基于ORDS集散式监控体系的农村污水处理一体化设备论文和设计-陈国辉

全文摘要

本实用新型公开了一种基于ORDS集散式监控体系的农村污水处理一体化设备，包括缺氧区、MBR好氧区、MOSA厌氧反应器和ORDS监控系统，MOSA厌氧反应器是对系统中低效污泥进行厌氧处理，其与MBR好氧区通过污泥管和第二污泥回流管相连以实现污泥的双向流动；ORDS监控系统为集散式在线实时诊断系统，包括实时监控设备、物联网接入设备、服务器、控制终端设备，实现实时监控。集散式监控系统可集中监控位于不同位置的污水处理运行状况，太阳能供电，适合于广大农村的实际情况；MOSA反应器可减少剩余污泥量，降低堵塞风险，延长MBR膜寿命；设备一体化结构，可节省用地。

主设计要求

1.基于ORDS集散式监控体系的农村污水处理一体化设备，其特征在于，包括污水处理系统和ORDS监控系统；所述污水处理系统包括多个污水处理单元和设备间，所述设备间中存放有运行设备，各设备与多个污水处理单元通过管道连接或电线连接；所述多个污水处理单元包括缺氧区、MBR好氧区，所述缺氧区上连接有供污水进入的进水管，所述缺氧区与所述MBR好氧区相连，污水经缺氧区处理后进入MBR好氧区，而后通过MBR好氧区上设置的集水管排出，所述缺氧区的作用为去除污水中氮磷物质，MBR好氧区的作用为去除污水中的有机物；所述ORDS监控系统为集散式在线实时诊断系统，包括实时监控设备、物联网接入设备、服务器、控制终端设备，所述实时监控设备包括安装于污水处理系统中的液位计、流量传感器、电动阀、压力传感器、电流表，所述物联网接入设备通过串口与所述实时监控设备相连以接收污水处理系统中各处理单元输出的数据，所述物联网接入设备与所述服务器相连以将数据传输到服务器上；所述控制终端设备包括与所述服务器相连的计算机或手机，以查看设备运行状况或进行相应操作；所述液位计安装于所述缺氧区和MBR好氧区，以监控各单元的液位以控制不同泵的开闭状态；所述压力传感器安装于MBR好氧区，与MBR膜相连，用以检测MBR膜的实时压力，以根据压力来控制MBR好氧区的产水及反洗状态；所述流量传感器位于设备间，以监控污水处理的实时流量；所述电动阀安装于各污水处理单元以控制各污水处理单元不同部位的处理状态；所述电流表安装于各污水处理单元以监控各元件是否处于运行状态。

设计方案

1.基于ORDS集散式监控体系的农村污水处理一体化设备，其特征在于，包括污水处理系统和ORDS监控系统；

所述污水处理系统包括多个污水处理单元和设备间，所述设备间中存放有运行设备，各设备与多个污水处理单元通过管道连接或电线连接；所述多个污水处理单元包括缺氧区、MBR好氧区，所述缺氧区上连接有供污水进入的进水管，所述缺氧区与所述MBR好氧区相连，污水经缺氧区处理后进入MBR好氧区，而后通过MBR好氧区上设置的集水管排出，所述缺氧区的作用为去除污水中氮磷物质，MBR好氧区的作用为去除污水中的有机物；

所述ORDS监控系统为集散式在线实时诊断系统，包括实时监控设备、物联网接入设备、服务器、控制终端设备，所述实时监控设备包括安装于污水处理系统中的液位计、流量传感器、电动阀、压力传感器、电流表，所述物联网接入设备通过串口与所述实时监控设备相连以接收污水处理系统中各处理单元输出的数据，所述物联网接入设备与所述服务器相连以将数据传输到服务器上；所述控制终端设备包括与所述服务器相连的计算机或手机，以查看设备运行状况或进行相应操作；所述液位计安装于所述缺氧区和MBR好氧区，以监控各单元的液位以控制不同泵的开闭状态；所述压力传感器安装于MBR好氧区，与MBR膜相连，用以检测MBR膜的实时压力，以根据压力来控制MBR好氧区的产水及反洗状态；所述流量传感器位于设备间，以监控污水处理的实时流量；所述电动阀安装于各污水处理单元以控制各污水处理单元不同部位的处理状态；所述电流表安装于各污水处理单元以监控各元件是否处于运行状态。

2.根据权利要求1所述的基于ORDS集散式监控体系的农村污水处理一体化设备，其特征在于，所述污水处理系统中的多个污水处理单元还包括MOSA厌氧反应器，作用为对系统中低效污泥进行厌氧处理，其与MBR好氧区通过污泥管和第二污泥回流管相连以实现污泥的双向流动，MBR好氧区中的污泥通过所述的污泥管进入MOSA厌氧反应器，MOSA厌氧反应器中处理后的污泥通过所述的第二污泥回流管转入MBR好氧区。

3.根据权利要求2所述的基于ORDS集散式监控体系的农村污水处理一体化设备，其特征在于，所述MOSA厌氧反应器还包括水封罐、污泥泵，并安装有实时监控设备中的液位计；所述水封罐设置于MOSA厌氧反应器的顶部，其作用为隔绝空气，以维持厌氧反应器的压力，起阻火器的作用，同时还具有一定的沼气净化效果；所述污泥泵与所述的第二污泥回流管相连，为污泥回流提供动力。

4.根据权利要求1至3任一项所述的基于ORDS集散式监控体系的农村污水处理一体化设备，其特征在于，所述缺氧区和MBR好氧区之间还设置有第一污泥回流管，用于使MBR好氧区的污泥回流至缺氧区。

5.根据权利要求1至3任一项所述的基于ORDS集散式监控体系的农村污水处理一体化设备，其特征在于，所述缺氧区的有效区域内还设有立式分布的弹性填料。

6.根据权利要求4所述的基于ORDS集散式监控体系的农村污水处理一体化设备，其特征在于，所述MBR好氧区包括MBR膜组件、污泥曝气管、管式曝气器，并安装有所述实时监控设备中的液位计；所述管式曝气器设置于MBR好氧区的底部；所述MBR膜组件位于管式曝气器的上方；所述污泥曝气管与所述的第一污泥回流管相连，为污泥回流提供动力。

7.根据权利要求1至3任一项所述的基于ORDS集散式监控体系的农村污水处理一体化设备，其特征在于，还包括一太阳能供电系统，为所有设备供电，所述太阳能供电系统包括依次电连接的太阳能电池序列、太阳能充电控制器、蓄电池组、逆变器、负载和公众电网。

8.根据权利要求1至3任一项所述的基于ORDS集散式监控体系的农村污水处理一体化设备，其特征在于，所述污水处理系统采用上下层结构的一体化设计。

9.根据权利要求8所述的基于ORDS集散式监控体系的农村污水处理一体化设备，其特征在于，所述多个污水处理单元位于下层，所述设备间位于上层。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种农村污水处理设备，尤其是一种基于ORDS集散式监控体系的农村污水处理一体化设备。

背景技术

目前我国广大农村环境现状不容乐观，大部分农村几乎没有完善的排水管网建设，并且缺乏配套的污水处理设施，这给农村生活污水的处理造成了极大的阻碍。当前典型的农村生活污水处理工艺主要包括生态处理系统(湿地技术、地下渗滤处理技术及高效稳定塘处理技术)、生物处理系统(无动力厌氧处理技术、好氧生物技术和厌氧好氧一体化技术)及生物+生态处理系统(厌氧池+复合型人工湿地技术和漂浮植物塘+化粪池技术)，但是这些处理技术存在或易堵塞、或适用范围小、或经济基础差、或占地面积大及运行成本高且不容易监测其运行状况的缺点。

ORDS集散式监控体系可对不同地方的处理设备进行集中观察，有助于掌握各部件的运行状况；而且可通过互联网传输监测数据，经过云计算及时将设备运行状况反馈至设备管理人员，若有问题可及时解决。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服上述现有技术的缺点，提供一种剩余污泥减量化、不易堵塞且可实时监控的基于ORDS集散式监控体系的农村污水处理一体化设备。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：

基于ORDS集散式监控体系的农村污水处理一体化设备，包括污水处理系统和ORDS监控系统。

所述ORDS监控系统为集散式在线实时诊断系统，包括实时监控设备、物联网接入设备、服务器、控制终端设备，所述实时监控设备包括安装于污水处理系统中的液位计、流量传感器、电动阀、压力传感器、电流表，所述物联网接入设备通过串口与所述实时监控设备相连以接收污水处理系统中各处理单元输出的数据，所述物联网接入设备与所述服务器相连以将数据传输到服务器上；所述控制终端设备包括与所述服务器相连的计算机或手机，以查看设备运行状况或进行相应操作；所述液位计安装于所述缺氧区和MBR好氧区，以监控各单元的液位以控制不同泵的开闭状态；所述压力传感器安装于MBR好氧区，与 MBR膜相连，用以检测MBR膜的实时压力，以根据压力来控制MBR好氧区的产水及反洗状态；所述流量传感器位于设备间，以监控污水处理的实时流量；所述电动阀安装于各污水处理单元以控制各污水处理单元不同部位的处理状态；所述电流表安装于各污水处理单元以监控各元件是否处于运行状态。

数据传输方式可采用无线或有线的方式，进一步地，服务器可为云服务器。

进一步优化的技术方案是，所述污水处理系统中的多个污水处理单元还包括MOSA厌氧反应器，作用为对系统中低效污泥进行厌氧处理，处理后的污泥可进一步进入系统中重复利用，减少剩余污泥的排放及处理成本，其与MBR好氧区通过污泥管和第二污泥回流管相连以实现污泥的双向流动，MBR好氧区中的污泥通过所述的污泥管进入MOSA厌氧反应器，MOSA厌氧反应器中处理后的污泥通过所述的第二污泥回流管转入MBR好氧区。

进一步优化的技术方案是，所述MOSA厌氧反应器还包括水封罐、污泥泵，并安装有实时监控设备中的液位计；所述水封罐设置于MOSA厌氧反应器的顶部，其作用为隔绝空气，以维持厌氧反应器的压力，起阻火器的作用，同时还具有一定的沼气净化效果；所述污泥泵与所述的第二污泥回流管相连，为污泥回流提供动力。

进一步优化的技术方案是，所述缺氧区和MBR好氧区之间还设置有第一污泥回流管，用于使MBR好氧区的污泥回流至缺氧区。

进一步优化的技术方案是，所述缺氧区的有效区域内还设有立式分布的弹性填料。

进一步优化的技术方案是，所述MBR好氧区包括MBR膜组件、污泥曝气管、管式曝气器，并安装有所述实时监控设备中的液位计；所述管式曝气器设置于MBR好氧区的底部；所述MBR膜组件位于管式曝气器的上方；所述污泥曝气管与所述的第一污泥回流管相连，为污泥回流提供动力，不仅安装方便，还能起到节能和节省设备的作用。MBR膜组件作为MBR好氧区的主体，其作用是为微生物提供附着场所，以保证污水的进一步处理，同时阻拦部分微生物流出系统，使微生物发挥最大化作用，此外，还可以使泥水分离。

进一步优化的技术方案是，还包括一太阳能供电系统，为所有设备供电，所述太阳能供电系统包括依次电连接的太阳能电池序列、太阳能充电控制器、蓄电池组、逆变器、负载和公众电网。

进一步优化的技术方案是，所述污水处理系统采用上下层结构的一体化设计。多个污水处理单元相邻连通且共同位于下层，设备间位于上层。

设备间主要包括流量传感器、自吸泵、控制箱、电动阀等。

另外，本实用新型的供电系统还可以采用风力发电系统，或者太阳能、风能一体化供电。

本实用新型的农村污水处理一体化设备的污水处理流程为：污水由进水管进入缺氧区去除污水中氮磷物质，随后进入MBR好氧膜区去除有机物，经过这两个区的处理，污水中的有机物得到一定的去除，同时也可达到脱氮除磷的目的；经MBR好氧膜区处理后的水体流出一体化设备；MBR好氧膜区中的剩余污泥一部分回流至缺氧区，一部分进入MOSA厌氧反应器，经MOSA厌氧反应器处理后全部回流入MBR好氧膜区以回收利用，使剩余污泥产量降低，同时可解决剩余污泥堵塞膜的问题；同时由MOSA厌氧反应器回流至MBR好氧膜区的部分污泥再回流至缺氧区以进一步回收利用。

本实用新型的实时监控原理为：ORDS监控系统的物联网输入设备通过串口与污水处理系统中液位计、流量传感器、电动阀、压力计及电流表等实时监控设备相连，接收污水处理系统中各处理单元输出的数据，并将数据传输到服务器上，服务器经过相应处理后将数据转发至电脑或手机上的应用程序上，以实时掌握设备运行状况。

本实用新型的有益效果在于：采用集散式监控系统，各污水处理系统、采集器可位于不同地点的处理现场，而监控查看处理设备可集中于一处，有利于集中观察和处理，实时掌握各运行状况，无需专人看守，适合于广大农村的实际情况；通过在污水处理系统中设置MOSA厌氧反应器单元，可减少剩余污泥量，且可降低堵塞的风险，也可延长MBR膜的寿命，降低运行成本；使用太阳能给系统供能，减少能耗，人工景观区兼具污水生态处理和景观的双重功能，适合广大农村实际；污水处理设备一体化结构设计，整个系统供能、监控、处理于一体，可节省用地。

附图说明

图1为本实用新型的实施例1的结构示意图。

图2为本实用新型的太阳能供电示意图。

图3为本实用新型的太阳能供电系统的结构示意图。

图4为本实用新型的ORDS监控系统总体框架图。

附图标记：1-污水处理系统；2-缺氧区；3-MBR好氧区；4-MOSA厌氧反应器；5-进水管；6-弹性填料；7-第一污泥回流管；8-管式曝气器；9-污泥曝气管；10-MBR膜组件；11-污泥管；12-集水管；13-污泥泵；14-第二污泥回流管； 15-设备间；16-水封罐；17-太阳能电池序列；18-太阳能充电控制器；19-蓄电池组；20-逆变器；21-负载；22-公众电网。

具体实施方式

如图1～图4所示，基于ORDS集散式监控体系的农村污水处理一体化设备，包括污水处理系统1和ORDS监控系统。

所述污水处理系统1包括多个污水处理单元和设备间15，所述设备间15中存放有运行设备，各设备与多个污水处理单元通过管道连接或电性连接；所述多个污水处理单元包括缺氧区2、MBR好氧区3，所述缺氧区2上连接有供污水进入的进水管5，所述缺氧区2与所述MBR好氧区3相连，污水经缺氧区2 处理后进入MBR好氧区3，而后通过MBR好氧区3上设置的集水管12排出，所述缺氧区2的作用为去除污水中氮磷物质，MBR好氧区3的作用为去除污水中的有机物。

所述ORDS监控系统为集散式在线实时诊断系统，包括实时监控设备、物联网接入设备、服务器、控制终端设备，所述实时监控设备包括安装于污水处理系统1中的液位计、流量传感器、电动阀、压力传感器、电流表，所述物联网接入设备通过串口与所述实时监控设备相连以接收污水处理系统1中各处理单元输出的数据，所述物联网接入设备与所述服务器相连以将数据传输到服务器上；所述控制终端设备包括与所述服务器相连的计算机或手机，以查看设备运行状况或进行相应操作；所述液位计安装于所述缺氧区2和MBR好氧区3，以监控各单元的液位以控制不同泵的开闭状态；所述压力传感器安装于MBR好氧区3，与MBR膜相连，用以检测MBR膜的实时压力，以根据压力来控制MBR好氧区3的产水及反洗状态；所述流量传感器位于设备间15，以监控污水处理的实时流量；所述电动阀安装于各污水处理单元以控制各污水处理单元不同部位的处理状态；所述电流表安装于各污水处理单元以监控各元件是否处于运行状态。

数据传输方式可采用无线或有线的方式，服务器可为云服务器。

所述污水处理系统1中的多个污水处理单元还包括MOSA厌氧反应器4，作用为对系统中低效污泥进行厌氧处理，处理后的污泥可进一步进入系统中重复利用，减少剩余污泥的排放及处理成本，其与MBR好氧区3通过污泥管11 和第二污泥回流管14相连以实现污泥的双向流动，MBR好氧区3中的污泥通过所述的污泥管11进入MOSA厌氧反应器4，MOSA厌氧反应器4中处理后的污泥通过所述的第二污泥回流管14转入MBR好氧区3。所述MOSA厌氧反应器4还包括水封罐16、污泥泵13，并安装有实时监控设备中的液位计；所述水封罐16设置于MOSA厌氧反应器4的顶部，其作用为隔绝空气，以维持厌氧反应器的压力，起阻火器的作用，同时还具有一定的沼气净化效果；所述污泥泵 13与所述的第二污泥回流管14相连，为污泥回流提供动力。

所述缺氧区2和MBR好氧区3之间还设置有第一污泥回流管7，用于使 MBR好氧区3的污泥回流至缺氧区2。

所述缺氧区2的有效区域内还设有立式分布的弹性填料6。

所述MBR好氧区3包括MBR膜组件10、污泥曝气管9、管式曝气器8，并安装有所述实时监控设备中的液位计；所述管式曝气器8设置于MBR好氧区 3的底部；所述MBR膜组件10位于管式曝气器8的上方；所述污泥曝气管9 与所述的第一污泥回流管7相连，为污泥回流提供动力，不仅安装方便，还能起到节能和节省设备的作用。MBR膜组件10作为MBR好氧区3的主体，其作用是为微生物提供附着场所，以保证污水的进一步处理，同时阻拦部分微生物流出系统，使微生物发挥最大化作用，此外，还可以使泥水分离。

如图2所示，还包括一太阳能供电系统，为所有设备供电，如图3所示，所述太阳能供电系统包括依次电连接的太阳能电池序列17、太阳能充电控制器 18、蓄电池组19、逆变器20、负载21和公众电网22。

进一步优化的技术方案是，所述污水处理系统采用上下层结构的一体化设计。可采用多个污水处理单元相邻连通且共同位于下层，设备间15位于上层。

设备间15主要包括流量传感器、自吸泵、控制箱、电动阀等。

如图4所示，其实时监控原理为：ORDS监控系统的物联网输入设备通过串口与污水处理系统中液位计、流量传感器、电动阀、压力计及电流表等实时监控设备相连，接收污水处理系统中各处理单元输出的数据，并将数据传输到服务器上，服务器经过相应处理后将数据转发至电脑或手机上的应用程序上，以实时掌握设备运行状况。

其污水处理流程为：

污水由进水管5进入缺氧区2去除污水中氮磷物质，随后进入MBR好氧膜区3去除有机物，经过这两个区的处理，污水中的有机物得到一定的去除，同时也可达到脱氮除磷的目的；经MBR好氧膜区3处理后的水体流出污水处理系统1；MBR好氧膜区3中的剩余污泥一部分回流至缺氧区2，一部分进入MOSA 厌氧反应器4，经MOSA厌氧反应器4处理后全部回流入MBR好氧膜区3以回收利用，使剩余污泥产量降低，同时可解决剩余污泥堵塞膜的问题；同时由MOSA厌氧反应器4回流至MBR好氧膜区3的部分污泥再回流至缺氧区2以进一步回收利用。

本实用新型可将污水处理系统中的几个单元联合制成一体化设备，在此基础上，利用农村地域广阔的优点，使用太阳能给系统供能，减少能耗，从而降低运行成本。设备可埋藏在地下面，节省土地，同时地面上还可做绿化，美化环境。无需专人看守，只需每周定期巡视、检查即可。运行中对水量的变化有较强适应性，针对不同的进水水量变化，能够自动调整，确保整个设备的正常运行。污泥产生量少，一般运行二年制取一次沉渣。在清掏运输沉渣过程中无臭氧污染，沉渣可作为植物种植的优质泥土。经过净化的水可达景观水水质标准，可回用于绿化、冲厕、人工湖等场所。

上列详细说明是针对本实用新型可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本实用新型的专利范围，凡未脱离本实用新型所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

设计图

基于ORDS集散式监控体系的农村污水处理一体化设备论文和设计

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