一种基于物联网去除医疗用品废水氨氮总氮系统及方法与流程

1.本发明涉及污水处理领域，特别涉及一种基于物联网去除医疗用品废水氨氮总氮系统及方法。


背景技术：

2.目前我国现有污水处理主流工艺中大量采用aao工艺(a2/o工艺，anaerobic-anoxic-oxic，厌氧-缺氧-好氧)，具有同步脱氮除磷的效果，其流程如下：污水与回流污泥先进入厌氧池完全混合，经一定时间的厌氧分解，去除部分生化需氧量bod，使部分含氮化合物转化成n2(反硝化作用)而释放，回流污泥中的聚磷微生物(聚磷菌等)释放出磷，满足细菌对磷的需求。然后污水流入缺氧池，池中的反硝化细菌以污水中的含碳有机物为碳源，将好氧池内通过内循环回流进来的硝酸根还原为n2而释放。随后，污水流入好氧池，水中的nh3-n(氨氮)进行硝化反应生成硝酸根，同时水中的有机物氧化分解供给吸磷微生物以能量，微生物从水中吸收磷，磷进入细胞组织，富集在微生物内，经沉淀池分离后以富磷污泥的形式从系统中排出。该工艺通过厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和微生物菌群种类的有机配合，能同时具备去除有机物、脱氮除磷的功能。
3.上述aao工艺的去除效率相对于传统a/o工艺的去除效率较高，处理成本低，但是该工艺前期投资设备成本较高，且对工程建设人员、设备运行人员要求高，需要运行人员长时间监控水质，及时对污水进行处理，若处理不及时，操作不当，容易导致出水效果不稳定。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种基于物联网去除医疗用品废水氨氮总氮系统及方法，旨在解决现有污水处理中需要运行人员长时间监控水质，及时对污水进行处理的操作不便的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明提出的一种基于物联网去除医疗用品废水氨氮总氮系统，包括：生化处理池；检测终端，所述检测终端设置于生化处理池内，所述检测终端用于实时采集池内废水的水质数据；控制终端，所述控制终端与检测终端连接，用于获取及传输检测终端的水质数据；物联网平台，所述物联网平台与控制终端无线连接，用于获取及计算控制终端上传的水质数据，得出相应的控制指令；用户终端，所述用户终端与物联网平台无线连接，用于获取及展示水质数据，以及生成管控指令；调节装置，所述调节装置与控制终端连接，用于通过控制终端获取物联网平台的控制指令或用户终端的管控指令，根据控制指令或管控指令做出相应的调节措施。
6.进一步地，所述生化处理池投放有好氧反硝化菌。
7.进一步地，所述检测终端与控制终端通过rs485通讯线连接，所述检测终端包括ph传感器、溶解氧传感器、cod传感器、氨氮传感器、硝酸盐传感器。
8.进一步地，所述控制终端与物联网平台通过4g无线网络连接，所述控制终端包括网络继电器、数据预处理模块、无线传输模块、电源模块。
9.进一步地，所述调节装置设置于生化处理池内，所述调节装置包括曝气设备、投放设备。
10.进一步地，为实现上述目的，本发明还提供一种基于物联网去除医疗用品废水氨氮总氮方法，包括如下步骤：生化处理池投放脱氮菌；实时采集废水的水质数据，且对所述水质数据进行预处理；将水质数据上传至物联网平台，通过与预设的条件进行比对，若不满足预设的条件，则得出启动指令，调节装置获取启动指令并做出相应的调节措施；若水质数据满足预设的条件，则得出停止指令，调节装置获取停止指令并做出相应的调节措施。
11.进一步地，所述将水质数据上传至物联网平台，且通过与预设的条件进行比对，若不满足预设的条件，则得出启动指令，调节装置获取启动指令并做出相应的调节措施的步骤包括：将水质数据上传至物联网平台，通过与预设的条件进行比对，若水质数据中硝氮和氨氮的总和高于12时，则得出启动调节装置的控制指令，调节装置获取启动指令后启动运行。
12.进一步地，所述若水质数据满足预设的条件，则得出停止指令，调节装置获取停止指令并做出相应的调节措施的步骤包括：若水质数据中硝氮和氨氮的总和低于或等于12时，则得出停止调节装置的控制指令，调节装置获取停止指令后停止运行。
13.进一步地，所述调节装置包括曝气设备、投放设备。
14.进一步地，所述实时采集废水的水质数据，且对所述水质数据进行预处理的步骤包括：通过多个传感器实时采集废水的水质数据，且对所述水质数据进行预处理，所述预处理包括时间戳检验、数据判定、错误数据删除、缺失数据补充，预处理后得到清洗后的水质数据phc、doc、codc、nh3-nc、no3c，水质数据通过无线网络传输至物联网平台。
15.本发明的基于物联网去除医疗用品废水氨氮总氮系统，在原有污水处理池的基础上配套物联网技术，通过实时检测以及自动控制或人为远程控制的手段，从而达到减少人工干涉，降低用人成本，且通过数字化自动运行、精准控制处理，进一步达到低建设成本、低运营成本，稳定达标排放目的。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以
根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
17.图1为本发明实施例一的基于物联网去除医疗用品废水氨氮总氮系统结构示意图；图2为本发明实施例二的基于物联网去除医疗用品废水氨氮总氮方法流程示意图；本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
18.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的一部分实施例，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作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。
19.需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后
……
），则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
20.另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”或者“及/或”，其含义包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
21.现有的aao工艺的去除效率相对于传统a/o工艺的去除效率较高，处理成本低，但是该工艺前期投资设备成本较高，且对工程建设人员、设备运行人员要求高，需要运行人员长时间监控水质，及时对污水进行处理，若处理不及时，操作不当，容易导致出水效果不稳定。
22.本发明的主要目的在于提供一种基于物联网去除医疗用品废水氨氮总氮系统及方法，旨在解决现有污水处理中需要运行人员长时间监控水质，及时对污水进行处理的操作不便的技术问题。
23.实施例一请参考图1，本技术方案的基于物联网去除医疗用品废水氨氮总氮系统，用于处理医疗用品废水，该系统包括：生化处理池；检测终端，所述检测终端设置于生化处理池内，所述检测终端用于实时采集池内废水的水质数据；控制终端，所述控制终端与检测终端连接，用于获取及传输检测终端的水质数据；物联网平台，所述物联网平台与控制终端无线连接，用于获取及计算控制终端上传的水质数据，得出相应的控制指令；
用户终端，所述用户终端与物联网平台无线连接，用于获取及展示水质数据，以及生成管控指令；调节装置，所述调节装置与控制终端连接，用于通过控制终端获取物联网平台的控制指令或用户终端的管控指令，根据控制指令或管控指令做出相应的调节措施。
24.在本实施中，所述检测终端与控制终端通过rs485通讯线连接进行通讯；所述控制终端与物联网平台通过无线传输方式连接进行通讯，其无线传输方式包括但不限于4g或wifi无线局域网；所述用户终端与物联网平台同样通过4g或wifi无线局域网连接进行通讯。
25.本发明的基于物联网去除医疗用品废水氨氮总氮系统，在原有污水处理池的基础上配套物联网技术，通过实时检测以及自动控制或人为远程控制的手段，从而达到减少人工干涉，降低用人成本，且通过数字化自动运行、精准控制处理，进一步达到低建设成本、低运营成本，稳定达标排放目的。
26.进一步地，所述生化处理池投放有好氧反硝化菌。在本实施例中，所述好氧反硝化菌采用浙江一谦生态农业科技有限责任公司的纯培养的好氧反硝化菌。由于现市面上国外的好氧反硝化菌只适用于低浓度硝酸盐废水，一般适宜硝氮浓度低于5mg/l，因此不能处理高浓度硝氮。在本实施例中采用上述公司纯培养的好氧反硝化菌，则适用于高浓度硝氮工业废水，最高可耐受硝氮浓度为3680mg/l，因此采用该好氧反硝化菌，其处理系统稳定、负荷高、适应范围更广。
27.进一步地，所述检测终端包括ph传感器、溶解氧传感器、cod传感器、氨氮传感器、硝酸盐传感器，其中所述ph传感器用于检测废水中的ph浓度，所述溶解氧传感器用于检测废水中的溶解氧浓度，所述cod传感器用于检测废水中的cod浓度，所述氨氮传感器用于检测废水中氨氮浓度，所述硝酸盐传感器用于检测废水中的硝酸盐与亚硝酸盐浓度。
28.进一步地，所述控制终端与物联网平台通过4g无线网络连接，所述控制终端包括网络继电器、数据预处理模块、无线传输模块、电源模块。其中，所述数据预处理模块的输入端与检测终端的多个传感器通过rs485通讯线连接，所述数据预处理模块的输出端与网络继电器的输入端连接，所述网络继电器的输出端与无线传输模块的输入端连接，所述无线传输模块的输出端与物联网平台连接。此外，所述网络继电器还设有控制端，该控制端与调节装置连接，在本实施例中，所述电源模块用于给网络继电器、数据预处理模块提供工作电源。
29.值得理解的是，所述网络继电器是一种电控制器件，是当输入量的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器。它具有控制系统和被控制系统之间的互动关系。通常应用于自动化的控制电路中，它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。在本实施例中，所述网络继电器与调节装置通过电线连接，用于启动或断开调节装置的用电电路。
30.所述数据预处理模块用于对上述各个传感器的水质数据进行预处理，所述预处理包括时间戳检验、数据判定、错误数据删除、缺失数据补充，预处理后得到清洗后的水质数据phc、doc、codc、nh3-nc、no3c，清洗后的水质数据更有效、有序、并且格式统一，更适用于现有的计算设备进行分析及统计，清洗后的水质数据发送至网络继电器，而网络继电器利
用无线传输模块发送至物联网平台。
31.由于物联网平台与用户终端通过无线网络进行传输，因此运维管理人员可通过用户终端例如手机或电脑，实时查看生化处理池内当前的水质情况。
32.进一步地，所述调节装置设置于生化处理池内，所述调节装置包括曝气设备、投放设备。在本实施中，所述曝气设备采用曝气器，用于向生化处理池补充氧气提高氧气含量，其安装于生化处理池的池底，并且通过电线与网络继电器连接，受网络继电器的控制。所述投放设备采用加药器，所述加药器用于向生化处理池投放碳源，该碳源包括但不限于甲醇、葡萄糖等碳源。通过向生化处理池投放碳源，在厌氧的情况下，池中的反硝化细菌以废水中的投放的甲醇或葡萄糖作为碳源，将硝酸根还原为n2而释放。
33.工作原理：本去除氨氮总氮系统在工作时，将医疗用品废水引入生化处理池内，随后对池内投加好氧反硝化菌。由于本系统设置有投放设备，该投放设备可通过物联网平台控制，投放碳源入池内。在反应的过程中，池内通过多个传感器实时检测水质情况，并且该水质数据可通过网络继电器以及无线传输模块发送至物联网平台，而运维管理人员可在用户终端上实时查看生化处理池内的水质数据，并及时做出相应的调整。当生化处理池内某项指标例如硝氮和氨氮的总和低于12，物联网平台自动生成控制指令，曝气设备通过接收控制指令，停止曝气。在停止曝气一段时间后，池内经过静置沉淀形成上清液，通过排放上清液，完成脱氮工作。
34.实施例二请参考图2，本实施例基于实施例一的去除医疗用品废水氨氮总氮系统，提出一种基于物联网去除医疗用品废水氨氮总氮方法，该方法用于处理医疗用品废水，该方法包括如下步骤：s10：生化处理池投放脱氮菌；s20：实时采集废水的水质数据，且对所述水质数据进行预处理；s30：将水质数据上传至物联网平台，通过与预设的条件进行比对，若不满足预设的条件，则得出启动指令，调节装置获取启动指令并做出相应的调节措施；s40：若水质数据满足预设的条件，则得出停止指令，调节装置获取停止指令并做出相应的调节措施。
35.在本实施例中，所述脱氮菌采用好氧反硝化菌。
36.进一步地，所述s20：实时采集废水的水质数据，且对所述水质数据进行预处理的步骤包括：通过多个传感器实时采集废水的水质数据，且对所述水质数据进行预处理，所述多个传感器包括ph传感器、溶解氧传感器、cod传感器、氨氮传感器、硝酸盐传感器。所述预处理包括时间戳检验、数据判定、错误数据删除、缺失数据补充，预处理后得到清洗后的水质数据phc、doc、codc、nh3-nc、no3c，清洗后的水质数据更有效、有序、并且格式统一，更适用于现有的计算设备进行分析及统计，清洗后的水质数据通过无线网络传输至物联网平台。
37.进一步地，所述s30：将水质数据上传至物联网平台，且通过与预设的条件进行比对，若不满足预设的条件，则得出启动指令，调节装置获取启动指令并做出相应的调节措施的步骤包括：
将水质数据上传至物联网平台，通过与预设的条件进行比对，若水质数据中硝氮和氨氮的总和高于12时，则得出启动调节装置的控制指令，调节装置获取启动指令后启动运行。
38.进一步地，所述若水质数据满足预设的条件，则得出停止指令，调节装置获取停止指令并做出相应的调节措施的步骤包括：若水质数据中硝氮和氨氮的总和低于或等于12时，则得出停止调节装置的控制指令，调节装置获取停止指令后停止运行。
39.进一步地，所述调节装置包括曝气设备、投放设备，所述曝气设备采用曝气器，用于向生化处理池补充氧气提高氧气含量；所述投放设备采用加药器，所述加药器用于向生化处理池投放碳源，该碳源包括但不限于甲醇、葡萄糖等碳源。
40.本基于物联网去除医疗用品废水氨氮总氮方法，通过多个传感器采集生化处理池的水质数据，通过预处理后得到清洗后的水质数据phc、doc、codc、nh3-nc、no3c，该水质数据通过无线网络传输至物联网平台，物联网平台将水质数据传输至用户终端，从而方便运维管理人员及时掌握该生化处理池的水质数据以及变化情况，并及时做出相应的调整。当水质数据满足预设的条件，例如硝氮和氨氮的总和低于或等于12时，则得出停止曝气设备的控制指令，曝气设备获取停止指令后停止运行，随后生化处理池静置沉淀半小时后形成上清液，通过排放上清液，完成脱氮工作。
41.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。