公布日：2023.06.23
申请日：2023.03.28
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F3/30(2023.01)N;C02F3/32(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/50(2023.01)N;C02F101/10(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N;
C02F101/38(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种生态基泛氧塘污水处理系统，属于污水处理技术领域，其包括：沿污水流动方向依次通过污水管道连通设置的化粪池、生态基处理池、过滤池和泛氧塘；曝气装置，用于向生态基处理池和泛氧塘提供氧气；生态基处理池包括沿污水流动方向依次设置的生态基氧化池、球形生态基快滤池和碳纤维生态基池；泛氧塘包括池塘本体，池塘本体的入口端和出口端分别设置有第一吸附箱和第二吸附箱，第一吸附箱和第二吸附箱之间设置有多个隔流墙；监测单元，根据采集的实时参数调整曝氧量以及调整净水排水管、污水管道的过水量。本发明通过设置化粪池、生态基处理池、过滤池和泛氧塘，提高了污水处理效果，使其具有更好地适用性。
权利要求书
1.一种生态基泛氧塘污水处理系统，其特征在于，包括：沿污水流动方向依次通过污水管道连通设置的化粪池、生态基处理池、过滤池和泛氧塘；曝气装置，用于向所述生态基处理池和泛氧塘提供氧气；所述生态基处理池包括沿污水流动方向依次设置的生态基氧化池、球形生态基快滤池和碳纤维生态基池；所述泛氧塘包括池塘本体，所述池塘本体的内表面设置有防渗层，所述池塘本体的入口端和出口端分别设置有第一吸附箱和第二吸附箱，所述第一吸附箱和第二吸附箱内填充有吸附材料；所述第一吸附箱和第二吸附箱之间设置有多个隔流墙，以使所述第一吸附箱和第二吸附箱之间依次形成曝氧池、至少1个复合生物池以及至少1个微氧充气池，其中，所述复合生物池和微氧充气池交替设置；监测单元，所述监测单元用于采集位于所述生态基处理池和所述泛氧塘内水体的COD、氨氮、总氮、总磷、溶解氧的实时参数，并根据采集的实时参数调整出曝气装置的曝氧量以及调整位于所述池塘本体的出口端的净水排水管、生态基处理池和泛氧塘之间的污水管道、所述生态基处理池和过滤池之间的污水管道的过水量。
2.根据权利要求1所述的生态基泛氧塘污水处理系统，其特征在于，所述化粪池包括壳体，所述壳体内通过分隔板分隔为独立设置的初级腐化室、深度腐化室和澄清室；所述初级腐化室通过第一横隔板分隔为上下设置的初级腐化前室和初级腐化后室，所述初级腐化前室和初级腐化后室之间通过压差控制过水管连接；所述初级腐化前室具有污水入口；所述深度腐化室通过第二横隔板分隔为上下设置的深度腐化后室和深度腐化前室，所述深度腐化前室与所述深度腐化后室之间通过压差控制过水管连接；所述深度腐化前室与所述初级腐化后室之间通过溢流式过水管连接；所述澄清室通过第三横隔板分隔为上下设置的澄清前室和澄清后室，所述澄清前室与所述澄清后室之间通过压差控制过水管连接；所述澄清前室与所述深度腐化前室之间通过溢流式过水管连接，所述澄清后室设有出水管。
3.根据权利要求1所述的生态基泛氧塘污水处理系统，其特征在于，所述生态基处理池包括池体，所述池体内设置有第一中空隔板和第二中空隔板，所述第一中空隔板和第二中空隔板将所述池体沿污水流动方向分隔为独立设置的生态基氧化池、球形生态基快滤池和碳纤维生态基池；所述第一中空隔板的上端的侧壁上开设有第一过流口，所述第一中空隔板的下端的侧壁上开设有第二过流口，其中，所述第一过流口用于连通所述生态基氧化池和所述第一中空隔板的中空腔，所述第二过流口用于连通所述第一中空隔板的中空腔和所述球形生态基快滤池；所述第二中空隔板的上端的侧壁上开设有第三过流口，所述第二中空隔板的下端的侧壁上开设有第四过流口，其中，所述第三过流口用于连通所述球形生态基快滤池和所述第二中空隔板的中空腔，所述第四过流口用于连通所述第二中空隔板的中空腔和所述碳纤维生态基池；其中，所述生态基氧化池的下端设置进液口；所述碳纤维生态基池的上端设置有出液口。
4.根据权利要求3所述的生态基泛氧塘污水处理系统，其特征在于，所述碳纤维生态基为若干股由聚丙烯腈基纤维编织而成的碳纤维束，若干股所述碳纤维束呈密集网状均匀布置，且平行于水流方向。
5.根据权利要求1所述的生态基泛氧塘污水处理系统，其特征在于，所述过滤池包括过滤箱，所述过滤箱内设置有隔水板，所述隔水板沿污水流动方向将所述过滤箱分隔为第一过滤箱和第二过滤箱，所述第一过滤箱和所述第二过滤箱分别具有第一过滤腔和第二过滤腔，所述第一过滤腔内沿污水流动方向依次设置有果壳滤料部和石英砂滤料部；所述第二过滤腔内沿污水流动方向依次设置有活性炭滤料部和铁屑滤料部；所述第一过滤箱设置有进水口，所述第二过滤箱设置有出水口；所述第一过滤箱上沿污水流动方向开设有网格孔，所述果壳滤料部的果壳滤料粒径和所述石英砂滤料部的石英砂滤料粒径均大于所述第一过滤箱的网格孔直径；所述第二过滤箱上沿污水流动方向开设有网格孔，所述活性炭滤料部的活性炭滤料粒径和铁屑滤料部的铁屑粒径均大于所述第二过滤箱的网格孔直径。
6.根据权利要求1所述的生态基泛氧塘污水处理系统，其特征在于，所述曝气装置包括供氧气泵、第一曝气管路、第二曝气管路和第三曝气管路，所述第一曝气管路、第二曝气管路和第三曝气管路均通过主曝气管路与所述供氧气泵连通；所述生态基氧化池的底部设置有第一曝气板，所述第一曝气板为中空结构，所述第一曝气板上设置有若干个与所述第一曝气板的中空腔连通的第一曝气孔；所述第一曝气管路与所述第一曝气板的中空腔连通；所述曝氧池内设置有多个上下设置且依次连通的第二曝气板，所述第二曝气板内具有曝气空腔，所述第二曝气板上设有多个第二曝气孔，多个所述第二曝气孔与所述曝气空腔连通，所述第二曝气管路与所述曝气空腔连通；所述微氧充气池内设置有多个供氧箱，所述供氧箱与所述第三曝气管路连通。
7.根据权利要求1所述的生态基泛氧塘污水处理系统，其特征在于，所述过滤池与所述泛氧塘之间设置有消毒装置，所述消毒装置用于对所述碳纤维生态基池输出即将进入所述泛氧塘的水进行消毒处理。
8.根据权利要求1所述的生态基泛氧塘污水处理系统，其特征在于，所述监测单元包括：数据采集模块，用于采集位于所述池塘本体和所述生态基处理池内水体的溶解氧含量的实时参数以及COD、氨氮、总氮、总磷的数值；数据存储模块，与所述数据采集模块连接，用于存储所述数据采集模块采集的数据；动作模块，所述动作模块用于调整出曝气装置的曝氧量以及调整净水排水管、生态基处理池和泛氧塘之间的污水管道、所述过滤池和生态基处理池之间的污水管道的过水量；数据处理模块，与所述数据存储模块连接；所述数据处理模块为基于卷积神经网络的模型，用于根据所述数据存储模块存储的所述泛氧塘的实时参数给所述动作模块的最佳运行参数；训练模块，与所述数据处理模块、所述数据存储模块连接，用于将所述数据采集模块采集的实时参数通过遗传算法选取各个参数之间的最佳运行参数，形成匹配运行方案上传至所述数据处理模块进行训练。
9.根据权利要求8所述的生态基泛氧塘污水处理系统，其特征在于，所述数据采集模块包括设置在所述生态基处理池出水口位置的第一水质监测传感和所述泛氧塘出水口位置的第二水质监测传感器以及位于所述生态基处理池和所述泛氧塘的池体内部监测溶解氧含量的溶解氧监测传感器；其中，所述第一水质监测传感器和所述第二水质监测传感器，用于监测COD、氨氮、总氮、总磷的数值；所述动作模块包括分别设置在所述第一曝气管路和第二曝气管路的第一阀门和第二阀门、设置在净水排水管的第三阀门、设置在生态基处理池和泛氧塘之间的污水管道上的第四阀门、设置在所述过滤池和生态基处理池之间的污水管道上的第五阀门以及设置在所述供氧箱与所述第三曝气管路之间的污水管道上的第六阀门。
10.根据权利要求8所述的生态基泛氧塘污水处理系统，其特征在于，所述卷积神经网络包括输入层、卷积层、池化层，所述卷积层层数为16、卷积核大小为3*3的卷积层和层数为5的最大池化层；所述训练模块内具有训练样本，所述训练样本包括80％的训练样本和20％的测试训练样本。
发明内容
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案为：
一种生态基泛氧塘污水处理系统，包括：
沿污水流动方向依次通过污水管道连通设置的化粪池、生态基处理池、过滤池和泛氧塘；
曝气装置，用于向所述生态基处理池和泛氧塘提供氧气；
所述生态基处理池包括沿污水流动方向依次设置的生态基氧化池、球形生态基快滤池和碳纤维生态基池；
所述泛氧塘包括池塘本体，所述池塘本体的内表面设置有防渗层，所述池塘本体的入口端和出口端分别设置有第一吸附箱和第二吸附箱，所述第一吸附箱和第二吸附箱内填充有吸附材料；所述第一吸附箱和第二吸附箱之间设置有多个隔流墙，以使所述第一吸附箱和第二吸附箱之间依次形成曝氧池、至少1个复合生物池以及至少1个微氧充气池，其中，所述复合生物池和微氧充气池交替设置；
监测单元，所述监测单元用于采集位于所述生态基处理池和所述泛氧塘内水体的COD、氨氮、总氮、总磷、溶解氧的实时参数，并根据采集的实时参数调整出曝气装置的曝氧量以及调整位于所述池塘本体的出口端的净水排水管、生态基处理池和泛氧塘之间的污水管道、所述生态基处理池和过滤池之间的污水管道的过水量。
进一步地，所述化粪池包括壳体，所述壳体内通过分隔板分隔为独立设置的初级腐化室、深度腐化室和澄清室；
所述初级腐化室通过第一横隔板分隔为上下设置的初级腐化前室和初级腐化后室，所述初级腐化前室和初级腐化后室之间通过压差控制过水管连接；所述初级腐化前室具有污水入口；
所述深度腐化室通过第二横隔板分隔为上下设置的深度腐化后室和深度腐化前室，所述深度腐化前室与所述深度腐化后室之间通过压差控制过水管连接；所述深度腐化前室与所述初级腐化后室之间通过溢流式过水管连接；
所述澄清室通过第三横隔板分隔为上下设置的澄清前室和澄清后室，所述澄清前室与所述澄清后室之间通过压差控制过水管连接；所述澄清前室与所述深度腐化前室之间通过溢流式过水管连接，所述澄清后室设有出水管。
进一步地，所述生态基处理池包括池体，所述池体内设置有第一中空隔板和第二中空隔板，所述第一中空隔板和第二中空隔板将所述池体沿污水流动方向分隔为独立设置的生态基氧化池、球形生态基快滤池和碳纤维生态基池；
所述第一中空隔板的上端的侧壁上开设有第一过流口，所述第一中空隔板的下端的侧壁上开设有第二过流口，其中，所述第一过流口用于连通所述生态基氧化池和所述第一中空隔板的中空腔，所述第二过流口用于连通所述第一中空隔板的中空腔和所述球形生态基快滤池；
所述第二中空隔板的上端的侧壁上开设有第三过流口，所述第二中空隔板的下端的侧壁上开设有第四过流口，其中，所述第三过流口用于连通所述球形生态基快滤池和所述第二中空隔板的中空腔，所述第四过流口用于连通所述第二中空隔板的中空腔和所述碳纤维生态基池；
其中，所述生态基氧化池的下端设置进液口；所述碳纤维生态基池的上端设置有出液口。
进一步地，所述碳纤维生态基为若干股由聚丙烯腈基纤维编织而成的碳纤维束，若干股所述碳纤维束呈密集网状均匀布置，且平行于水流方向。
进一步地，所述过滤池包括过滤箱，所述过滤箱内设置有隔水板，所述隔水板沿污水流动方向将所述过滤箱分隔为第一过滤箱和第二过滤箱，所述第一过滤箱和所述第二过滤箱分别具有第一过滤腔和第二过滤腔，所述第一过滤腔内沿污水流动方向依次设置有果壳滤料部和石英砂滤料部；所述第二过滤腔内沿污水流动方向依次设置有活性炭滤料部和铁屑滤料部；所述第一过滤箱设置有进水口，所述第二过滤箱设置有出水口；
所述第一过滤箱上沿污水流动方向开设有网格孔，所述果壳滤料部的果壳滤料粒径和所述石英砂滤料部的石英砂滤料粒径均大于所述第一过滤箱的网格孔直径；
所述第二过滤箱上沿污水流动方向开设有网格孔，所述活性炭滤料部的活性炭滤料粒径和铁屑滤料部的铁屑粒径均大于所述第二过滤箱的网格孔直径。
进一步地，所述曝气装置包括供氧气泵、第一曝气管路、第二曝气管路和第三曝气管路，所述第一曝气管路、第二曝气管路和第三曝气管路均通过主曝气管路与所述供氧气泵连通；
所述生态基氧化池的底部设置有第一曝气板，所述第一曝气板为中空结构，所述第一曝气板上设置有若干个与所述第一曝气板的中空腔连通的第一曝气孔；所述第一曝气管路与所述第一曝气板的中空腔连通；
所述曝氧池内设置有多个上下设置且依次连通的第二曝气板，所述第二曝气板内具有曝气空腔，所述第二曝气板上设有多个第二曝气孔，多个所述第二曝气孔与所述曝气空腔连通，所述第二曝气管路与所述曝气空腔连通；
所述微氧充气池内设置有多个供氧箱，所述供氧箱与所述第三曝气管路连通。
进一步地，所述过滤池与所述泛氧塘之间设置有消毒装置，所述消毒装置用于对所述碳纤维生态基池输出即将进入所述泛氧塘的水进行消毒处理。
进一步地，所述监测单元包括：
数据采集模块，用于采集位于所述池塘本体和所述生态基处理池内水体的溶解氧含量的实时参数以及COD、氨氮、总氮、总磷的数值；
数据存储模块，与所述数据采集模块连接，用于存储所述数据采集模块采集的数据；
动作模块，所述动作模块用于调整出曝气装置的曝氧量以及调整净水排水管、生态基处理池和泛氧塘之间的污水管道、所述过滤池和生态基处理池之间的污水管道的过水量；
数据处理模块，与所述数据存储模块连接；所述数据处理模块为基于卷积神经网络的模型，用于根据所述数据存储模块存储的所述泛氧塘的实时参数给所述动作模块的最佳运行参数；
训练模块，与所述数据处理模块、所述数据存储模块连接，用于将所述数据采集模块采集的实时参数通过遗传算法选取各个参数之间的最佳运行参数，形成匹配运行方案上传至所述数据处理模块进行训练。
进一步地，所述数据采集模块包括设置在所述生态基处理池出水口位置的第一水质监测传感和所述泛氧塘出水口位置的第二水质监测传感器以及位于所述生态基处理池和所述泛氧塘的池体内部监测溶解氧含量的溶解氧监测传感器；
其中，所述第一水质监测传感器和所述第二水质监测传感器，用于监测COD、氨氮、总氮、总磷的数值；
所述动作模块包括分别设置在所述第一曝气管路和第二曝气管路的第一阀门和第二阀门、设置在净水排水管的第三阀门、设置在生态基处理池和泛氧塘之间的污水管道上的第四阀门、设置在所述过滤池和生态基处理池之间的污水管道上的第五阀门以及设置在所述供氧箱与所述第三曝气管路之间的污水管道上的第六阀门。
进一步地，所述卷积神经网络包括输入层、卷积层、池化层，所述卷积层层数为16、卷积核大小为3*3的卷积层和层数为5的最大池化层；所述训练模块内具有训练样本，所述训练样本包括80％的训练样本和20％的测试训练样本。
本发明的有益效果：
本发明提供的生态基泛氧塘污水处理系统，通过设置化粪池、生态基处理池、过滤池和泛氧塘，提高了污水处理效果，使其具有更好地适用性，结构简单，施工周期短，且过滤效果好，无效二次净化处理，处理完成污水能够满足城市、农村、河流(含湖泊)水环境修复等注入要求。
监测单元可根据实时采集的数据得出最佳匹配参数，并通过对各个阀门进行独立控制，调整各个阀门的开度时，会改变污水进入泛氧塘的流量，同时通过改变曝气装置的曝气量，来对COD、氨氮、总氮和总磷去除工作的速度和质量进行实时调整，以提高去除率。
（发明人：李小亚;栗勇田;李军波;赵海霞;武青;付时翔;王方舟;张青;钟焕）