公布日：2023.12.29
申请日：2023.11.30
分类号：C02F1/02(2023.01)I;C02F1/24(2023.01)I;C02F1/40(2023.01)I;C02F1/44(2023.01)I;C02F1/52(2023.01)I;C02F1/56(2023.01)I
摘要
本发明涉及污水处理领域，尤其涉及一种基于陶瓷膜的污水收集净化系统，包括：沉降加热单元，其包括一用以对粗过滤完成的污水进行沉降处理的沉降池以及用以为污水进行加热的加热组件；过滤单元，用以针对沉降完成的污水进行细过滤；数据采集单元，用以采集需求信息；数据分析单元，用以根据胶体污水收集占比确定沉降加热单元的需要开启的加热组件以及加热组件的运行功率；温度补偿单元，用以根据环境温度调节开启状态的加热组件的运行功率；膜过滤补偿单元，用以根据膜通量状态确定膜过滤补偿方式；克服现有技术中统一的处理参数无法满足实际应用场景中污水胶体含量变化，易引起胶体处理效果差，或者资源使用过度的问题。
权利要求书
1.一种基于陶瓷膜的污水收集净化系统，其特征在于，包括：沉降加热单元，其包括一用以对粗过滤完成的污水进行沉降处理的沉降池以及用以为污水进行加热的加热组件；过滤单元，其包括若干过滤膜装置，用以针对沉降完成的污水进行细过滤；数据采集单元，其与所述沉降加热单元以及所述过滤单元相连，用以采集需求信息；数据分析单元，其与所述沉降加热单元、所述过滤单元以及所述数据采集单元相连，用以根据胶体污水收集占比确定沉降加热单元的需要开启的加热组件以及加热组件的运行功率；温度补偿单元，其与所述沉降加热单元、所述过滤单元、所述数据采集单元以及所述数据分析单元相连，用以根据环境温度调节开启状态的加热组件的运行功率，以及根据光照分布状态对有效光照区域对应的加热组件的运行功率进行调节；膜过滤补偿单元，其与所述沉降加热单元、所述过滤单元、所述数据采集单元以及所述数据分析单元相连，用以根据膜通量状态确定膜过滤补偿方式，膜过滤补偿方式包括针对沉降时间进行调节的第一膜过滤补偿方式以及针对过滤膜装置进行清洁的第二膜过滤补偿方式；其中，加热组件包括上层加热组件以及下层加热组件，所述需求信息包括单位时间内的一类污水收集量、二类污水收集量、沉降完成污水的含油量、环境温度以及过滤单元的总通量；胶体污水收集占比为M1/M2，M1为一类污水收集模块单个监测周期内的收集到的一类污水收集量，M2为二类污水收集模块单个监测周期内的收集到的二类污水收集量，其中，一类污水收集模块与二类污水收集模块均为具有监测排水量的排水收集装置；其中，一类污水收集模块以及二类污水收集模块分别与一生产部门对应连接，对各生产部门产生的废水进行收集分析，取相同质量的各生产部门产生的废水，分别进行胶体含量检测，若一生产部门对应的废水中胶体浓度大于30mg/L，则将该生产部分记为一类生产部门，若一生产部门对应的废水中胶体浓度小于或等于30mg/L，则将该生产部分记为二类生产部门，将一类生产部门对应的排水收集装置记为一类污水收集模块，将二类生产部门对应的排水收集装置记为二类污水收集模块。
2.根据权利要求1所述的基于陶瓷膜的污水收集净化系统，其特征在于，数据分析单元在第一数据分析条件下根据胶体污水收集占比确定沉降加热单元的工作模式；若胶体污水收集占比处于第一预设收集占比范围，所述数据分析单元判定根据沉降加热单元的集油含水量确定需要开启的加热组件以及加热组件的运行功率；若胶体污水收集占比处于第二预设收集占比范围，所述数据分析单元判定根据一类污水收集模块的排水参考值确定需要开启的加热组件以及加热组件的运行功率；其中，所述第一数据分析条件为单个监测周期结束，集油含水量为沉降加热单元单个监测周期内排出的油体中的含水量的占比，排水参考值为最近一个监测周期内一类污水收集量。
3.根据权利要求2所述的基于陶瓷膜的污水收集净化系统，其特征在于，数据分析单元在第一工作条件下检测沉降加热单元的集油含水量，且在沉降加热单元的集油含水量处于需控集油含水范围时，开启上层加热组件并根据集油含水量确定上层热组件的运行功率；所述上层加热组件的运行功率与所述集油含水量为正相关关系；其中，所述第一工作条件为胶体污水收集占比处于第一预设收集占比范围。
4.根据权利要求3所述的基于陶瓷膜的污水收集净化系统，其特征在于，数据分析单元在第二工作条件下检测一类污水收集模块的排水参考值，在一类污水收集模块的排水参考值处于需控排水参考值范围时，开启下层加热组件，并根据一类污水收集模块的排水参考值确定下层加热组件的运行功率；所述下层加热组件的运行功率与所述一类污水收集模块的排水参考值为正相关关系；其中，所述第二工作条件为胶体污水收集占比处于第二预设收集占比范围。
5.根据权利要求4所述的基于陶瓷膜的污水收集净化系统，其特征在于，温度补偿单元在第一温度补偿条件下检测当前环境温度并在环境温度处于第一预设环境温度范围时对开启状态的加热组件的运行功率进行增大调节；运行功率的增大量与所述环境温度为负相关关系；其中，所述第一温度补偿条件为沉降加热单元的工作模式的判定完成，且上层加热组件或下层加热组件开启。
6.根据权利要求5所述的基于陶瓷膜的污水收集净化系统，其特征在于，温度补偿单元在第二温度补偿条件下根据光照分布状态确定是否对运行功率进行二次调节，二次调节包括：温度补偿单元在光照分布状态处于预调光照分布状态下，判定针对有效光照区域对应的加热组件的运行功率进行减小调节。
7.根据权利要求4所述的基于陶瓷膜的污水收集净化系统，其特征在于，膜过滤补偿单元在第一膜过滤补偿条件下检测膜通量状态，若膜通量状态处于第一预设膜通量状态，膜过滤补偿单元判定针对沉降时间进行调节；若膜通量状态处于第二预设膜通量状态，膜过滤补偿单元判定针对过滤膜装置进行清洁；其中，第一膜过滤补偿条件为沉降加热单元的工作模式的判定完成且单个膜通量监测周期结束。
8.根据权利要求7所述的基于陶瓷膜的污水收集净化系统，其特征在于，所述膜过滤补偿单元在第二膜过滤补偿条件下根据膜通量差值对沉降时间进行增大调节；所述沉降时间的增大量与所述膜通量差值为负相关关系；其中，所述第二膜过滤补偿条件为膜通量状态处于第一预设膜通量状态，所述膜通量差值为预设膜过滤通量减去当前监测周期膜过滤补偿单元的过滤通量所得数值。
9.根据权利要求8所述的基于陶瓷膜的污水收集净化系统，其特征在于，所述膜过滤补偿单元在第三膜过滤补偿条件下根据污水收集速率确定过滤膜装置的清洁方式，清洁方式包括：依次针对单个过滤膜装置进行清洗，或，针对全部过滤膜装置进行清洗；其中，所述第三膜过滤补偿条件为膜通量状态处于第二预设膜通量状态，所述污水收集速率为单个监测周期内沉降加热单元传送至过滤单元的总清水流量。
10.根据权利要求9所述的基于陶瓷膜的污水收集净化系统，其特征在于，所述膜过滤补偿单元在第四膜过滤补偿条件下根据污水收集速率差值确定冲洗力度；所述冲洗力度与所述污水收集速率差值为正相关关系；其中，所述第四膜过滤补偿条件为选择针对全部过滤膜装置进行清洗的清洁方式，污水收集速率差值为预设污水收集速率减去污水收集速率所得数值。
发明内容
为此，本发明提供一种基于陶瓷膜的污水收集净化系统，用以克服现有技术中统一的处理参数无法满足实际应用场景中污水胶体含量变化，易引起胶体处理效果差，或者资源使用过度的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种基于陶瓷膜的污水收集净化系统，包括：
沉降加热单元，其包括一用以对粗过滤完成的污水进行沉降处理的沉降池以及用以为污水进行加热的加热组件；
过滤单元，其包括若干过滤膜装置，用以针对沉降完成的污水进行细过滤；
数据采集单元，其与所述沉降加热单元以及所述过滤单元相连，用以采集需求信息；
数据分析单元，其与所述沉降加热单元、所述过滤单元以及所述数据采集单元相连，用以根据胶体污水收集占比确定沉降加热单元的需要开启的加热组件以及加热组件的运行功率；
温度补偿单元，其与所述沉降加热单元、所述过滤单元、所述数据采集单元以及所述数据分析单元相连，用以根据环境温度调节开启状态的加热组件的运行功率，以及根据光照分布状态对有效光照区域对应的加热组件的运行功率进行调节；
膜过滤补偿单元，其与所述沉降加热单元、所述过滤单元、所述数据采集单元以及所述数据分析单元相连，用以根据膜通量状态确定膜过滤补偿方式，膜过滤补偿方式包括针对沉降时间进行调节的第一膜过滤补偿方式以及针对过滤膜装置进行清洁的第二膜过滤补偿方式；
其中，加热组件包括上层加热组件以及下层加热组件，所述需求信息包括单位时间内的一类污水收集量、二类污水收集量、沉降完成污水的含油量、环境温度以及过滤单元的总通量。
进一步地，数据分析单元在第一数据分析条件下根据胶体污水收集占比确定沉降加热单元的工作模式；
若胶体污水收集占比处于第一预设收集占比范围，所述数据分析单元判定根据沉降加热单元的集油含水量确定需要开启的加热组件以及加热组件的运行功率；
若胶体污水收集占比处于第二预设收集占比范围，所述数据分析单元判定根据一类污水收集模块的排水参考值确定需要开启的加热组件以及加热组件的运行功率；
其中，所述第一数据分析条件为单个监测周期结束。
进一步地，数据分析单元在第一工作条件下检测沉降加热单元的集油含水量，且在沉降加热单元的集油含水量处于需控集油含水范围时，开启上层加热组件并根据集油含水量确定上层热组件的运行功率；
所述上层加热组件的运行功率与所述集油含水量为正相关关系；
其中，所述第一工作条件为胶体污水收集占比处于第一预设收集占比范围。
进一步地，数据分析单元在第二工作条件下检测一类污水收集模块的排水参考值，在一类污水收集模块的排水参考值处于需控排水参考值范围时，开启下层加热组件，并根据一类污水收集模块的排水参考值确定下层加热组件的运行功率；
所述下层加热组件的运行功率与所述一类污水收集模块的排水参考值为正相关关系；
其中，所述第二工作条件为胶体污水收集占比处于第二预设收集占比范围。
进一步地，温度补偿单元在第一温度补偿条件下检测当前环境温度并在环境温度处于第一预设环境温度范围时对开启状态的加热组件的运行功率进行增大调节；
运行功率的增大量与所述环境温度为负相关关系；
其中，所述第一温度补偿条件为沉降加热单元的工作模式的判定完成，且上层加热组件或下层加热组件开启。
进一步地，温度补偿单元在第二温度补偿条件下根据光照分布状态确定是否对运行功率进行二次调节，二次调节包括：温度补偿单元在光照分布状态处于预调光照分布状态下，判定针对有效光照区域对应的加热组件的运行功率进行减小调节。
进一步地，膜过滤补偿单元在第一膜过滤补偿条件下检测膜通量状态，若膜通量状态处于第一预设膜通量状态，膜过滤补偿单元判定针对沉降时间进行调节；
若膜通量状态处于第二预设膜通量状态，膜过滤补偿单元判定针对过滤膜装置进行清洁；
其中，第一膜过滤补偿条件为沉降加热单元的工作模式的判定完成且单个膜通量监测周期结束。
进一步地，所述膜过滤补偿单元在第二膜过滤补偿条件下根据膜通量差值对沉降时间进行增大调节；
所述沉降时间的增大量与所述膜通量差值为负相关关系；
其中，所述第二膜过滤补偿条件为膜通量状态处于第一预设膜通量状态。
进一步地，所述膜过滤补偿单元在第三膜过滤补偿条件下根据污水收集速率确定过滤膜装置的清洁方式，清洁方式包括：依次针对单个过滤膜装置进行清洗，
或，针对全部过滤膜装置进行清洗；
其中，所述第三膜过滤补偿条件为膜通量状态处于第二预设膜通量状态。
进一步地，所述膜过滤补偿单元在第四膜过滤补偿条件下根据污水收集速率差值确定冲洗力度；
所述冲洗力度与所述污水收集速率差值为正相关关系；
其中，所述第四膜过滤补偿条件为选择针对全部过滤膜装置进行清洗的清洁方式。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明技术方案中数据分析单元，根据胶体污水收集占比确定沉降加热单元的需要开启的加热组件以及加热组件的运行功率，使得加热组件针对污水的温控效果更加符合实际需求，通过加热组件，提高污水中胶体的沉降效果，以及通过上层加热组件，使得污水内的油层更容易上升并排出；温度补偿单元根据环境温度调节开启状态的加热组件的运行功率，以及根据光照分布状态对有效光照区域对应的加热组件的运行功率进行调节，使得加热组件的运行功率更加符合实际工作场景的需求，并且，在对有效光照区域对应的加热组件的运行功率进行减小调节，在保证加热效果的前提下，提高了本发明的能源利用效率，并且，膜过滤补偿单元，根据膜通量状态确定膜过滤补偿方式，避免过滤膜装置堵塞导致本发明的污水处理效率慢，并且延长了膜过滤装置的使用寿命，进而，本发明提高了污水处理效率以及能源利用率，克服了现有技术中统一的处理参数无法满足实际应用场景中污水胶体含量变化，易引起胶体处理效果差，或者资源使用过度的问题。
（发明人：罗俊晖;曾志勇;赵素;陈杏;储雪松;彭彩霞;蔡开涵;李宗强;李翔）
