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申请/专利权人：天津创业环保集团股份有限公司

摘要：一种原位在线监测污水处理厂生物池性能的装置及方法，包括进水系统、反应系统、温度检测和维持系统、数据检测系统、逻辑控制和数据处理系统，以及料液定量补加系统；通过快速、直接测量活性污泥的性能，从而让污水处理运行者短时间内得到生物池运行状态。本装置无需专人值守，通过逻辑控制器实现装置和检测传感器清洁、保持反应体系和实际温度相同、各项数据的在线和测量和自动判断，为运行者提供性能预警和工艺调整建议，操作安全方便，效率较高。操作简便，维护容易，无需每天检查漏液及定期更换电解液；本设备结构简单，不含电解槽等部件，尺寸较小，节约空间。

主权项：1.一种原位在线监测污水处理厂生物池性能的方法，采用原位在线监测污水处理厂生物池性能的装置，该装置包括进水系统、反应系统、温度检测和维持系统、数据检测系统、逻辑控制和数据处理系统，以及料液定量补加系统；进水系统包括进水泵1、第一电控三通阀门3、第二电控三通阀门4、进水管道和出水管道；反应系统包括夹套反应管2、内回流泵5、射流水泵6、射流充氧器7、自动留样器和气压平衡管16；温度检测和维持系统包括环境温度检测电极11和反应器中温度检测电极10；数据检测系统包括溶氧检测电极8和pH检测电极9；逻辑控制和数据处理系统包括逻辑控制器17和显示器18；料液定量补加系统包括料液储存瓶15、料液提取泵12、定量瓶14和料液投加泵13；进水管道与进水泵相连接，夹套反应管包括内反应瓶和外夹套，外夹套包围设置在内反应瓶外部；内反应瓶上设置内进水接口和内出水接口、外夹套上设置外进水接口和外出水接口，内进水接口和外进水接口分别与进水管道相连通，内进水接口和进水管道之间设置第一电控三通阀门，内出水接口和外出水接口分别与出水管道相连通，内出水接口和出水管道之间设置第二电控三通阀门，连接第一电控三通阀门和第二电控三通阀门的射流管路上设置射流水泵和射流充氧器；溶氧检测电极、pH检测电极和反应器中温度检测电极分别检测内反应瓶中的对应参数，内反应瓶与外界之间设置气压平衡管；内反应瓶上设置回流管路，回流管路中设置回流水泵；环境温度检测电极、反应器中温度检测电极、pH检测电极和溶氧检测电极分别与逻辑控制器相连接，逻辑控制器控制各部件工作，且逻辑控制器与显示器相连接；料液储存瓶与定量瓶之间通过提取管路相连接，提取管路上设置料液提取泵，定量瓶与内反应瓶之间通过投加管路相连接，投加管路上设置料液投加泵，定量瓶与料液储存瓶之间还设有溢流管路；还包括云端数据管理和综合分析系统，云端数据管理和综合分析系统包括云端上位机19；云端上位机与逻辑控制器数据连接；该方法包括以下步骤：A、装置启动，环境温度检测电极检测生物池中温度为T11，反应器中温度检测电极检测内反应瓶中温度为T10，pH检测电极检测反应瓶中混合液的pH值为pH9，溶氧检测电极检测反应瓶中混合液的溶氧值为DO8，与逻辑控制器连接的显示屏分别显示T11、T10、DO8、pH9的时间参数实时曲线；B、进水泵启动，生物池中的液体沿进水管道由外进水接口流入夹套反应管的外夹套，并由外出水接口流出，经出水管道流回生物池，液体在外夹套和生物池间环流使外夹套内温度与生物池温度相同；C、开始预冲洗，第一电控三通阀门3连通进水管道和内进水接口，第二电控三通阀门4连通内出水接口和出水管道，进水泵运行，将生物池中的污水和活性污泥混合液导入内反应瓶；D、内反应瓶和生物池之间连通后经过设定时长t1，内回流泵5开始运行；E、第一电控三通阀门关断进水管道内进水接口间的连接，第二电控三通阀门关断内出水接口与出水管道之间的连接，内进水接口和内出水接口之间通过第一电控三通阀门和第二电控三通阀门导通射流管路，启动射流水泵，经过运行设定时长t2后关闭射流水泵；F、第一电控三通阀门3和第二电控三通阀门4关闭，此时第一电控三通阀门3、夹套反应管2内反应瓶、第二电控三通阀门4、射流充氧器7、射流水泵6回路断开，逻辑控制器根据环境温度检测电极采集到的T11和反应器中温度检测电极采集到的T10对进水泵的运转进行反馈控制，维持T10与T11差值在设定值T0内；G、开启第一电控三通阀门3和第二电控三通阀门4，第一电控三通阀门3、夹套反应管2内反应瓶、第二电控三通阀门4、射流充氧器7、射流水泵6回路接通，开启设定时长为t2；H、第一电控三通阀门关断进水管道内进水接口间的连接，第二电控三通阀门关断内出水接口与出水管道之间的连接，内进水接口和内出水接口之间通过第一电控三通阀门和第二电控三通阀门导通射流管路，判断此时pH9是否超过设定的阈值pH01～pH02，如果超出阈值，逻辑控制器发出pH预警，通过显示屏器和云端上位机同时进行提示，同时启动自动留样器进行留样；I、启动射流水泵，经过运行设定时长t3后关闭射流水泵；J、逻辑控制器根据溶氧检测电极采集到的溶氧值DO8对射流水泵的运行进行反馈控制，当DO8达到设定数值DO1后射流水泵关闭；K、料液提取泵运行设定时长t4；L、料液投加泵运行设定时长t5；M、逻辑控制器判断溶氧检测电极采集到的溶氧值D08是否达到设定值DO2，达到后记录时刻t01和此时对应的DO3；每5～10s判断溶氧值D08是否达到设定值DO4，达到后记录时刻t02和此时对应的DO5，记录数据并绘制实时图像；存储DO3、DO5、t02、t01；N、计算DO-t函数图像中t02、t01的面积积分A，判断A范围是否超出设定值A0，A0为时间和温度的函数，如果超出设定值，逻辑控制器发出预警，并通过显示器和云端上位机进行提示，同时启动留样继电器进行留样；O、A0的计算方法为：记FT，t为待测量地区污水处理厂全年OUR值与时间温度的拟合函数，即A0＝FT，t×t，测量全年不同时间的OUR，测量对应的温度和月份，再经过数学工具最小二乘法拟合得到；或者当测量地区缺少相应历史数据时，参考以下经验公式获得A0：FT,t＝60×OUR×θT-20当T≥20℃时，θ＝1.05；当T＜20℃时，θ＝1.07；其中OUR为临时测量的活性污泥氧气消耗速率；P、延时设定时长t6后，开启第一电控三通阀门3和第二电控三通阀门4，第一电控三通阀门3、夹套反应管2内反应瓶、第二电控三通阀门4、射流充氧器7、射流水泵6回路接通，启动进水泵，进水泵运行设定时长t2后回流水泵开启，回流水泵运行设定时长t3后，关闭回流水泵，再经设定时长t6后关闭进水泵；Q、结束本次检测，记录检测次数为N，判断N是否等于设定值N0，如此时N为N0则停止检测，N重置为0，如此时N未达到N0则返回步骤B进行下一次检测，下一次检测对应N＝N+1。

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