本發明涉及污水處理設備技術領域，尤其涉及一種基于物聯網的好氧前端局部增氧污水處理裝置。

背景技術：

隨著城市現代化程度的提升，伴隨的城市生活污水問題不斷加劇，已對我們的生活和健康構成嚴重威脅，主要表現形式是生活污水污染度升高，污水排放總量增加。

為了避免污水造成二次污染，提高污水處理水平和能力已經迫在眉睫。通過調查研究和實踐發現，本領域的技術人員多采用在裝置中培養活性污泥微生物，進行缺氧、厭氧、好氧反應，去除廢水中有機物和氮磷，達到凈化污水的目的。但是，目前本領域利用傳統裝置處理污染物的方式，存在著剩余污泥量大、能耗高、裝置系統復雜、沒有生物活性在線實時監測能力的缺點。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題在于，提供一種結構簡單、壽命長、基于物聯網的好氧前端局部增氧污水處理裝置，可形成多級生化反應，將污水中的有機污染物逐級分解、降解，實現污染物的深度去除，同時，采用落差設計，保證后端各好氧生化池中污水的溶解氧量。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種基于物聯網的好氧前端局部增氧污水處理裝置，包括依次串聯的多級厭氧罐組及多級好氧生化池組；所述多級厭氧罐組包括多個依次串聯的厭氧罐，所述多級好氧生化池組包括多個依次串聯的好氧生化池，所述厭氧罐及好氧生化池內置有生物活性填料，所述相互串聯的厭氧罐之間、好氧生化池之間、厭氧罐與好氧生化池之間均通過流通孔依次連通；所述多級好氧生化池組中與厭氧罐連接的好氧生化池上設置有供氣裝置，所述多級好氧生化池組中的好氧生化池呈高度遞減的階梯狀設置。

作為上述方案的改進，每一好氧生化池的深度相同。

作為上述方案的改進，每一好氧生化池內設有隔板，所述隔板將好氧生化池分隔為相互連通的第一池體及第二池體。

作為上述方案的改進，每一厭氧罐上均設有入水口、出水口及沼氣外溢口，所述沼氣外溢口處設置有水封結構。

作為上述方案的改進，所述流通孔由聚乙烯管構成，所述聚乙烯管的兩端分別連接厭氧罐和/或好氧生化池。

作為上述方案的改進，所述生物活性填料由利于親合微生物群體的生物活性材料構成，所述親合微生物群體的生物活性材料為添加生物親合劑的硬質塑料。

作為上述方案的改進，所述基于物聯網的好氧前端局部增氧污水處理裝置還包括支持擴展無線數傳網絡的傳感器模塊，所述傳感器模塊固定于厭氧罐及好氧生化池的內壁上；所述傳感器模塊包括相互電連接的信號調節電路、微控制器、無線電收發器及內部供電電源。

作為上述方案的改進，所述傳感器模塊包括微生物傳感器、溶解氧傳感器、沼氣濃度傳感器、cod傳感器、tn傳感器、nh3傳感器、tp傳感器、ph傳感器、ss傳感器、色度傳感器、濁度傳感器、溫度傳感器及壓力傳感器中的任意一種或幾種。

作為上述方案的改進，所述基于物聯網的好氧前端局部增氧污水處理裝置還包括設置于密封式槽罐外部的外部供電電源，所述傳感器模塊與外部供電電源之間通過有線和/或無線方式連接。

作為上述方案的改進，所述傳感器模塊與物聯網連接。

實施本發明，具有如下有益效果：

本發明基于物聯網的好氧前端局部增氧污水處理裝置采用多級結構，結構簡單，實現污染物的深度去除，壽命長且易于操作和維護，供氣量小，運行能耗低，方便實現。具體地，本發明具有以下有益效果：

1、本發明通過串聯的厭氧罐，將污水中的有機懸浮物消減并生成微量沉降物；

2、本發明通過串聯的好氧生化池，形成多級生化反應，將污水中的有機污染物逐級分解、降解、去除，對有機污染物去除效率高，使得剩余污泥量極少，可節約污泥處置費用；

3、好氧生化池呈階梯狀設置，同時，與厭氧罐連接的好氧生化池上設置有供氣裝置，能耗極低，供氣裝置將污水溶解氧提高后，通過梯級落差依次流入后端各好氧生化池，在水流落差勢能夾帶空氣的作用下，保證后端各好氧生化池中污水的溶解氧量；

4、本發明通過傳感器模塊實時監測生物活性，從而有效調整供氣量和生物營養劑的投加量，提高污水處理效果。

5、本發明結合物聯網，提高運行穩定性和經濟效益。

6、本發明內置生物活性填料，生物活性填料可附著不同作用的高效菌種。因此，將不同作用的高效菌種分別植入不同罐和池體中的生物活性填料內，可使得微生物群體對有機物的降解針對性更強，并能有序、高效進行。

附圖說明

圖1是本發明基于物聯網的好氧前端局部增氧污水處理裝置的俯視圖；

圖2是本發明基于物聯網的好氧前端局部增氧污水處理裝置的立體圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步地詳細描述。僅此聲明，本發明在文中出現或即將出現的上、下、左、右、前、后、內、外等方位用詞，僅以本發明的附圖為基準，其并不是對本發明的具體限定。

參見圖1及圖2，圖1及圖2顯示了本發明基于物聯網的好氧前端局部增氧污水處理裝置的具體結構，其包括依次串聯的多級厭氧罐組及多級好氧生化池組；所述多級厭氧罐組包括多個依次串聯的厭氧罐（1，2，3），所述多級好氧生化池組包括多個依次串聯的好氧生化池（4，5，6，7，8，9，10，11，12），所述厭氧罐（1，2，3）及好氧生化池（4，5，6，7，8，9，10，11，12）內置有生物活性填料，所述相互串聯的厭氧罐之間（1，2，3）、好氧生化池（4，5，6，7，8，9，10，11，12）之間、厭氧罐3與好氧生化池4之間均通過流通孔依次連通；所述多級好氧生化池組中與厭氧罐3連接的好氧生化池4上設置有供氣裝置，所述多級好氧生化池組中的好氧生化池（4，5，6，7，8，9，10，11，12）呈高度遞減的階梯狀設置。

本發明由多個串聯的厭氧罐（1，2，3）及多個串聯的好氧生化池（4，5，6，7，8，9，10，11，12）組成。污水經過過篩后，進入本發明，在經由依次串聯的厭氧罐（1，2，3）及好氧生化池（4，5，6，7，8，9，10，11，12）串聯流動，最后由末端的好氧生化池12流出本發明，完成污水處理過程。

需要說明的是，本發明中與厭氧罐3連接的好氧生化池4上設置有供氣裝置，可有效提高污水的溶解氧水平。同時，除了與厭氧罐3連接的好氧生化池4外，其它好氧生化池（5，6，7，8，9，10，11，12）中不需設置供氣裝置，本發明通過多級好氧生化池組中的好氧生化池（4，5，6，7，8，9，10，11，12）呈高度遞減的階梯狀設置的方式，使從上一好氧生化池流出的水流，通過梯級落差勢能夾帶空氣流入下一好氧生化池，以維持下一好氧生化池內污水的溶解氧水平。

進一步，所述生物活性填料由利于親合微生物群體的生物活性材料構成，所述親合微生物群體的生物活性材料為添加生物親合劑的硬質塑料，可有效增加了微生物種群的聚集密度，使得污染物處理能力更強。所述生物親合劑優選為合成高分子p-onipaam-co-maa，但不以此為限制，用戶可根據實際情況選擇適合的生物活性填料。

優選地，所述流通孔由聚乙烯管（pe管）構成，所述聚乙烯管的兩端分別連接厭氧罐和/或好氧生化池，從而實現前后串聯體之間的有效連通。

如圖2所示，所述多級好氧生化池組中的好氧生化池（4，5，6，7，8，9，10，11，12）的頂部的水平高度依次降低，每一好氧生化池（4，5，6，7，8，9，10，11，12）的深度相同，相應地，好氧生化池（4，5，6，7，8，9，10，11，12）的底部的水平高度也隨之依次降低，同時，好氧生化池（4，5，6，7，8，9，10，11，12）的底部厚度也逐漸減少。從而保證水流通過梯級落差勢夾帶空氣流入下一好氧生化池，以維持下一好氧生化池內污水的溶解氧水平。

如圖1所示，每一好氧生化池（4，5，6，7，8，9，10，11，12）內設有隔板a，所述隔板a懸空設置并將好氧生化池（4，5，6，7，8，9，10，11，12）分隔為相互連通的第一池體及第二池體。工作時，每一好氧生化池（4，5，6，7，8，9，10，11，12）在隔板a的一側位置接收上一好氧生化池流入的污水，每一好氧生化池從隔板a的另一側將污水排向下一好氧生化池，因此，通過隔板a可使水流在好氧生化池（4，5，6，7，8，9，10，11，12）中盡可能經過所有的生物活性填料，提高污水處理效率。所述隔板a優選由pvc材料制成。

另外，每一厭氧罐（1，2，3）上均設有入水口、出水口及沼氣外溢口，所述沼氣外溢口處設置有水封結構。需要說明的是，厭氧罐（1，2，3）中除了入水口、出水口及沼氣外溢口外完全封閉，本發明通過在沼氣外溢口處設水封結構，可達到封閉效果。在前端對污水過篩的前提下，多級串聯的厭氧罐（1，2，3）內可實現對有機懸浮物的消減，最終僅余微量沉降物在罐體內，由于多級串聯厭氧罐的沉降物產生量小，每隔10～20年清掏一次沉降物即可，整個裝置的污泥處置費用極低。

本發明基于物聯網的好氧前端局部增氧污水處理裝置還包括支持擴展無線數傳網絡（如zigbee）的傳感器模塊，所述傳感器模塊可通過膠粘合于厭氧罐及好氧生化池的內壁上。優選地，所述傳感器模塊可以為微生物傳感器（microbialsensor，如電極電容傳感器）、溶解氧傳感器（dissolvedoxygen）、沼氣濃度傳感器（methaneconcentration）、cod傳感器、tn傳感器、nh3傳感器、tp傳感器、ph傳感器、ss傳感器、色度（chroma）傳感器、濁度（turbidity）傳感器、溫度傳感器及壓力傳感器中的任意一種或幾種，但不以此為限制，用戶可根據實際需求選擇適合的傳感器模塊，以采集所需的水質數據。

具體地，所述傳感器模塊包括相互電連接的信號調節電路、微控制器、無線電收發器及內部供電電源。工作時，傳感器將采集到的電信號數據發送至信號調節電路進行除干擾、除燥、放大處理，然后，再由微控制器將處理后的電信號數據折算或變換為實際的監測數據，并將該監測數據通過無線電收發器傳輸至外部的網關，從而實現傳感器模塊與物聯網的連接。其中，無線電收發器是采用一定的協議（如ieee802.11s技術，也稱mesh網狀網）和無線通信技術（如zigbee這種低復雜度、低功耗、低成本的雙向無線通信技術）將微控制器處理的監測數據傳送至外部網關。

需要說明的是，傳感器模塊既可通過內部供電電源進行供電，也可通過外部供電電源進行供電（從外部獲得電力）。為了使傳感器模塊能夠通過外部供電電源進行供電，本發明還包括設置于密封式槽罐外部的外部供電電源，所述傳感器模塊與外部供電電源之間通過有線和/或無線方式連接，當傳感器模塊與外部供電電源之間采用無線方式連接時，所述外部供電電源為無線供電器，其中，無線供電器采用的方式為：接受外部有一定距離的供電裝置的電磁波，從而轉換成電力。

由上可知，采用本發明具有以下有益效果：

1、本發明通過串聯的厭氧罐，將污水中的有機懸浮物消減并生成微量沉降物；

2、本發明通過串聯的好氧生化池，形成多級生化反應，將污水中的有機污染物逐級分解、降解、去除，對有機污染物去除效率高，使得剩余污泥量極少，可節約污泥處置費用；

3、好氧生化池呈階梯狀設置，同時，與厭氧罐連接的好氧生化池上設置有供氣裝置，能耗極低，供氣裝置將污水溶解氧提高后，通過梯級落差依次流入后端各好氧生化池，在水流落差勢能夾帶空氣的作用下，保證后端各好氧生化池中污水的溶解氧量；

4、本發明通過傳感器模塊實時監測生物活性，從而有效調整供氣量和生物營養劑的投加量，提高污水處理效果。

5、本發明結合物聯網，提高運行穩定性和經濟效益。

6、本發明內置生物活性填料，生物活性填料可附著不同作用的高效菌種。因此，將不同作用的高效菌種分別植入不同厭氧罐和好氧生化池中的生物活性填料內，可使得微生物群體對有機物的降解針對性更強，并能有序、高效進行。

以上所述是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發明的保護范圍。