申请日2007.07.12
公开(公告)日2009.12.09
IPC分类号C02F3/28
摘要
本发明涉及一种环境工程，特别是涉及一种环境工程中的模拟实验装置。适用于水处理与控制、市政排水、生化反应等过程的模拟实验。基于连续搅拌反应池的污水集输管网模拟实验装置，采用九个级联反应器模拟排水管网，用九个封闭的反应器模拟排水管网的厌氧条件，每个反应器内有一个搅拌器，用九个半封闭的反应器模拟排水管网的缺氧条件，每个反应器内有一个搅拌器，级联反应器始端、即初始进水端安装远传流量计，可以实现在线监测与实时控制，通过梯形支架形成级联反应池的自然梯度，通过PLC控制系统实现对水流量和搅拌速度的实时控制。
权利要求书
1.基于连续搅拌反应池的污水集输管网模拟实验装置，其特征 在于采用二组联级反应池模拟排水管网，且二组级联反应池为并联、 串联或单独使用，其中，一组级联反应池用九个串联的封闭的反应池 模拟排水管网的厌氧条件，每个封闭的反应池内有一个搅拌器，另一 组级联反应池用九个串联的半封闭的反应池模拟排水管网的缺氧条 件，每个半封闭的反应池内有一个搅拌器，二组级联反应器始端，即 二组级联反应池初始进水端安装远传流量计，可以实现在线监测，通 过梯形支架形成级联反应池的自然梯度，通过PLC控制系统实现对 水流量和搅拌速度的实时控制。
2.根据权利要求1所述的基于连续搅拌反应池的污水集输管网 模拟实验装置，其特征在于每个搅拌电机相对独立，可以分别对搅拌 电机进行变频控制;相邻的反应池之间的连通管间安装控制阀，可以 控制污水的流量。
说明书
基于连续搅拌反应池的污水集输管网模拟实验装置
技术领域
本发明涉及一种环境工程，特别是涉及一种环境工程中的模拟实 验装置。适用于水处理与控制、市政排水、生化反应等过程的模拟实 验。
背景技术
随着工业化进程与城市化步伐的加快，水环境日益恶化，水资源 短缺已成为关系到世界和平与安全的重大问题。可持续发展的要求促 使人们对污水处理系统的高效节能运行投入更多期待。排水管网是污 水集输处理的重要环节，其运营效果直接影响污水排放质量。长期以 来，排水管网普遍被看作简单的传输系统，只考虑其对污水的输送能 力，而其内部发生的大量生化反应过程一直被忽略。事实上，排水管 网相当于一个生物反应器，其内部发生着大量生化转化过程，这些转 化过程对城市水循环的影响是不容忽略的。排水管网内存在厌氧、缺 氧等多种生物环境，污水流经管壁时也会形成生物膜等，为生物菌种 的提供了各种生存环境。所以，污水流经排水管网时，会发生缺氧、 厌氧条件下的多种生化反应，对污水水质有一定影响。了解管网内生 化反应机理，充分利用其生化反应特性实现对污水的管内处理，既可 以减轻污水处理厂的运行负担，又可以提高污水处理效果，实现节能 增效。另一方面，就目前市政排水运行状况而言，排水管网具有巨大 的缓存潜力。在雨雪季节和突发重污染事件发生时，对纵横交错的管 网实施优化调度与实时控制，充分利用排水管网的巨大缓存能力，延 长污水管内存储时间，可以缓解或消除污水处理厂的扰动冲击，保证 污水处理厂的正常运行。排水管网实时控制的主要目标包括：
1.防止污水泛滥;
2.降低CSO(组合下水溢流)排放;
3.协调利用排水管网内的存储容量;
4.均衡对污水厂的排放峰值，均衡利用污水处理能力;
5.使运行及维护代价最小;
6.为每次降雨事件提供快速存储能力。
实验室模拟装置是充分了解管网运行状况并以此为基础构建并 验证优化调度与控制方案的必要条件。由于排水管网的系统庞大、错 综复杂，实验室建立准确模拟装置存在很大困难，考虑级联水池的水 力特性与具有不确定流量的管道的水力特性相近，故采用级联反应池 模拟排水管网。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以级联反应器模拟排水管网的有效 方法。在充分研究管网水力特性与生化反应特性基础上，采用级联 CSTR(连续搅拌反应池)模拟管网的水力特性与生化反应过程，实 现对污水管内水质与水力运行状况的模拟。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
基于连续搅拌反应池的污水集输管网模拟实验装置，采用二组联 级反应池模拟排水管网，且二组级联反应池为并联、串联或单独使用， 其中，一组级联反应池用九个串联的封闭的反应池模拟排水管网的厌 氧条件，每个封闭的反应池内有一个搅拌器，另一级级联反应池用九 个串联的半封闭的反应池模拟排水管网的缺氧条件，每个半封闭的反 应池内有一个搅拌器，二组级联反应器始端，即二组级联反应池初始 进水端安装远传流量计，可以实现在线监测，通过梯形支架形成级联 反应池的自然梯度，通过PLC控制系统实现对水流量和搅拌速度的 实时控制。
如上所述的基于连续搅拌反应池的污水集输管网模拟实验装置， 每个搅拌电机相对独立，可以分别对搅拌电机进行变频控制;相邻的 反应池之间的连通管间安装控制阀，可以控制污水的流量。
本发明的优点与效果是：
排水管网是一个封闭管道，主要是在厌氧条件下，发生厌氧水解、 发酵(形成挥发性脂肪酸)、沼气化(形成甲醇)，并可形成硫化氢。 同时，也发生部分缺氧反应，亚硝酸盐还原成氮气。为了能够模拟管 网处于厌氧、缺氧不同条件时管内污水的反应运行状况，本发明设置 了两组级联反应器，一组为厌氧反应器，一组为缺氧反应器，既可以 并联或单独使用分别模拟排水管网内部不同条件下的生化反应过程， 又可以串联使用用于排水管网的协调运行与优化控制实验。
为了便于实现自动控制，本发明在反应器的进水端配备了远传流 量计，流量计的监测信号通过数据线采集到PLC数据输入端，一方 面在终端显示器加以显示，另一方面通过控制程序构成闭环控制，实 现对模拟装置内进水流量的实时控制。