一种一体化污水处理设备的气动系统的制作方法

1.本实用新型涉及污水处理设备技术领域，尤其涉及一种一体化污水处理设备的气动系统。


背景技术：

2.随着社会的发展，人们对水资源的保护意识越来越强，对污水进行系统收集以及处理。微生物降解净化城镇污水以及农村污水是一种常用的方法。目前对于传统的城镇污水处理，工艺成熟，规模化，自动化，运行技术成熟。但点源分散的农村生活污水，处理规模较小，与城镇污水大规模处理量不同，由于一体化污水处理设备在施工、安装、自动化和后期维护的方向上具有显著的优势，因此常被用于处理污染源相对分散、施工难度较大的农村污水。
3.由于市场需求上对传统的一体化设备在小型化、自动化、维护便利性的要求不断提高，从装备设计的集成化出发，一些保证工艺稳定运行的潜水回流泵、潜水搅拌器，设备维护中使用的排泥泵等电器设备由于自身空间尺寸的问题，无法很好的与小型化的设计需求相切合。另一方面由于污水处理工艺的差异变化，导致一体化设备中原位安装的电器设备分布零散、设备之前差异性大，这进一步增加了集成化、小型化的设计难度，过多的电机也增加了电器系统的故障风险和维护难度。如中国专利cn 201920433961，该方案中泵体长期浸泡污水中易造成污泥渗漏、污泥中的纤维堵塞及密封件的损坏等问题。从减少人员维护提高维护便意性出发，需要构建一种可以替代传统电驱动的长期浸泡在水中的曝气、输送、搅拌动力设备。最后，从自动化控制角度出发，传统一体化污水处理设备的自动控制也采用了一些定时或者plc控制模块来控制电机的启停，实现自动化控制，但是受到由于各功能模块组件都需要有各自的电压、功率、运行模式和电机特性的需求，系统匹配设计难度大。
4.因此，在一体化设备设计不断集成化、小型化、自动化和维护便利化的需求背景下，急需一种替代式的动力源及动力系统。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种一体化污水处理设备的气动系统，解决了。根据本实用新型的一体化污水处理设备的气动系统，采用气泵做为系统动力来源，通过多种低压元件和plc模块组合的控制系统进行分配，并通过结构简单，无需电源的功能模块进行执行，本实用新型采用的技术方案如下：
6.根据本实用新型的一个方面，提供了一种一体化污水处理设备的气动系统，包括气源模块、曝气模块、排泥模块、回流模块、配水模块和控制模块，所述曝气模块、所述排泥模块、所述回流模块和所述配水模块均与所述气源模块连接；
7.所述气源模块包括低压气泵和气源总管，所述气源总管的一端与所述低压气泵连接；
8.所述曝气模块包括反洗曝气管和曝气进气管，所述曝气进气管的一端通过曝气电动阀与所述气源总管连接，所述曝气进气管的另一端与所述反洗曝气管的中部连通；
9.所述排泥模块包括排泥进气管和排泥管，所述排泥进气管的一端通过排泥电动阀与所述气源总管连接，所述排泥进气管的另一端与所述排泥管连通，所述排泥管的一端设有吸泥口，所述排泥管远离吸泥口的一端设有调节电动阀；
10.所述回流模块包括回流进气管、吸液管和回流管，所述回流进气管的一端通过回流电动阀与所述气源总管连接，所述回流进气管的另一端与所述吸液管连通，所述吸液管靠近所述回流进气管的一端设有吸液口，所述吸液管远离所述吸液口的一端与所述回流管连通；
11.所述配水模块包括配水进气管和配水管，所述配水进气管的一端通过配水电动阀与所述气源总管连接，所述配水进气管的另一端与所述配水管连通，在所述配水管靠近所述配水进气管的一端设有配水口。
12.所述控制模块包括plc控制器，所述曝气电动阀、排泥电动阀、调节电动阀、回流电动阀、配水电动阀均与所述plc控制器电性连接。
13.优选的，所述反洗曝气管为穿孔曝气管，所述穿孔曝气管上设有旋流曝气头。
14.优选的，所述吸泥口到所述排泥进气管的距离为50
‑
200mm。
15.优选的，所述吸液口到所述回流进气管的距离为10
‑
100mm。
16.优选的，所述回流管与所述吸液管之间的夹角为60
‑
85度。
17.本实用新型采用的上述技术方案，具有如下显著效果：
18.(1)本实用新型的气动系统包括气源模块、曝气模块、排泥模块、回流模块、配水模块和控制模块，系统运行过程中，先由气源模块提供低压空气动力源，再通过控制模块中的plc控制器发出指令，操作各模块中的电动阀，调控整个系统的气源动力输入与分配，最后气源动力传输至各模块，曝气模块为调节好氧区和硝化区的溶解氧，排泥模块用于实现对空间狭小的设备分区的排泥，回流模块用于避免扰动污泥沉降的条件下实现硝化液的回流，配水模块能实现多点碳源配水从而保障微生物的生长需求，促进系统的高效、稳定运行。
19.(2)本实用新型的气源模块中，根据一体化污水处理设备的运行液位特点，选用了气压在17～35kpa的低压气泵作为供气源，与传统气动工具气源动力系统相比，降低了能耗，并且噪声相对更小，而且与传统电力动力源相比，由于只需要将供气源与电箱统一管理，将低压空气输送至设备的相应区域，减少了对于电缆、用电设备的防水要求，提高了用电的安全性。
20.(3)本实用新型通过基于plc控制器的控制模块，对个模块的电动阀进行控制，实现各模块之间的联动控制和自动化控制，有利于设备的远程控制，解决了传统一体化污水处理系统需要大量人工操作的问题，相比传统控制系统使用了低压低电流控制元器件，在系统稳定性和设计便意性上得到优化。
21.(4)本实用新型占用空间小，可以仅需要在气源总管上加装尺寸小、功率低的电动阀，即可实现回流、搅拌、排泥和配水的功能，提高设计的精简性。
附图说明
22.图1是本实用新型的结构示意图；
23.图2是本实用新型的排泥模块的结构示意图；
24.图3是本实用新型的回流模块的结构示意图。
[0025]1‑
气源模块，2
‑
曝气模块，3
‑
排泥模块，4
‑
回流模块，5
‑
配水模块，11
‑
低压气泵，12
‑
气源总管，21
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反洗曝气管，22
‑
曝气进气管，23
‑
曝气电动阀，31
‑
排泥进气管，32
‑
排泥管，33
‑
排泥电动阀，34
‑
吸泥口，35
‑
调节电动阀，41
‑
回流进气管，42
‑
吸液管，43
‑
回流管，44
‑
回流电动阀，45
‑
吸液口，46
‑
回流口，51
‑
配水进气管，52
‑
配水管，53
‑
配水电动阀，54
‑
配水口。
具体实施方式
[0026]
为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本实用新型进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本实用新型的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本实用新型的这些方面。
[0027]
实施例1
[0028]
如图1
‑
所示，根据本实用新型的一种一体化污水处理设备的气动系统，包括气源模块1、曝气模块2、排泥模块3、回流模块4、配水模块5和控制模块，将气源模块1分别安装在污水处理设备的调节区、缺氧区、厌氧区和沉淀区内，将曝气模块2安装在污水处理设备的调节区、缺氧区、厌氧区、好氧区和沉淀区内，曝气模块2、排泥模块3、回流模块4和配水模块5均与气源模块1连接；
[0029]
气源模块1包括低压气泵11和气源总管12，气源总管12的一端与低压气泵11连接，低压气泵11供气流量规格为150l/min；曝气模块2包括反洗曝气管21和曝气进气管22，曝气进气管22的一端通过曝气电动阀23与气源总管12连接，曝气进气管22的另一端与反洗曝气管21的中部连通，反洗曝气管21为穿孔曝气管，穿孔曝气管上设有旋流曝气头；排泥模块3包括排泥进气管31和排泥管32，排泥进气管31的一端通过排泥电动阀33与气源总管12连接，排泥进气管31的另一端与排泥管32连通，排泥管32的一端设有吸泥口34，吸泥口34设置在距离污水处理设备中各区的底部150mm的高度，吸泥口34到排泥进气管31的距离为60mm，排泥管32远离吸泥口34的一端设有调节电动阀35；回流模块4包括回流进气管41、吸液管42和回流管43，回流进气管41的一端通过回流电动阀44与气源总管12连接，回流进气管41的另一端与吸液管42连通，吸液管42靠近回流进气管41的一端设有吸液口45，吸液口45到回流进气管41的距离为90mm。吸液管42远离吸液口45的一端与回流管43连通，回流管43与吸液管42之间的夹角为85度，回流管43远离吸液管42的一端设有回流口46，回流口46通常设置在距离液面450mm的深度；配水模块5包括配水进气管51和配水管52，配水进气管51的一端通过配水电动阀53与气源总管12连接，配水进气管51的另一端与配水管52连通，在配水管52靠近配水进气管51的一端设有配水口54。控制模块包括plc控制器，曝气电动阀23、排泥电动阀33、调节电动阀35、回流电动阀44、配水电动阀53均与plc控制器电性连接。
[0030]
实施例2
[0031]
如图1
‑
所示，根据本实用新型的一种一体化污水处理设备的气动系统，包括气源
模块1、曝气模块2、排泥模块3、回流模块4、配水模块5和控制模块，将气源模块1分别安装在污水处理设备的调节区、缺氧区、厌氧区和沉淀区内，将曝气模块2安装在污水处理设备的调节区、缺氧区、厌氧区、好氧区和沉淀区内，曝气模块2、排泥模块3、回流模块4和配水模块5均与气源模块1连接；
[0032]
气源模块1包括低压气泵11和气源总管12，气源总管12的一端与低压气泵11连接，低压气泵11供气流量规格为75l/min；曝气模块2包括反洗曝气管21和曝气进气管22，曝气进气管22的一端通过曝气电动阀23与气源总管12连接，曝气进气管22的另一端与反洗曝气管21的中部连通，反洗曝气管21为穿孔曝气管，穿孔曝气管上设有旋流曝气头；排泥模块3包括排泥进气管31和排泥管32，排泥进气管31的一端通过排泥电动阀33与气源总管12连接，排泥进气管31的另一端与排泥管32连通，排泥管32的一端设有吸泥口34，吸泥口34设置在距离污水处理设备中各区的底部250mm的高度，吸泥口34到排泥进气管31的距离为180mm，排泥管32远离吸泥口34的一端设有调节电动阀35；回流模块4包括回流进气管41、吸液管42和回流管43，回流进气管41的一端通过回流电动阀44与气源总管12连接，回流进气管41的另一端与吸液管42连通，吸液管42靠近回流进气管41的一端设有吸液口45，吸液口45到回流进气管41的距离为10mm。吸液管42远离吸液口45的一端与回流管43连通，回流管43与吸液管42之间的夹角为85度，回流管43远离吸液管42的一端设有回流口46，回流口46通常设置在距离液面320mm的深度；配水模块5包括配水进气管51和配水管52，配水进气管51的一端通过配水电动阀53与气源总管12连接，配水进气管51的另一端与配水管52连通，在配水管52靠近配水进气管51的一端设有配水口54。控制模块包括plc控制器，曝气电动阀23、排泥电动阀33、调节电动阀35、回流电动阀44、配水电动阀53均与plc控制器电性连接。
[0033]
本实用新型使用时，排泥模块的调节电动阀和排泥电动阀均处于常闭状态，调节区、缺氧区、厌氧区和沉淀区的曝气电动阀处于常闭状态；好氧区中的曝气电动阀、回流电动阀以及配水电动阀保持常开状态；所有电动阀均由plc控制器控制。好氧区的曝气电动阀和回流电动阀控制进气量，进而控制好氧区的溶解氧和回流量。当来水碳源浓度较低，配水电动阀调节进气量，从而控制回流液量，配水管在厌氧区设有厌氧电动阀，在好氧区设有好氧电动阀，可用于关闭非目的配水分区，打开目的配水分区，从而达到多点碳源配水调控设备系统的目的。污水处理设备系统正常运行每隔3个月，当调节去和沉淀区的污泥沉积明显时，开启调节区和沉淀区的曝气模块的曝气电动阀，曝气5分钟，将调节区和沉淀区的污泥打散，是污泥呈流体状态，关闭调节区和沉淀区的曝气电动阀、回流电动阀以及配水电动阀，打开调节区和沉淀区的调节电动阀，然后打开排泥电动阀，进行排泥操作。设备运行每隔6个月，当缺氧区污泥沉积明显时，开启缺氧区的排泥模块的曝气电动阀，曝气5分钟，将缺氧区的污泥打散，使污泥呈流体状态，关闭缺氧区曝气电动阀、回流电动阀以及配水电动阀，打开缺氧区的排泥电动阀，然后打开缺氧区的调节电动阀，进行排泥操作。污水处理设备运行每隔8个月，通过控制厌氧区的曝气电动阀、排泥电动阀和调节电动阀，对厌氧区进行排泥操作。所有分区具体排泥结束工作以排泥的污泥浓度为准，若排泥管出水含泥量较低，停止排泥，关闭排泥模块，恢复曝气模块、回流模块和配水模块的运行。
[0034]
设备运行时间为14个月，出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级标准b标准。
[0035]
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技
术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。