一种全自动膜原位智能控制清洗系统的制作方法

本发明涉及膜生物反应器污水处理领域，具体涉及一种全自动膜原位智能控制清洗系统。

背景技术：

1、mbr膜又称膜生物反应器，是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术，主要利用沉浸于好氧生物池内的mbr膜组件截流槽内的活性污泥与大分子有机物，因其有效的截流作用，可保留世代周期较长的微生物，实现对污水深度净化。mbr膜使用过程中，膜污染问题始终限制着膜分离技术的发展，在mbr膜运行过程中，由于污泥浓度高，易堆积在mbr膜表面，尤其是mbr膜的两端根部,造成mbr膜污染。目前，为了防止mbr膜污染，在mbr膜下方安装曝气装置，通过曝气除去膜丝表面的污染物，当曝气失效时，污泥易在膜丝表面形成板结，mbr膜发生不可逆的污染。此外，胞外聚合物等污染物易在膜丝表面形成牢固的滤饼层，很难通过曝气的方式除去。当mbr膜丝发生板结或者不可逆污染时，通常只能将帘式膜组件从膜架上拆下进行冲洗，膜组件拆装比较繁琐，费时费力，工程量大，严重影响清洗效率。

2、中国专利号2021220753235公开了一种mbr膜原位清洗工具，包括清洗管和手握杆，手握杆固定安装在清洗管端点位置，且手握杆与清洗管相互连通，清洗管远离手握杆的一端设置有端部喷水孔，清洗管靠近端部喷水孔的两侧位置设置有侧面喷水孔，手握杆为可伸缩结构，包括外管道和内管道，内管道的上端固定安装有密封装置。该专利虽然可以实现原位清洗，但实际膜架高约2m，清洗管从膜架上端深入到膜架下端进行清洗，仅仅通过手握杆很难实现，可操性有待考证。

3、中国专利202423244296.x公开了一种mbr膜原位清洗装置及膜架，将清洗装置与膜架通过定位销和限位销进行固定后使用，在清洗过程中，清洗装置将清洗组件深入到膜片之间进行清洗，但是清洗装置固定在膜架上，并在膜架上移动，清洗单个膜堆较为方便，但是对于多个膜堆的清洗，操作则相对复杂。

4、本 技术实现要素：

5、技术问题：为解决上述问题，本发明提供一种全自动膜原位智能控制清洗系统，通过智能控制系统的数据采集、状态判断和路径规划等功能，结合精准的定位模块，精准定位到需要清洗的膜堆，自主化控制清洗系统的运行，提高清洗效率，实现无人化清洗过程。

6、本发明可以实现原位在线清洗，即当mbr膜发生污堵时，无需将帘式膜片从膜架上拆下进行冲洗，极大地减少了工程量，提高清洗效率。

7、本发明自动化程度高，无需将膜组件从膜池吊出，直接采用原膜池里的水进行清洗，节约用水量。

8、技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供一种全自动膜原位智能控制清洗系统，包含：

9、清洗系统，所述清洗系统包括膜池、自动清洗机、膜堆，所述膜池顶部设有纵向轨道，所述纵向轨道为偶数个，且相互平行；所述纵向轨道上方设置有轨道车，所述轨道车可以沿着纵向轨道移动，所述轨道车包含横向轨道和自动清洗机，所述自动清洗机可沿着横向轨道移动，所述自动清洗机通过智能控制系统控制移动到需要清洗的位置，并将清洗组件沿着膜片深入到膜堆内部进行清洗膜片；

10、智能控制系统，所述智能控制系统包含数据采集模块，模型处理模块、路径规划模块、运动控制模块、数据库和处理器；

11、所述数据采集模块包含压力传感器和流量计，所述压力传感器和流量计均安装在所述膜堆上，用于采集每个膜堆运行数据，并将采集的数据传输到所述模型处理模块；

12、所述模型处理模块包含搭载逆向建模软件和数学算法，根据数据采集模块采集的数据进行建模，并将信息传输至处理器；

13、所述处理器将所得模型与数据库中系统运行清洗限定条件模型清洗需求判断模型、清洗优先级排序模型、清洗完毕条件判断模型等进行对比分析，将结果传输至路径规划模块，并同步调取数据库中的储存的预设清洗参数；

14、所述路径规划模块根据处理器输出的结果以及定位模块控制自动清洗机的位置以及清洗程序的开启与关闭，并根据参数信息通过路径引导算法进行路径规划；

15、所述处理器通过运动控制模块控制自动清洗机按照路径规划模块规划的路径运动。

16、进一步地，所述轨道车和自动清洗机上均设有定位模块，所述定位模块与运动控制模块控制相连，所述轨道车上的定位模块可以将轨道车定位到膜池的某个行道，再根据自动清洗机的定位模块，将自动清洗机定位到具体需要清洗的膜堆，即可开启清洗程序。

17、进一步地，所述轨道车上设有轨道轮，所述轨道轮由伺服电机驱动；所述自动清洗机底部四角设置轨道轮，所述轨道轮由伺服电机驱动，用于驱动自动清洗机沿着横向轨道的方向移动；轨道车和自动清洗机通过各自的移动确定清洗的点位，实现对膜堆的原位全自动清洗。

18、进一步地，所述轨道车底部四角靠近轨道轮组a处均设置有纵向轨道车定位模块，所述定位模块由轨道车位置传感器和纵向轨道点位信号发射器组成，通过轨道车位置传感器接收纵向轨道点位信号发射器发生的信号来精确控制纵向轨道的位移位置。

19、进一步地，所述自动清洗机的四个轨道轮组b包括伺服电机和轨道轮b，且四个电机独立控制与运行，用于准确定位至某行的某个待清洗膜堆以及在清洗过程对某个膜堆不同膜片的清洗。

20、进一步地，所述自动清洗机上设有位置传感器，自动清洗机底部四角靠近轨道轮组b处分别设置有浸没式超滤膜自动清洗机定位模块，该模块由浸没式超滤膜自动清洗机位置传感器和横向轨道点位信号发射器组成，通过浸没式超滤膜自动清洗机位置传感器接收横向轨道点位信号发射器发生的信号来精确控制浸没式超滤膜自动清洗机的位移位置。

21、进一步地，所述自动清洗机包括主框架、清洗组件和移动平台；所述主框架为立体结构，所述主框架的底部四角设有带伺服电机的轨道轮，可以控制自动清洗机的位置，所述主框架上设有定位光杆，所述移动平台可沿着光杆上下移动且可以固定在任一位置；所述移动平台包含清洗组件和吸水管，所述清洗组件包括清洗头和连接杆，所述清洗头为空心结构且侧面和底部设有喷水口，所述连接杆为空心结构，所述清洗头和连接杆连通，清洗液从连接杆输送到清洗头，从清洗头的喷水口喷出，利用高压水冲击碎mbr膜表面的泥块或附着在膜表面不易被气擦洗清除掉的滤饼层。

22、进一步地，所述纵向轨道和横向轨道均为三面包围结构，用于限制轨道轮a和轨道轮b沿着轨道垂直方向上下的位移，确保轨道轮只沿着轨道水平方向上移动。

23、当膜池内某个膜堆被控制系统自动判断需要清洗时，启动设备，通过移动轨道车和自动清洗机，来确定位置，固定位置后，开启自动清洗机的水泵和伺服电机，清洗组件随着移动平台下移，将清洗头深入到膜片间对膜堆进行高压水冲洗；清洗完毕后，通过移动轨道车和自动清洗机将自动清洗移除或清洗下一组膜堆。

24、有益效果：与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：本发明提供的一种全自动膜原位智能控制清洗系统，通过智能控制系统可实现系统自动识别，运动和清洗的全自动无人化、柔性化清洗过程。

25、本发明通过纵向轨道和轨道车的设置，可以实现自动清洗机任意在膜池上方移动，可以清洗任一膜堆，自动清洗机位置固定后，可以在机械作用下，将清洗组件伸入膜片之间高压水冲洗，无需停止系统运行，无需将膜堆吊出膜池，亦无需将膜池内的水抽出，清洗效果好，操作简单且易于实现。

26、本发明提供的mbr膜原位清洗系统在使用时，将原位清洗装置置于膜池上方，仅有清洗组件伸入到mbr内部，所有机械结构均在水面之上，故机械结构不易被腐蚀，损坏。

27、本发明提供的原位清洗装置结构简单，且可拆卸，方便日常维护。

技术实现思路