基于物聯網的自升攪拌導流厭氧發酵裝置的制作方法

本發明涉及污水處理設備技術領域，尤其涉及一種基于物聯網的自升攪拌導流厭氧發酵裝置。

背景技術：

隨著城市現代化程度的提升，伴隨的城市生活污水問題不斷加劇，已對我們的生活和健康構成嚴重威脅，主要表現形式是生活污水污染度升高，污水排放總量增加。為了避免污水造成二次污染，提高污水處理水平和能力已經迫在眉睫。

通過調查研究和實踐發現，利用馴化后的微生物作用進行單級厭氧去除廢水中有機物和氮磷，可以達到凈化污水的目的。目前，本領域的處理污染物的厭氧發酵裝置，存在著厭氧反應攪拌能耗大、沼氣收集時容易被阻塞、不能實時監測厭氧發酵裝置內生物活性裝置的問題。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題在于，提供一種結構簡單、基于物聯網的自升攪拌導流厭氧發酵裝置，可提高厭氧池的污水處理能力，節約能源消耗，降低運營成本。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種基于物聯網的自升攪拌導流厭氧發酵裝置，包括密封式槽罐；所述密封式槽罐的內部填充生物活性填料，底部設有加熱裝置，所述加熱裝置用于加熱密封式槽罐內部的污水以使密封式槽罐內部處于中溫厭氧狀態；所述密封式槽罐的內壁設有導流葉片，所述導流葉片用于調節密封式槽罐內部的污水流向；所述密封式槽罐的頂部設有氣體導流槽及集氣裝置，所述氣體導流槽引導密封式槽罐內的氣體進入集氣裝置。

作為上述方案的改進，所述導流槽包括多條呈放射狀分布的肋條，每一肋條相對于密封式槽罐的中心呈渦旋狀分布，每一肋條的延長線均與密封式槽罐的中心不相交且肋條之間互不相接，相鄰的肋條之間形成導流通道以將氣體導向集氣裝置。

作為上述方案的改進，所述導流葉片包括多個子葉片，每一子葉片分別傾斜設置于密封式槽罐的內壁上。

作為上述方案的改進，所述加熱裝置包括設置于密封式槽罐內部的熱水循環盤管及設置于密封式槽罐外部的循環泵；所述熱水循環盤管上設置有熱介質入口及熱介質出口，所述循環泵驅動熱介質沿熱介質入口進入熱水循環盤管并沿熱介質出口排出熱水循環盤管。

作為上述方案的改進，所述生物活性填料由利于親合微生物群體的生物活性材料構成，所述親合微生物群體的生物活性材料為添加生物親合劑的硬質塑料。

作為上述方案的改進，所述基于物聯網的自升攪拌導流厭氧發酵裝置還包括支持擴展無線數傳網絡的水質傳感器模塊，所述水質傳感器模塊固定于密封式槽罐的內壁上。

作為上述方案的改進，所述水質傳感器模塊包括相互電連接的信號調節電路、微控制器、無線電收發器及內部供電電源。

作為上述方案的改進，所述水質傳感器模塊包括微生物傳感器、沼氣濃度傳感器、cod傳感器、tn傳感器、nh3傳感器、tp傳感器、ph傳感器、ss傳感器、色度傳感器、濁度傳感器、溫度傳感器及壓力傳感器中的任意一種或幾種。

作為上述方案的改進，所述基于物聯網的自升攪拌導流厭氧發酵裝置還包括設置于密封式槽罐外部的外部供電電源，所述水質傳感器模塊與外部供電電源之間通過有線和/或無線方式連接。

作為上述方案的改進，所述水質傳感器模塊與物聯網連接。

實施本發明，具有如下有益效果：

本發明基于物聯網的自升攪拌導流厭氧發酵裝置結構簡單，可有效節約占地面積，在運營過程中還可節約能源消耗，提高厭氧池的污水處理能力，降低了運營成本，方便實現。具體地，本發明具有以下有益效果：

1、本發明為密封式槽罐結構，結合由親合微生物群體的生物活性材料制成的生物活性填料，可有效增加了微生物種群的聚集密度，使得處理污染物的能力更強；

2、本發明型在密封式槽罐的底部設置加熱裝置，給密封式槽罐內的污水進行加熱，使密封式槽罐內形成中溫厭氧環境，加熱效率高，可提高厭氧發酵效率。

3、本發明為了使密封式槽罐內污水厭氧混合度達到最大化，在密封式槽罐的內壁上設置導流葉片，結合污水升溫上升時的動力，通過導流葉片的引導將污水進行充分攪拌，不需要專設攪拌動力，節能攪拌能源消耗，同時，為使流體加溫時能夠形成內循環的攪拌形式，導流葉片按一定的傾斜角在密封式槽罐的內壁分散布置。

4、本發明在密封式槽罐的頂部設置氣體導流槽及集氣裝置，使沼氣通過導流槽進行收集并無阻塞地引至集氣裝置，避免阻塞，提高本發明的有效處理容積和產氣量。

5、本發明裝置內置水質傳感器模塊，實時在線監測生物活性，為系統加溫控制和營養輔料補充提供準確的工作參數，可有效提高運行控制水平。

附圖說明

圖1是本發明基于物聯網的自升攪拌導流厭氧發酵裝置的結構示意圖；

圖2是本發明基于物聯網的自升攪拌導流厭氧發酵裝置的另一結構示意圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步地詳細描述。僅此聲明，本發明在文中出現或即將出現的上、下、左、右、前、后、內、外等方位用詞，僅以本發明的附圖為基準，其并不是對本發明的具體限定。

參見圖1及圖2，圖1及圖2顯示了本發明基于物聯網的自升攪拌導流厭氧發酵裝置的具體結構，其包括密封式槽罐；所述密封式槽罐的內部填充生物活性填料，底部設有加熱裝置，所述加熱裝置用于加熱密封式槽罐內部的污水以使密封式槽罐內部處于中溫厭氧狀態；所述密封式槽罐的內壁設有導流葉片7，所述導流葉片7用于調節密封式槽罐內部的污水流向；所述密封式槽罐的頂部設有氣體導流槽6及集氣裝置5，所述氣體導流槽6引導密封式槽罐內的氣體進入集氣裝置5。

需要說明的是，本發明通過在密封式槽罐的內部填充生物活性填料，有效地增加了微生物種群的聚集密度，提高了污染物的處理能力。同時，本發明在密封式槽罐的底部設置加熱裝置并通過加熱的方式對密封式槽罐內的污水進行加熱，使密封式槽罐內部形成中溫厭氧狀態；另外，為了使密封式槽罐內的污水厭氧混合度達到最大化，本發明在密封式槽罐的內壁上設置導流葉片7，經加熱裝置加溫后的熱水流上升并通過導流葉片7旋流，形成攪拌效果；為了減少沼氣的阻塞情況，本發明在密封式槽罐的頂部設置氣體導流槽6及集氣裝置5，以進一步提高沼氣的導流效果。

進一步，所述生物活性填料由利于親合微生物群體的生物活性材料構成，所述親合微生物群體的生物活性材料為添加生物親合劑的硬質塑料，可有效增加了微生物種群的聚集密度，使得污染物處理能力更強。所述生物親合劑優選為合成高分子p-onipaam-co-maa，但不以此為限制，用戶可根據實際情況選擇適合的生物活性填料。

如圖1所示，所述加熱裝置包括設置于密封式槽罐內部的熱水循環盤管2及設置于密封式槽罐外部的循環泵1，所述循環泵1為熱水循環泵1。所述熱水循環盤管2上設置有熱介質入口3及熱介質出口4，所述循環泵1驅動熱介質沿熱介質入口3進入熱水循環盤管2并沿熱介質出口4排出熱水循環盤管2。本發明采用盤管加熱的方式對污水進行加熱處理，工作時，帶有熱量的介質從熱介質入口3進入，流經熱水循環盤管2后，從熱介質出口4流出，給密封式槽罐內的污水進行加熱，使密封式槽罐內形成中溫厭氧。

相應地，所述導流葉片7包括多個子葉片，每一子葉片分別傾斜設置于密封式槽罐的內壁上。本發明在密封式槽罐的內壁上傾斜設置子葉片，經加熱裝置加溫后的熱水流上升并通過子葉片旋流，形成攪拌效果，使密封式槽罐內污水厭氧混合度達到最大化，同時，為增強內循環攪拌效果,子葉片按一定的傾斜角在密封式槽罐內壁分散布置。

如圖2所示，所述導流槽6包括多條呈放射狀分布的肋條，每一肋條相對于密封式槽罐的中心呈渦旋狀分布，每一肋條的延長線均與密封式槽罐的中心不相交且肋條之間互不相接，相鄰的肋條之間形成導流通道以將氣體導向集氣裝置5。具體地，所述肋條與密封式槽罐一體澆筑而成，并按密封式槽罐的中心逆時針（地理位置在北半球時為逆時針，在南半球時為順時針）按32.5度角向外輻射放置。所述肋條可以為直線形、弧形，但不以此為限制。因此，通過在密封式槽罐的頂部設置渦旋狀的氣體導流槽6，可使氣體沿氣體導流槽6快速的進入集氣裝置5，進一步提高沼氣的導流效果，有效減少沼氣的阻塞情況，

另外，所述基于物聯網的自升攪拌導流厭氧發酵裝置還包括支持擴展無線數傳網絡（如zigbee）的水質傳感器模塊，所述水質傳感器模塊可通過膠粘合于密封式槽罐的內壁上。優選地，所述水質傳感器模塊可以為微生物傳感器（microbialsensor，如電極電容傳感器）、沼氣濃度傳感器（methaneconcentration）、cod傳感器、tn傳感器、nh3傳感器、tp傳感器、ph傳感器、ss傳感器、色度（chroma）傳感器、濁度（turbidity）傳感器、溫度傳感器及壓力傳感器中的任意一種或幾種，但不以此為限制，用戶可根據實際需求選擇適合的水質傳感器模塊，以采集所需的水質數據。

具體地，所述水質傳感器模塊包括相互電連接的信號調節電路、微控制器、無線電收發器及內部供電電源。工作時，傳感器將采集到的電信號數據發送至信號調節電路進行除干擾、除燥、放大處理，然后，再由微控制器將處理后的電信號數據折算或變換為實際的監測數據，并將該監測數據通過無線電收發器傳輸至外部的網關，從而實現水質傳感器模塊與物聯網的連接。其中，無線電收發器是采用一定的協議（如ieee802.11s技術，也稱mesh網狀網）和無線通信技術（如zigbee這種低復雜度、低功耗、低成本的雙向無線通信技術）將微控制器處理的監測數據傳送至外部網關。

需要說明的是，水質傳感器模塊既可通過內部供電電源進行供電，也可通過外部供電電源進行供電（從外部獲得電力）。為了使水質傳感器模塊能夠通過外部供電電源進行供電，所述基于物聯網的自升攪拌導流厭氧發酵裝置還包括設置于密封式槽罐外部的外部供電電源，所述水質傳感器模塊與外部供電電源之間通過有線和/或無線方式連接，當水質傳感器模塊與外部供電電源之間采用無線方式連接時，所述外部供電電源為無線供電器，其中，無線供電器采用的方式為：接受外部有一定距離的供電裝置的電磁波，從而轉換成電力。

由上可知，采用本發明具有以下有益效果：

1、本發明為密封式槽罐結構，結合由親合微生物群體的生物活性材料制成的生物活性填料，可有效增加了微生物種群的聚集密度，使得污染物的處理能力更強；

2、本發明型在密封式槽罐的底部設置加熱裝置，給密封式槽罐內的污水進行加熱，使密封式槽罐內形成中溫厭氧環境，加熱效率高,可提高厭氧發酵效率。

3、本發明為了使密封式槽罐內污水厭氧混合度達到最大化，在密封式槽罐的內壁上設置導流葉片7，結合污水升溫上升時的動力，通過導流葉片7的引導將污水進行充分攪拌，不需要專設攪拌動力，節能攪拌能源消耗，同時，為使流體加溫時能夠形成內循環的攪拌形式，導流葉片7按一定的傾斜角在密封式槽罐的內壁分散布置。

4、本發明在密封式槽罐的頂部設置氣體導流槽6及集氣裝置5，使沼氣通過導流槽6進行收集并無阻塞地引至集氣裝置5，避免阻塞,提高本發明的有效處理容積和產氣量。

5、本發明裝置內置水質傳感器模塊，實時在線監測生物活性，為系統加溫控制和營養輔料補充提供準確的工作參數，可有效提高運行控制水平。

以上所述是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發明的保護范圍。