8，9，10，11，12）中不需设置供气装置，本发明通过多级好氧生化池组中的好氧生化池（4，5，6，7，8，9，10，11，12）呈高度递减的阶梯状设置的方式，使从上一好氧生化池流出的水流，通过梯级落差势能夹带空气流入下一好氧生化池，以维持下一好氧生化池内污水的溶解氧水平。

进一步，所述生物活性填料由利于亲合微生物群体的生物活性材料构成，所述亲合微生物群体的生物活性材料为添加生物亲合剂的硬质塑料，可有效增加了微生物种群的聚集密度，使得污染物处理能力更强。所述生物亲合剂优选为合成高分子p-onipaam-co-maa，但不以此为限制，用户可根据实际情况选择适合的生物活性填料。

优选地，所述流通孔由聚乙烯管（pe管）构成，所述聚乙烯管的两端分别连接厌氧罐和/或好氧生化池，从而实现前后串联体之间的有效连通。

如图2所示，所述多级好氧生化池组中的好氧生化池（4，5，6，7，8，9，10，11，12）的顶部的水平高度依次降低，每一好氧生化池（4，5，6，7，8，9，10，11，12）的深度相同，相应地，好氧生化池（4，5，6，7，8，9，10，11，12）的底部的水平高度也随之依次降低，同时，好氧生化池（4，5，6，7，8，9，10，11，12）的底部厚度也逐渐减少。从而保证水流通过梯级落差势夹带空气流入下一好氧生化池，以维持下一好氧生化池内污水的溶解氧水平。

如图1所示，每一好氧生化池（4，5，6，7，8，9，10，11，12）内设有隔板a，所述隔板a悬空设置并将好氧生化池（4，5，6，7，8，9，10，11，12）分隔为相互连通的第一池体及第二池体。工作时，每一好氧生化池（4，5，6，7，8，9，10，11，12）在隔板a的一侧位置接收上一好氧生化池流入的污水，每一好氧生化池从隔板a的另一侧将污水排向下一好氧生化池，因此，通过隔板a可使水流在好氧生化池（4，5，6，7，8，9，10，11，12）中尽可能经过所有的生物活性填料，提高污水处理效率。所述隔板a优选由pvc材料制成。

另外，每一厌氧罐（1，2，3）上均设有入水口、出水口及沼气外溢口，所述沼气外溢口处设置有水封结构。需要说明的是，厌氧罐（1，2，3）中除了入水口、出水口及沼气外溢口外完全封闭，本发明通过在沼气外溢口处设水封结构，可达到封闭效果。在前端对污水过筛的前提下，多级串联的厌氧罐（1，2，3）内可实现对有机悬浮物的消减，最终仅余微量沉降物在罐体内，由于多级串联厌氧罐的沉降物产生量小，每隔10～20年清掏一次沉降物即可，整个装置的污泥处置费用极低。

本发明基于物联网的好氧前端局部增氧污水处理装置还包括支持扩展无线数传网络（如zigbee）的传感器模块，所述传感器模块可通过胶粘合于厌氧罐及好氧生化池的内壁上。优选地，所述传感器模块可以为微生物传感器（microbialsensor，如电极电容传感器）、溶解氧传感器（dissolvedoxygen）、沼气浓度传感器（methaneconcentration）、cod传感器、tn传感器、nh3传感器、tp传感器、ph传感器、ss传感器、色度（chroma）传感器、浊度（turbidity）传感器、温度传感器及压力传感器中的任意一种或几种，但不以此为限制，用户可根据实际需求选择适合的传感器模块，以采集所需的水质数据。

具体地，所述传感器模块包括相互电连接的信号调节电路、微控制器、无线电收发器及内部供电电源。工作时，传感器将采集到的电信号数据发送至信号调节电路进行除干扰、除燥、放大处理，然后，再由微控制器将处理后的电信号数据折算或变换为实际的监测数据，并将该监测数据通过无线电收发器传输至外部的网关，从而实现传感器模块与物联网的连接。其中，无线电收发器是采用一定的协议（如ieee802.11s技术，也称mesh网状网）和无线通信技术（如zigbee这种低复杂度、低功耗、低成本的双向无线通信技术）将微控制器处理的监测数据传送至外部网关。

需要说明的是，传感器模块既可通过内部供电电源进行供电，也可通过外部供电电源进行供电（从外部获得电力）。为了使传感器模块能够通过外部供电电源进行供电，本发明还包括设置于密封式槽罐外部的外部供电电源，所述传感器模块与外部供电电源之间通过有线和/或无线方式连接，当传感器模块与外部供电电源之间采用无线方式连接时，所述外部供电电源为无线供电器，其中，无线供电器采用的方式为：接受外部有一定距离的供电装置的电磁波，从而转换成电力。

由上可知，采用本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过串联的厌氧罐，将污水中的有机悬浮物消减并生成微量沉降物；

2、本发明通过串联的好氧生化池，形成多级生化反应，将污水中的有机污染物逐级分解、降解、去除，对有机污染物去除效率高，使得剩余污泥量极少，可节约污泥处置费用；

3、好氧生化池呈阶梯状设置，同时，与厌氧罐连接的好氧生化池上设置有供气装置，能耗极低，供气装置将污水溶解氧提高后，通过梯级落差依次流入后端各好氧生化池，在水流落差势能夹带空气的作用下，保证后端各好氧生化池中污水的溶解氧量；

4、本发明通过传感器模块实时监测生物活性，从而有效调整供气量和生物营养剂的投加量，提高污水处理效果。

5、本发明结合物联网，提高运行稳定性和经济效益。

6、本发明内置生物活性填料，生物活性填料可附着不同作用的高效菌种。因此，将不同作用的高效菌种分别植入不同厌氧罐和好氧生化池中的生物活性填料内，可使得微生物群体对有机物的降解针对性更强，并能有序、高效进行。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。