申请日2014.03.14
公开(公告)日2014.09.17
IPC分类号C02F3/02; G05B19/418
摘要
本发明一方面提供一种废水处理监控系统200，包括一数据处理器215、一气体传导装置310和一传感器320。该气体传导装置是被浸没的，且是用于输送气体。该传感器320是连接于气体传导装置310，也是被浸没的，而且是操作用来决定所述气体传导装置或气体的特性。该传感器320另外操作用来将表示特性的数据传输至数据处理器215。在一或多个非限制性实施方案中，该系统包括一个废水处理系统，并且该气体传导装置包括一管件310或一散气器305。
权利要求书
1.一种废水处理监控系统，其特征在于，包含：
一数据处理器;
一气体传导装置，该气体传导装置是被浸没的且是用来传送一气体;
一传感器，该传感器连接于该气体传导装置，该传感器是被浸没的且是操 作用来决定该气体传导装置或气体的一特性，以及用以将表示该特性的数据传 输至该数据处理器。
2.如权利要求1所述的废水处理监控系统，其特征在于，该数据处理器是 借由一计算机网络进行数据通讯。
3.如权利要求1所述的废水处理监控系统，其特征在于，该系统更进一步 包含一阀，且该数据处理器是至少部分因应从该传感器所传输的数据来进行操 作，借以至少部分地控制该阀。
4.如权利要求1所述的废水处理监控系统，其特征在于，该系统包含一废 水处理槽。
5.如权利要求1所述的废水处理监控系统，其特征在于，该传感器是至少 部分以有线方式进行操作而将该数据传输至该数据处理器，及/或该传感器是至 少部分以无线电方式进行操作而将该数据传输至该数据处理器。
6.如权利要求1所述的废水处理监控系统，其特征在于，该特性是指温度、 振动、相对湿度、气体速度、气体容积或气体组成中的任一者。
7.如权利要求1所述的废水处理监控系统，其特征在于，该传感器包含一 无线射频辨识标签。
8.如权利要求1所述的废水处理监控系统，其特征在于，该传感器是安装 在该气体传导装置上及/或设置在该气体传导装置内。
9.如权利要求1所述的废水处理监控系统，其特征在于，该气体传导装置 包含一管件，而且该传感器包含一壳体，该壳体所界定的曲面为实质上符合该 管件的一内表面的一曲率。
10.如权利要求1所述的废水处理监控系统，其特征在于，该气体传导装置 包含具有一散气膜的一散气器，且该特性是紧接在该散气膜下方处地气体压力 散气。
11.如权利要求1至10任一项所述的废水处理监控系统，其特征在于，该 传感器包含：
一壳体，该壳体设置在该气体传导装置的外表面;
传感器电路，该传感器电路设置在该壳体内;及
一探针，该探针连接至该传感器电路，且至少一部分设置在该气体传导装 置内。
12.如权利要求11所述的废水处理监控系统，其特征在于，该探针包含一 传感组件，而且该探针包含操作来用以将部分的该气体传送到该传感器电路的 一导管。
13.如权利要求11所述的废水处理监控系统，其特征在于，该传感器更进 一步包含一天线，该天线连接在该传感器电路，而且至少一部分设置在该气体 传导装置内。
14.如权利要求1所述的废水处理监控系统，其特征在于，更进一步包含至 少一溶解传感器及一排气呼吸测定系统。
15.一种废水处理监控方法，其特征在于，包含下列的步骤：
连接一传感器至一气体传导装置;
浸没该气体传导装置及该传感器;
透过该气体传导装置来传输该气体;
利用该传感器计算该气体传导装置或该气体的一特性;及
将表示该特性的数据从该传感器传输至一数据处理器。
说明书
一种废水处理监控系统及其方法
技术领域
本发明涉及一般的遥测和工业自动化，尤其是涉及应用于利用浸没管道来 传送气体的监测和控制系统，例如，废水处理系统。
背景技术
散气器通常是用来辅助曝气式废水处理系统中的好氧性生物处理方法。散 气器通常是包含圆盘状、管状或带状的薄膜，其由橡胶或其他的类似材料所制 造而成的，且将其穿孔以提供一些孔洞状或狭缝状的穿孔。在操作时，加压空 气被传送通过这些穿孔以产生一缕缕的小气泡。气泡通过废水而上升且，同时 向周围的废水提供用以维持在废水当中进行所期望的生物处理方法所需要的氧 气。该上升的气泡同时也提供了混合的作用。
图1显示可用于废水处理设施的微气泡散气器100的局部剖面视图。在该 图中例示了以此类散气器进行的废水处理方法，列举一个例子而言，例如在F.L. Burton所著，McGraw-Hill College于2002年出版的”废水工程”(Wastewater Engineering)此书亦纳入本发明中作为参考。在散气器100中，挠性散气膜110 是设在散气器本体120上。散气器本体包含螺纹接头130、进气管140、锐孔150、 及用以耦合定位环170的接收面160。定位环170是用来将挠性散气膜110靠抵 散气器本体120上。当气体被传送至挠性散气膜110而通过进气管140及锐孔 150时，该气体压力使挠性散气膜110膨胀而离开散气器本体120，并张开挠性 散气膜的穿孔，而使得在该处的气体以微小气泡的形式被排放出来。当气体压 力解除时，挠性散气膜110则塌陷在散气本体120上而关闭穿孔且防止在相反 方向的液体进入散气本体120中。一般而言，此种构成的挠性散气膜可产生直 径小于5毫米的气泡。这些气泡所形成的大的表面积与体积比可有效地促进气 泡与废水间的氧气质量传送。
在使用方面上，上述的散气器典型上是与用以供给加压空气的覆盖废水处 理槽的大部分底板的配管网络一起被提供的。除了散气器，配管网络也可以包 括辅助设备，例如水分清除系统及压差监测系统。然而，由于废水处理槽是一 个严酷且动态的环境，因而结果就造成配管和散气器周期性的失效。极端的温 度变异和其所导致的热塑性塑料零件的热膨胀/收缩，以及不期望的振动(例 如，气锤)，例如，很可能会导致管路侧壁、接合处、端帽或支撑锚钉的失效。 同时，在配管内也可能会发生泄漏，导致不需要的水或污泥堆积在网络内而大 大地影响系统的效能。
上述的数种故障模式几乎存在于每个曝气废水处理系统，普遍缺乏有效的 方式来监控这些系统，以在转变成灾难性故障之前提早检测到小的问题点。监 测已安装的曝气系统的健康状况的典型方法，包括监视观看：1)表面气泡和水流 动形态上的变化;2)在表面下连接至该管道网络的一水分清除管路内是否存在 水或污泥;3)用以使经由散气器网络维持在指定的空气传输速率所需的空气压力 的增加量散气;4)以溶氧探针所量测到的在一个槽中的一或多个区域中的溶氧的 变化;5)依照如生物需氧量浓度或氨浓度的参数而量测的放流水质的变化;以 及6)用以维持废水中稳定的溶氧浓度所需要的空气体积的增加量。然而，这些 都是宏观性指标。换句话说，它们可能表示严重的问题，例如散气膜阻塞、管 道中积水或污泥，或在其他方面受到损害的曝气系统，但是在这一点上，这个 问题已经造成系统性能上的障碍，不但是未能提供有效的治疗，而且也无法提 供高质量的排出水。
由于上述原因，因而就有需要提出一种能够有效地早期检测出曝气废水处 理系统、和利用浸没式配管输送气体系统中的缺陷的系统和方法，借以使得在 那些缺陷还未造成更严重的故障并导致系统中断之前就被侦测出来。
发明内容
本发明的实施例例示并提供了一种符合上述的需要的可应用于利用浸没式 管道来输送气体的监测及控制系统，例如，可应用在废水处理系统。
本发明的一方面是提供一种废水处理监控系统，其包括一数据处理器、一 气体传导装置及一传感器。该气体传导装置是被浸没的，而且用以传输一气体。 该传感器连接在该气体传导装置，而且也是被浸没的，并且操作来用以决定该 气体传导装置或气体的一特性。该传感器另外可进一步用以将代表该特性的数 据传输至该数据处理器。在一或多个非限制的实施例中，该系统包含一废水处 理系统，且该气体传导装置包含一管件或一散气器。
此外，本发明的另一方面也提供一种废水处理监控方法，其为可应用于废 水处理系统或其他利用浸没气体传导装置作为管件传输气体的系统。首先，一 传感器为连接于一气体传导装置。其次，该气体传导装置和该传感器是被浸没 的，而且经由该气体传导装置传送气体。在此条件下，该传感器是用来决定该 气体传导装置或该气体的特性。该传感器将表示该特性的数据传输至一数据处 理器。
本发明的有益效果如下：
本发明提供的方案能够有效地早期检测出曝气废水处理系统、和利用浸没 式配管输送气体系统中的缺陷。