一种用于船用生活污水处理装置的自动培菌系统的制作方法

1.本发明涉及一种自动培菌系统，尤其是一种适用于船舶生活污水处理装置的培菌阶段的控制系统。


背景技术：

2.目前船舶生活污水处理装置主要采用生化处理 膜过滤组合处理方式，生化段利用活性污泥中的微生物去除废水中的有机污染物。活性污泥中的微生物包括细菌、放射菌、霉菌、酵母菌、原生动物等单细胞或多细胞生物，这些微生物在不断进行新陈代谢的过程中需要营养，即在有氧情况下，微生物通过酶的作用氧化分解废水中的有机物质，将之吸收合成为菌体本身。污染物去除效果取决于活性污泥中微生物的生长情况，因此培菌是船舶生活污水处理装置启动运行的重要环节。
3.培菌阶段通常采用闷曝方式(即曝气而不进污水)使污泥快速增加至所需浓度后开始连续进水运行，一般浓度负荷下，培菌5天左右典型微生物出现。但在培菌过程中污水状态及设备控制主要由人工进行观察检测及调整，培菌成功率过于依赖培菌人员的经验水平。同时生活污水处理装置根据船舶在不同行驶区域运行工况不同，经常存在装置在长期污水直排工况后切换至处理模式下需要重新开始培菌的情况发生，由于实船装备的生活污水处理装置信息化和智能化程度不高，工况切换带来的人工培菌耗费过多的人力和时间。
4.因此需一种适用于船舶生活污水处理装置的自动培菌系统。


技术实现要素：

5.本发明目的在于提供一种用于船舶生活污水处理装置的自动培菌系统，用于减少船员在装置培菌阶段的人为操作，降低人力消耗和时间消耗，提高培菌成功率。
6.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
7.一种用于船舶生活污水处理装置的自动培菌系统，包括调节柜、输送泵、缺氧柜、好氧柜、膜柜、抽吸泵、清水柜、电气控制系统、温度控制系统、在线监测系统、ph调节加药系统、输送系统、液位传感器、曝气系统、回流系统，所述调节柜与温度控制和在线监测系统相连，并设有液位传感器，所述调节柜通过输送系统与缺氧柜相连，所述缺氧柜和好氧柜与曝气系统和在线监测系统相连，所述好氧柜与ph调节加药系统相连，所述膜柜通过回流系统与好氧柜和污泥柜相连，所述调节柜、缺氧柜、好氧柜、膜柜、清水柜、污泥柜与排放系统相连，所述温度控制系统、在线监测系统、ph调节加药系统、输送系统、液位传感器、曝气系统、回流系统、排放系统均与电气控制系统相连。
8.进一步，所述温度控制系统包括加热器和温度控制器，温度控制器包含传感器探头和控制元件，所述温度控制器控制温度范围为25～30
±
3℃，温度控制器的传感器探头每4小时对调节柜内液位温度进行检测，检测柜内污水温度低于设定值，加热器自动启动，探头检测调节柜温度达到温度设定值，加热器自动停止。
9.进一步，所述在线监测系统包含调节柜ph传感器、调节柜uv254传感器、缺氧柜ph
传感器、缺氧柜do传感器、好氧柜ph传感器、好氧柜do传感器和好氧柜uv254传感器，所述调节柜ph传感器、调节柜uv254传感器安装于调节柜内；所述缺氧柜ph传感器、缺氧柜do传感器安装于缺氧柜内；所述好氧柜ph传感器、好氧柜do传感器和好氧柜uv254传感器安装于好氧柜内，好氧柜ph传感器与ph调节加药系统相连。
10.进一步，所述调节柜ph传感器和好氧柜ph传感器分别用于检测调节柜和好氧柜内污水ph值，所述好氧柜ph传感器与ph调节加药系统相连；所述调节柜uv254传感器和好氧柜uv254传感器分别用于检测调节柜和好氧柜内污水cod浓度，所述调节柜uv254传感器与好氧柜uv254传感器检测时间同步；所述缺氧柜do传感器和好氧柜do传感器分别用于检测缺氧柜和好氧柜内污水溶解氧浓度，并通过电气控制系统与曝气系统连接。
11.进一步，所述ph调节加药系统包括ph调节加药泵、ph调节药箱及管路，通过电气控制系统与好氧柜ph传感器相连；当好氧柜ph传感器检测至好氧柜内污水ph值超出设定值时，所述ph调节加药泵自动启动，从ph调节药箱向好氧柜内投加碱液，使好氧柜污水ph值达到设定范围，ph调节加药泵自动停止。
12.进一步，所述曝气系统包括风机、气体分配器、管路、缺氧柜曝气电动阀、缺氧柜曝气管、好氧柜曝气调节电动阀、好氧柜曝气盘、膜柜曝气调节电动阀、膜柜曝气管，所述气体分配器通过管路与缺氧柜曝气电动阀和缺氧柜曝气管相连，所述曝气系统通过缺氧柜do探头检测数据调节缺氧柜曝气电动阀门开度来调节缺氧柜溶解氧在控制范围内；所述气体分配器通过管路与好氧柜曝气电动阀和好氧柜曝气盘相连，所述曝气系统通过好氧柜do探头检测数据调节好氧柜曝气电动阀门开度来调节好氧柜溶解氧在控制范围内；所述气体分配器通过管路与膜柜曝气电动阀和膜柜曝气管相连。
13.进一步，所述输送系统用于连接调节柜与缺氧柜，包括输送泵进口阀、输送泵、电磁流量计、输送泵出口电动阀、输送泵出口止回阀、输送泵回流阀，所述输送系统通过电气控制系统与调节柜内液位传感器连接，当调节柜内污水达到中液位传感器位置后，输送泵自动启动，液位低于低液位传感器位置时，输送泵自动停止。
14.进一步，所述输送泵输出流量分为进入缺氧柜水量和回流流量；所述缺氧柜进水水量根据电磁流量计检测流量传输至电气控制系统，通过调节输送泵出口电动阀开度，对缺氧柜进水水量进行调控。
15.进一步，所述膜柜中设置膜组件与膜柜曝气管，膜组件出水通过抽吸泵输送至清水柜；所述清水柜中设置高、中、低液位传感器，清水柜中的高、中、低液位传感器通过电气控制系统与排放系统相连。
16.进一步，所述排放系统与调节柜、缺氧柜、好氧柜、膜柜、清水柜、污泥柜各柜室通过排放阀及管道相连；所述回流系统包括气体分配器、气提电动阀、回流电动阀-好氧柜、回流电动阀-污泥柜及相应管路组成，所述回流系统气体分配器通过气提电动阀、气提管、回流电动阀-好氧柜与好氧柜相连，所述回流系统气体分配器通过气提电动阀、气提管、回流电动阀-污泥柜与污泥柜相连，所述污泥柜上部通过管路与缺氧柜相连。
17.本发明的有益效果是：
18.1.设置在线监测系统，对影响微生物生长的控制参数进行实时监测，有利于为微生物创造适宜生长范围。
19.2.设置温度控制系统、ph调节加药系统、输送系统、曝气系统、回流系统，结合在线
监测系统检测数据，电气控制系统可以对水温、ph、进水流量、溶解氧控制在适宜微生物生长的设定范围内，有利于提高培菌成功率。
附图说明
20.图1是本发明的用于船舶生活污水处理装置的自动培菌系统及流程图；
21.图中：1.电气控制系统、2.排放泵、3.污泥柜、4.调节柜、5.输送泵、6.缺氧柜、7.好氧柜、8.膜柜、9.清水柜、10.风机、11.气体分配器、12.ph调节药箱、13.ph调节加药泵、14.抽吸泵、31.污泥柜排放阀、41.调节柜ph传感器、42.调节柜uv254传感器、43.调节柜高液位传感器、44.调节柜中液位传感器、45.调节柜低液位传感器、46.调节柜排放阀、47.温度控制器、48.加热器、51.输送泵进口阀、52.电磁流量计、53.输送泵出口电动阀、54.输送泵出口止回阀、55.输送泵回流阀、61.缺氧柜ph传感器、62.缺氧柜do传感器、63.缺氧柜曝气电动阀、64.缺氧柜曝气管、65.缺氧柜排放阀、71.好氧柜ph传感器、72.好氧柜do传感器、73.好氧柜uv254传感器、74.好氧柜曝气电动阀、75.好氧柜曝气盘、76.好氧柜排放阀、81.膜组件、82.膜柜曝气管、83.气提电动阀、84.膜柜曝气电动阀、85.回流电动阀-好氧柜、86.回流电动阀-污泥柜、87.膜柜中液位传感器、88.膜柜排放阀、91.清水柜高液位传感器、92.清水柜中液位传感器、93.清水柜低液位传感器、94.清水柜排放阀、141.抽吸泵进口阀、142.抽吸泵出口止回阀.
具体实施方式
22.为使本发明的优点、技术方案更加清楚、明确，以下结合具体实施例对本发明做详细说明。
23.如图1所示，本发明的用于船舶生活污水处理装置的自动培菌系统，包括由污泥柜3、调节柜4、输送泵5、缺氧柜6、好氧柜7、膜柜8、抽吸泵14、清水柜9组成的船舶生活污水处理装置、电气控制系统1、温度控制系统、在线监测系统、ph调节加药系统、输送系统、液位传感器、曝气系统、回流系统。
24.调节柜4与温度控制系统相连，调节柜4与在线监测系统相连，并设有调节柜高液位传感器43、调节柜中液位传感器44、调节柜低液位传感器45，调节柜4设置高、中、低三个液位传感器，用于控制输送泵5自动启停。调节柜4通过输送系统与缺氧柜6相连，缺氧柜6和好氧柜7与曝气系统相连，并与在线监测系统相连，好氧柜7与ph调节加药系统相连，膜柜8通过回流系统与好氧柜7和污泥柜3相连。调节柜4、缺氧柜6、好氧柜7、膜柜8、清水柜9、污泥柜3与排放系统相连。温度控制系统、在线监测系统、ph调节加药系统、输送系统、液位传感器、曝气系统、回流系统、排放系统均与电气控制系统相连。
25.温度控制系统包括加热器48和温度控制器47，温度控制器47包含传感器探头和控制元件。温度控制器控制温度范围为25～30(
±
3)℃，温度控制器的传感器探头每4小时对调节柜4内液位温度进行检测，检测柜4内污水温度低于设定值，加热器48自动启动，探头检测调节柜4温度达到温度设定值，加热器48自动停止。
26.在线监测系统包含调节柜ph传感器41、调节柜uv254传感器42、缺氧柜ph传感器61、缺氧柜do传感器62、好氧柜ph传感器71、好氧柜do传感器72和好氧柜uv254传感器73。其中：
27.调节柜ph传感器41、调节柜uv254传感器42安装于调节柜4内，与ph调节加药系统相连。缺氧柜ph传感器61、缺氧柜do传感器62安装于缺氧柜6内。好氧柜ph传感器71、好氧柜do传感器72和好氧柜uv254传感器73安装于好氧柜7内。
28.ph传感器用于检测调节柜和好氧柜内污水ph值(每12小时检测一次)，好氧柜ph传感器71与ph调节加药系统相连，系统设定ph调节控制范围为7～8(
±
0.2)。
29.ph调节加药系统包括ph调节加药泵13、ph调节药箱12及管路，通过电气控制系统与好氧柜ph传感器71相连。根据好氧柜ph传感器71检测好氧柜内污水ph值超出设定值，ph调节加药泵13自动启动，从ph调节药箱12向好氧柜7内投加碱液，使好氧柜7污水ph值达到设定范围，ph调节加药泵13自动停止。
30.uv254传感器42用于检测调节柜4和好氧柜7内污水cod浓度，调节柜uv254传感器42与好氧柜uv254传感器73检测时间同步，每12小时检测一次。
31.do传感器用于检测柜体内污水溶解氧浓度，(每4小时检测一次)，do传感器通过电气控制系统与曝气系统连接，系统设定缺氧柜do控制范围为＜0.6mg/l，好氧柜do控制范围为2～5mg/l。
32.曝气系统包括风机10、气体分配器11、管路、缺氧柜曝气电动阀63、缺氧柜曝气管64、好氧柜曝气电动阀74、好氧柜曝气盘75、膜柜曝气电动阀84、膜柜曝气管82。气体分配器11通过管路与缺氧柜曝气电动阀63和缺氧柜曝气管64相连，系统通过缺氧柜do探头检测数据调节缺氧柜曝气电动阀门63开度来调节缺氧柜6溶解氧在控制范围内。气体分配器11通过管路与好氧柜曝气电动阀74和好氧柜曝气盘75相连，系统通过好氧柜do探头检测数据调节好氧柜曝气电动阀门74开度来调节好氧柜7溶解氧在控制范围内。气体分配器11通过管路与膜柜曝气电动阀84和膜柜曝气管82相连。
33.输送系统用于连接调节柜4与缺氧柜6，包括输送泵进口阀51、输送泵5、电磁流量计52、输送泵出口电动阀53、输送泵出口止回阀54、输送泵回流阀55。输送系统通过电气控制系统与调节柜4内液位传感器连接，调节柜4内污水达到调节柜中液位传感器44，输送泵5自动启动，液位低于调节柜低液位传感器45，输送泵5自动停止。
34.输送泵5输出流量分为进入缺氧柜6水量和回流流量。缺氧柜6进水水量根据电磁流量计检测52流量传输至电气控制系统，通过调节输送泵出口电动阀53开度，对缺氧柜6进水水量进行调控。
35.膜柜8中设置膜组件81与膜柜曝气管82，膜组件81出水通过抽吸泵14输送至清水柜9。
36.清水柜9中设置清水柜高液位传感器91、清水柜中液位传感器92、清水柜低液位传感器93，清水柜液位传感器通过电气控制系统与排放系统相连。
37.排放系统与调节柜4、缺氧柜6、好氧柜7、膜柜8、清水柜9、污泥柜3各柜室通过排放阀及管道相连。
38.回流系统包括气体分配器11、气提电动阀83、回流电动阀-好氧柜85、回流电动阀-污泥柜86及相应管路。回流系统的气体分配器11通过气提电动阀83、气提管、回流电动阀-好氧柜85与好氧柜7相连，回流系统的气体分配器11通过气提电动阀83、气提管、回流电动阀-污泥柜86与污泥柜3相连。污泥柜3上部通过管路与缺氧柜6相连。
39.本发明通过温度控制系统、在线监测系统、ph调节加药系统、输送系统、液位传感
器、曝气系统、回流系统对影响微生物生长的控制因素水量、水温、ph、溶解氧参数进行调控，根据检测的进出水cod浓度，确定cod去除率，判定培菌终点，培菌共分为“闷曝——30％进水——60％进水——100％进水”4个阶段，具体流程如下：
40.1)装置进水并开始启动后，电气控制系统利用在线检测系统采集进水ph、温度、cod参数后，系统自动选择预置的自动培菌控制程序，开始培菌。
41.2)调节柜水位达到调节柜中液位传感器，输送泵自动启动，缺氧柜、好氧柜、膜柜依次进水至膜柜水位达到中位，输送泵停止，进入闷曝阶段。
42.3)闷曝阶段设定时间为3天，期间开启曝气系统、在线监控系统，回流系统、输送系统、排放系统保持关闭状态。在线监控系统及曝气系统对缺氧柜、好氧柜内溶解氧每个4小时进行检测调控，使缺氧柜do控制范围为＜0.6mg/l，好氧柜do控制范围为2～5mg/l，对好氧柜ph每12小时进行检测调控，使好氧柜ph值控制范围为7～8(
±
0.2)。
43.4)闷曝结束后，调节输送泵出口电动阀开度，使缺氧柜进水达到设计流量30％，开始30％进水阶段，在闷曝阶段状态下回流至好氧柜系统开启，膜柜污泥回流至好氧柜，上清液至清水柜，清水柜底部排放阀门打开，排放系统根据清水柜液位传感器控制，中位开启排放泵，低位停泵。在线监控系统及曝气系统控制同步骤3，对进水cod及好氧柜cod浓度进行检测，当系统cod去除率达到75％时，此阶段结束，转入下一阶段。
44.5)30％进水结束后，调节输送泵出口电动阀开度，使缺氧柜进水达到设计流量60％，开始60％进水阶段，在30％进水阶段状态下回流至好氧柜和回流至缺氧柜同步开启，膜柜污泥50％回流至好氧柜，50％回流至污泥柜，污泥柜上清液至缺氧柜。此阶段开启膜组件，膜组件出水经抽吸泵至清水柜，清水柜底部排放阀门打开，排放系统根据清水柜液位传感器控制，中位开启排放泵，低位停泵。此阶段在线监控系统及曝气系统控制同步骤3，对进水cod及好氧柜cod浓度进行检测，当系统cod去除率达到75％时，此阶段结束，转入下一阶段。
45.6)60％进水结束后，调节输送泵出口电动阀全开，缺氧柜实现100％进水，此阶段所有控制系统设置与60％进水阶段保持一致。对进水cod及好氧柜cod浓度进行检测，当系统cod去除率达到75％时，判断培菌结束，可以进入装置正常处理工况。