一种基于微生物生态特性的污泥群数字化一体驯化装置

摘要

本发明公开了一种基于微生物生态特性的污泥群数字化一体驯化装置，包括集成控制系统、污泥群驯化单元、物料投放单元、环境控制单元、信息监测单元和信息存储单元，所述集成控制系统的输出端分别与污泥群驯化单元、物料投放单元、环境控制单元的输入端连接，本发明涉及污水处理设备技术领域。该基于微生物生态特性的污泥群数字化一体驯化装置，通过集成控制系统分别与信息监测单元、信息存储单元实现双向连接，利用集成控制系统对驯化装置中的各个单元进行自动数字化一体控制，大大降低了对污泥进行驯化的操作难度，同时有效地提高了在污泥驯化过程中对活性污泥的获取量，自动化控制简化了对污泥驯化的过程。

说明书

技术领域

本发明涉及污水处理设备技术领域，具体为一种基于微生物生态特性的污泥群数字化一体驯化装置。

背景技术

现阶段，随着社会经济的不断发展，人们生活质量的提高，城市环境污染愈加严重，华南地区河涌分布复杂、水容量较小、水体流动性差，污水的大量排放导致河涌水质恶化，尤其是污染物质集中沉积在底泥，导致水体环境发生改变，长期的厌氧环境导致底泥发黑发臭，成为黑臭污泥，在污水处理领域中，目前应用最广、技术最成熟、成本比较低的就是生化处理方法，生化处理方法通过污水中活性污泥所存在的微生物，在一定条件下分解氧化污水中的有机污染物，使污水得以净化，但是，生化处理的效果受污泥活性影响较大，有一些污水，例如医疗废水、煤化工废水、造纸废水、纺织废水等污水，其水质使得活性污泥中微生物难以适应，出现大量死亡现象。

现阶段对于污水的处理思路较为单一，资源化处理难以实现，活性污泥大多用于污水处理厂及一体化设备，在培养专性降解氨氮的活性污泥，一般都采用污水厂二沉池的活性污泥进行驯化，但是仍然存在优质活性污泥获取麻烦，获取量少等问题。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于微生物生态特性的污泥群数字化一体驯化装置，解决了现有技术中对于污泥驯化过程中存在的活性污泥获取麻烦，获取量少以及驯化过程较为复杂的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于微生物生态特性的污泥群数字化一体驯化装置，包括集成控制系统、污泥群驯化单元、物料投放单元、环境控制单元、信息监测单元和信息存储单元，所述集成控制系统的输出端分别与污泥群驯化单元、物料投放单元、环境控制单元的输入端连接，所述集成控制系统分别与信息监测单元、信息存储单元实现双向连接，并且信息监测单元的输出端与信息存储单元的输入端连接，所述信息监测单元的输出端与污泥群驯化单元的输入端连接，所述环境控制单元的输出端分别与污泥群驯化单元的输入端连接，并且物料投放单元的输出端与污泥群驯化单元的输入端连接，所述物料投放单元包括营养液存储模块、菌种存储模块、参数控制模块和定量投放模块，所述环境控制单元包括控制信息接收模块、自动控制模块、曝气机构和温控机构，所述信息监测单元包括水质监测传感器、pH传感器、监测数据采集模块、数据判断模块、数据反馈模块和数据发送模块，所述信息存储单元包括数据获取模块、数据存储模块、数据分类模块和数据接收模块。

优选的，所述营养液存储模块与菌种存储模块的输出端均与定量投放模块的输入端连接，并且定量投放模块的输出端与污泥群驯化单元的输入端连接，所述营养液存储模块的输入端与环境控制单元的输出端连接。

优选的，所述集成控制系统的输出端与参数控制模块的输入端连接，并且参数控制模块的输出端与定量投放模块的输入端连接。

优选的，所述集成控制系统的输出端与控制信息接收模块的输入端连接，并且控制信息接收模块的输出端与自动控制模块的输入端连接，所述自动控制模块的输出端分别与曝气机构、温控机构的输入端连接，并且温控机构的输出端与曝气机构的输入端连接，所述曝气机构的输出端与污泥群驯化单元的输入端连接，所述温控机构的输出端与物料投放单元的输入端连接。

优选的，所述水质监测传感器与pH传感器的输出端均与污泥群驯化单元的输入端连接，并且水质监测传感器与pH传感器的输入端均与监测数据采集模块的输出端连接。

优选的，所述监测数据采集模块的输出端与数据判断模块的输入端连接，并且数据判断模块的输出端分别与数据反馈模块、数据发送模块的输入端连接，所述数据发送模块的输出端与信息存储单元的输入端连接，并且数据反馈模块与集成控制系统实现双向连接。

优选的，所述信息监测单元的输出端与数据接收模块的输入端连接，并且数据接收模块的输出端与数据分类模块的输入端连接。

优选的，所述数据分类模块的输出端与数据存储模块的输入端连接，并且数据存储模块的输入端与数据获取模块的输出端连接，所述数据获取模块与集成控制系统实现双向连接。

(三)有益效果

本发明提供了一种基于微生物生态特性的污泥群数字化一体驯化装置。与现有技术相比具备以下有益效果：

(1)、该基于微生物生态特性的污泥群数字化一体驯化装置，通过集成控制系统分别与信息监测单元、信息存储单元实现双向连接，并且信息监测单元的输出端与信息存储单元的输入端连接，信息监测单元的输出端与污泥群驯化单元的输入端连接，环境控制单元的输出端分别与污泥群驯化单元的输入端连接，并且物料投放单元的输出端与污泥群驯化单元的输入端连接，物料投放单元包括营养液存储模块、菌种存储模块、参数控制模块和定量投放模块，环境控制单元包括控制信息接收模块、自动控制模块、曝气机构和温控机构，信息监测单元包括水质监测传感器、pH传感器、监测数据采集模块、数据判断模块、数据反馈模块和数据发送模块，信息存储单元包括数据获取模块、数据存储模块、数据分类模块和数据接收模块，利用集成控制系统对驯化装置中的各个单元进行自动数字化一体控制，大大降低了对污泥进行驯化的操作难度，同时有效地提高了在污泥驯化过程中对活性污泥的获取量，自动化控制简化了对污泥驯化的过程。

(2)、该基于微生物生态特性的污泥群数字化一体驯化装置，通过营养液存储模块与菌种存储模块的输出端均与定量投放模块的输入端连接，并且定量投放模块的输出端与污泥群驯化单元的输入端连接，营养液存储模块的输入端与环境控制单元的输出端连接，集成控制系统的输出端与参数控制模块的输入端连接，并且参数控制模块的输出端与定量投放模块的输入端连接，利用集成控制系统对营养液与菌种的投放进行阶梯式控制，可以有效地提高对污泥驯化过程中对活性污泥的获取量。

(3)、该基于微生物生态特性的污泥群数字化一体驯化装置，通过水质监测传感器与pH传感器的输出端均与污泥群驯化单元的输入端连接，并且水质监测传感器与pH传感器的输入端均与监测数据采集模块的输出端连接，监测数据采集模块的输出端与数据判断模块的输入端连接，并且数据判断模块的输出端分别与数据反馈模块、数据发送模块的输入端连接，数据发送模块的输出端与信息存储单元的输入端连接，并且数据反馈模块与集成控制系统实现双向连接，利用信息监测单元可以实时获取污泥群驯化单元中的各个信息，并且根据污泥群驯化单元中的参数进行营养液与菌种的投放控制，可以有效地提高对活性污泥的获取量。

附图说明

图1为本发明污泥群数字化一体驯化装置结构的立体图；

图2为本发明污泥群数字化一体驯化装置的结构原理框图；

图3为本发明物料投放单元的结构原理框图；

图4为本发明环境控制单元的结构原理框图；

图5为本发明信息监测单元的结构原理框图；

图6为本发明信息存储单元的结构原理框图。

图中，1-集成控制系统、2-污泥群驯化单元、3-物料投放单元、31-营养液存储模块、32-菌种存储模块、33-参数控制模块、34-定量投放模块、4-环境控制单元、41-控制信息接收模块、42-自动控制模块、43-曝气机构、44-温控机构、5-信息监测单元、51-水质监测传感器、52-pH传感器、53-监测数据采集模块、54-数据判断模块、55-数据反馈模块、56-数据发送模块、6-信息存储单元、61-数据获取模块、62-数据存储模块、63-数据分类模块、64-数据接收模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明实施例提供一种技术方案：一种基于微生物生态特性的污泥群数字化一体驯化装置，包括集成控制系统1、污泥群驯化单元2、物料投放单元3、环境控制单元4、信息监测单元5和信息存储单元6，曝气机构43和温控机构44位于污泥群驯化装置的一侧固定设置，并且污泥群驯化装置正面的一侧设置有显示屏以及控制面板，污泥群驯化装置的顶部活动连接有盖板，集成控制系统1的输出端分别与污泥群驯化单元2、物料投放单元3、环境控制单元4的输入端连接，集成控制系统1分别与信息监测单元5、信息存储单元6实现双向连接，并且信息监测单元5的输出端与信息存储单元6的输入端连接，信息监测单元5的输出端与污泥群驯化单元2的输入端连接，环境控制单元4的输出端分别与污泥群驯化单元2的输入端连接，并且物料投放单元3的输出端与污泥群驯化单元2的输入端连接，物料投放单元3包括营养液存储模块31、菌种存储模块32、参数控制模块33和定量投放模块34，营养液存储模块31与菌种存储模块32的输出端均与定量投放模块34的输入端连接，并且定量投放模块34的输出端与污泥群驯化单元2的输入端连接，营养液存储模块31的输入端与环境控制单元4的输出端连接，集成控制系统1的输出端与参数控制模块33的输入端连接，并且参数控制模块33的输出端与定量投放模块34的输入端连接，环境控制单元4包括控制信息接收模块41、自动控制模块42、曝气机构43和温控机构44，集成控制系统1的输出端与控制信息接收模块41的输入端连接，并且控制信息接收模块41的输出端与自动控制模块42的输入端连接，自动控制模块42的输出端分别与曝气机构43、温控机构44的输入端连接，并且温控机构44的输出端与曝气机构43的输入端连接，曝气机构43的输出端与污泥群驯化单元2的输入端连接，温控机构44的输出端与物料投放单元3的输入端连接，信息监测单元5包括水质监测传感器51、pH传感器52、监测数据采集模块53、数据判断模块54、数据反馈模块55和数据发送模块56，水质监测传感器51与pH传感器52的输出端均与污泥群驯化单元2的输入端连接，并且水质监测传感器51与pH传感器52的输入端均与监测数据采集模块53的输出端连接，监测数据采集模块53的输出端与数据判断模块54的输入端连接，并且数据判断模块54的输出端分别与数据反馈模块55、数据发送模块56的输入端连接，数据发送模块56的输出端与信息存储单元6的输入端连接，并且数据反馈模块55与集成控制系统1实现双向连接，信息存储单元6包括数据获取模块61、数据存储模块62、数据分类模块63和数据接收模块64，信息监测单元5的输出端与数据接收模块64的输入端连接，并且数据接收模块64的输出端与数据分类模块63的输入端连接，数据分类模块63的输出端与数据存储模块62的输入端连接，并且数据存储模块62的输入端与数据获取模块61的输出端连接，数据获取模块61与集成控制系统1实现双向连接。

使用时，通过集成控制系统1对物料投放单元3和环境控制单元4进行自动化控制，集成控制系统1对参数控制模块33进行参数编辑，对营养液存储模块31月菌种存储模块32中的营养液与菌种通过定量投放模块34向污泥群驯化单元2中进行投加，同时利用环境控制单元4中的温控机构44对营养液的温度进行控制，利用自动控制模块42对曝气机构43与温控机构44进行控制，曝气机构43向污泥群驯化单元2中通入气体，同时温控机构44对曝气机构43内部气体的温度进行控制，利用水质监测传感器51与pH传感器52实时对污泥群驯化单元2内部污泥的水温、溶解氧含量、浓度以及污泥池的pH值进行监测，监测数据采集模块53对水质监测传感器51与pH传感器52内部的数据进行采集，利用数据判断模块54对采集到的数据进行判断，并且将异常数据信息通过数据反馈模块55反馈给集成控制系统1中，同时利用数据发送模块56将采集到的数据信息发送至信息存储单元6中，利用数据分类模块63对接收的数据信息进行分类，最后将数据信息发送至数据存储模块62中进行存储，集成控制系统1可以通过数据获取模块61对数据存储模块62中的数据信息进行调取。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。