一種基于移動物聯(lián)網(wǎng)的新型一體化環(huán)保設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于移動物聯(lián)網(wǎng)的新型一體化環(huán)保設(shè)備，屬于環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] 在中國農(nóng)村每年由于生產(chǎn)和生活產(chǎn)生的污水量約90億噸，而就全國范圍而言，僅 有僅4%的村莊建設(shè)了生活污水排放管道和污水處理系統(tǒng)，或是將生活污水收集管網(wǎng)接入 了市政管網(wǎng)，由市政污水處理廠負責生活污水的處理；更多的是絕大多數(shù)村莊尚未建立起 正規(guī)的污廢水收集排放設(shè)施，更不用說是污水處理系統(tǒng)了。由于基礎(chǔ)設(shè)施的缺失造成大量 生產(chǎn)生活污水隨意排放，由此造成的農(nóng)村水環(huán)境普遍遭到污染。未經(jīng)處理的生活污水隨意 排放，嚴重污染了農(nóng)村的生態(tài)環(huán)境，尤其是水環(huán)境，直接威脅著農(nóng)村人民群眾的身體健康以 及農(nóng)村的經(jīng)濟發(fā)展。
[0003] 結(jié)合中國農(nóng)村生活污水面廣、分散、來源多、增長快、處理率低、市政管網(wǎng)接入距離 遠、成本高的特點，開展分散式農(nóng)村生活污水處理設(shè)施建設(shè)對解決農(nóng)村生活污水治理現(xiàn)狀 具有十分重要的意義。傳統(tǒng)上多采用土建形式建立污水處理設(shè)施，存在工期長、占地多、成 本高、缺乏統(tǒng)一管理和遠程人為干預(yù)及實時情況查詢功能，用戶無法獲取現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)；現(xiàn) 在部分企業(yè)為了實現(xiàn)設(shè)備的遠程監(jiān)控和人為干預(yù)，通過在處理設(shè)施現(xiàn)場鋪設(shè)通信電纜實現(xiàn) 設(shè)施與后臺的遠程通信，工程量大、成本高且后期維護費用較高，不利于在廣大農(nóng)村普遍推 廣應(yīng)用。
[0004] 在生活污水處理工藝的選取上，生物膜法具有出水水質(zhì)好，出水水質(zhì)穩(wěn)定的優(yōu)點， 但隨著生物代謝產(chǎn)物的逐漸增多，固著力減弱，生物膜老化、脫落，需要定期對生物膜進行 清洗更換，因此存在建設(shè)成本高、后期養(yǎng)護費用高的不足。SBR工藝具有凈化效果好、運行 穩(wěn)定、耐沖擊負荷等優(yōu)勢；但存在對自控要求高、電耗大、脫磷除氮效率低等不足之處。A2/ O工藝通過生物厭氧、缺氧和好氧過程對污水進行生物代謝和降解，通過三種不同環(huán)境條件 下不同種類微生物菌群的有機配合，能同時具有去除有機物、脫磷除氮的功能，且污染物去 除效率高、運行穩(wěn)定，有較好的耐沖擊負荷能力；但其基建費用和運行費用較高。
[0005] 手機、平板等移動終端設(shè)備在現(xiàn)代社會已得到廣泛普及，基于移動終端的移動物 聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展為用戶實現(xiàn)隨時隨地對環(huán)境治理設(shè)施進行監(jiān)管和遠程干預(yù)提供了可能。通 過采用一體成型的新型材料制作污水處理設(shè)備，將核心部分采用工廠流水線形式批量生產(chǎn) 能有效降低施工成本，縮短施工工期，為在農(nóng)村大范圍推廣提供支持。將移動物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)引 入新型一體化環(huán)保設(shè)備的控制系統(tǒng)，能實現(xiàn)環(huán)保設(shè)備的自主智能控制與人為遠程干預(yù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的主要目的之一是為用戶提供一種基于移動物聯(lián)網(wǎng)的新型一體化環(huán)保設(shè) 備，以實現(xiàn)低成本構(gòu)建農(nóng)村生活污水處理系統(tǒng)，并通過移動物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的引入實現(xiàn)環(huán)保設(shè) 備的自主控制和遠程人為干預(yù)以及實時監(jiān)管。
[0007] 本發(fā)明提供了一種基于移動互聯(lián)網(wǎng)的新型一體化環(huán)保設(shè)備，所述一體化環(huán)保設(shè)備 含有調(diào)節(jié)池、"缺氧一厭氧一好氧一沉淀"的A20污水處理裝置，還包括數(shù)據(jù)采集裝置、狀態(tài) 檢測裝置、數(shù)據(jù)處理裝置、數(shù)據(jù)存儲裝置、執(zhí)行裝置；所述數(shù)據(jù)采集裝置和狀態(tài)檢測裝置都 與數(shù)據(jù)處理裝置、執(zhí)行裝置相連；所述數(shù)據(jù)采集裝置采集水質(zhì)相關(guān)參數(shù)值的電極的AD信號 值，狀態(tài)檢測裝置采集通過設(shè)備的電流AD信號值；所述數(shù)據(jù)處理裝置從數(shù)據(jù)存儲裝置中的 讀取設(shè)備控制算法，處理和分析AD信號值，根據(jù)分析結(jié)果和參數(shù)設(shè)置生成設(shè)備控制指令， 進而控制執(zhí)行裝置根據(jù)指令調(diào)整設(shè)備運行狀態(tài)?？梢詫崿F(xiàn)對設(shè)備運行狀態(tài)的自動干預(yù)調(diào) 整。
[0008] 所述數(shù)據(jù)采集裝置，在本發(fā)明的一種實施方式中，采集溶氧電極（自帶溫度補償 裝置）、PH電極、ORP電極、液位控制儀、電磁流量計的AD信號值；所述狀態(tài)檢測裝置檢測提 升泵、曝氣設(shè)備、回流泵的AD信號值。
[0009] 所述數(shù)據(jù)采集裝置，在本發(fā)明的一種實施方式中，pH和ORP電極是安裝在缺氧池 中進行測量，溶氧電極是安裝在好氧池中進行測量，液位控制儀安置在調(diào)節(jié)池中用于測量 液位高低，電磁流量計安置在提升泵與A20污水處理裝置之間用于測量進水水速和累積水 量。
[0010] 所述數(shù)據(jù)采集裝置，在本發(fā)明的一種實施方式中，采集的水質(zhì)參數(shù)包括溫度、溶解 氧、pH、ORP，還包括提升泵流程等。
[0011] 所述狀態(tài)檢測裝置，在本發(fā)明的一種實施方式中，檢測的設(shè)備包括提升泵、曝氣機 /氣泵/風機、回流泵等，設(shè)備狀態(tài)包括：開啟、關(guān)閉、故障。
[0012] 所述數(shù)據(jù)處理裝置，在本發(fā)明的一種實施方式中，一方面用于對采集的AD信號進 行信號轉(zhuǎn)換，將AD信號轉(zhuǎn)換為可讀數(shù)據(jù)傳送給數(shù)據(jù)顯示裝置進行顯示，并將轉(zhuǎn)換后的采集 數(shù)據(jù)進行封包，在收到傳遞指令時可通過數(shù)據(jù)通信裝置傳遞給移動終端；另一方面用于遠 程控制指令的解析，將控制指令解析為執(zhí)行裝置可執(zhí)行的設(shè)備控制命令；
[0013] 所述數(shù)據(jù)存儲裝置，在本發(fā)明的一種實施方式中，用于數(shù)據(jù)緩存并存儲控制指令 解析算法、設(shè)備控制算法以及數(shù)據(jù)封裝算法。
[0014] 所述設(shè)備控制算法，在本發(fā)明的一種實施方式中，是：在實驗室中搭建BP神經(jīng)網(wǎng) 絡(luò)設(shè)備控制模型，并采用不同環(huán)境條件對BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行訓(xùn)練，獲取成熟型BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算 法并移植到現(xiàn)場設(shè)備控制終端上運行。在設(shè)備控制終端采用成熟型BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對各 水質(zhì)檢測數(shù)據(jù)進行運算，獲取對應(yīng)的設(shè)備控制算法控制設(shè)備運行，并在設(shè)備控制過程中不 斷地對BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行訓(xùn)練和學(xué)習(xí)，使其設(shè)備控制精度逐漸提高，隨著時間的增長，設(shè)備 控制精度會越來越高。
[0015] 所述執(zhí)行裝置，在本發(fā)明的一種實施方式中，包括六個端口：提升泵、曝氣設(shè)備、回 流泵三種設(shè)備的控制端口及備用控制端口。
[0016] 所述一體化環(huán)保設(shè)備，在本發(fā)明的一種實施方式中，還包括數(shù)據(jù)顯示裝置，能夠?qū)?時顯示數(shù)據(jù)處理裝置處理好的可讀性設(shè)備狀態(tài)及出水水質(zhì)實時數(shù)據(jù)，還可以通過觸屏顯示 界面發(fā)布指令。
[0017] 所述一體化環(huán)保設(shè)備，在本發(fā)明的一種實施方式中，采用新型玻璃鋼，經(jīng)一體成型 工藝制成，外部表層采用一層加固絲網(wǎng)包裹，現(xiàn)場施工時只需做好基礎(chǔ)設(shè)施，將一體化設(shè)備 安放到基礎(chǔ)設(shè)施上、回土、壓實、硬化即可。采用新型玻璃鋼制成的一體化污水處理設(shè)備降 低工程量，實現(xiàn)污水處理設(shè)施的工廠化、標準化流水線生產(chǎn)，降低建設(shè)成本，縮短施工工期。
[0018] 所述一體化環(huán)保設(shè)備，在本發(fā)明的一種實施方式中，采用較為成熟的污水處理工 藝"厭氧一缺氧一好氧一沉淀一人工濕地一出水"進行污水處理。
[0019] 所述一體化環(huán)保設(shè)備，在本發(fā)明的一種實施方式中為地埋式結(jié)構(gòu)，整體掩埋于地 下，不對周圍環(huán)境造成影響。
[0020] 所述一體化環(huán)保設(shè)備，在本發(fā)明的一種實施方式中，還包括數(shù)據(jù)通信裝置和移動 終端，數(shù)據(jù)通信裝置負責數(shù)據(jù)處理裝置和移動終端的數(shù)據(jù)和遠程控制指令傳遞。
[0021] 所述數(shù)據(jù)通信裝置，在本發(fā)明的一種實施方式中，能夠?qū)?shù)據(jù)處理裝置處理得到 的可讀數(shù)據(jù)傳遞到移動終端，也能夠?qū)⒁苿咏K端發(fā)布的遠程控制指令進行解析，進而控制 執(zhí)行裝置調(diào)整設(shè)備運行狀態(tài)?？梢詫崿F(xiàn)用戶對一體化設(shè)備的隨時隨地遠程無線監(jiān)管。
[0022] 所述移動終端，在本發(fā)明的一種實施方式中，用于與一體化設(shè)備的遠程無線人機 互動，實現(xiàn)設(shè)備的遠程操控及一體化設(shè)備實時數(shù)據(jù)的查詢功能。
[0023] 本發(fā)明還提供一種基于移動物聯(lián)網(wǎng)的遠程無線監(jiān)管方法，通過一體化設(shè)備的監(jiān)管 終端和3G無線網(wǎng)絡(luò)，為用戶提供基于移動終端設(shè)備的遠程監(jiān)管服務(wù)，實現(xiàn)用戶對一體化設(shè) 備的隨時隨地遠程無線監(jiān)管。
[0024] 所述一體化設(shè)備的遠程無線監(jiān)管方法，在本發(fā)明的一種實施方式中，包括：
[0025] (1)數(shù)據(jù)采集裝置和狀態(tài)檢測裝置分別用于采集一體化環(huán)保設(shè)備的水質(zhì)相關(guān)參數(shù) 值的電極的AD信號值和通過設(shè)備的電流AD信號值，并與數(shù)據(jù)處理裝置相連接；
[0026] (2)數(shù)據(jù)處理裝置與數(shù)據(jù)存儲相連接，根據(jù)數(shù)據(jù)存儲裝置中的控制指令解析算法、 設(shè)備控制算法以及數(shù)據(jù)封裝算法，對采集的AD信號進行信號轉(zhuǎn)換，將AD信號轉(zhuǎn)換為可讀數(shù) 據(jù)傳送給數(shù)據(jù)顯示模塊進行顯示，并將轉(zhuǎn)換后的采集數(shù)據(jù)進行封包，在收到傳遞指令時通 過數(shù)據(jù)通信裝置傳遞給移動終端；
[0027] (3)移動終端查詢一體化環(huán)保設(shè)備的實時數(shù)據(jù)，并能夠發(fā)布遠程控制指令，遠程控 制指令經(jīng)數(shù)據(jù)通信裝置傳遞到數(shù)據(jù)處理裝置，數(shù)據(jù)處理裝置對遠程控制指令進行解析為設(shè) 備控制裝置可執(zhí)行的設(shè)備控制命令，進而控制執(zhí)行裝置根據(jù)指令調(diào)整設(shè)備運行狀態(tài)。
[0028] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是：通過本發(fā)明方法的應(yīng)用，既可以通 過手機、平板等移動終端獲取一體化環(huán)保設(shè)備的設(shè)備運行及出水水質(zhì)的實時檢測數(shù)據(jù)，實 現(xiàn)設(shè)備的遠程監(jiān)管；又可以通過手機、平板等移動終端對一體化環(huán)保設(shè)備的遠程控制，實現(xiàn) 對設(shè)備的遠程無線控制。采用本發(fā)明的一體化環(huán)保設(shè)備處理污水，與常規(guī)的A20污水處理 裝置相比，在降低能耗的同時，有效提高了出水水質(zhì)合格率。通過自主智能控制和遠程人工 干預(yù)能耗降低了 25%，出水水質(zhì)抽檢合格率提高了 22. 2%。
【附圖說明】
[0029] 圖1為本發(fā)明一體化環(huán)保設(shè)備污水處理流程圖；
[0030] 圖2為本發(fā)明A20污水處理裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；
[0031] 圖3為本發(fā)明一體化環(huán)保設(shè)備控制終端架構(gòu)圖；
[0032] 圖4為本發(fā)明一體化環(huán)保設(shè)備遠程無線監(jiān)管流程圖；
[0033] 圖5為本發(fā)明一體化環(huán)保設(shè)備自主智能控制流程圖。
【具體實施方式】
[0034] 下面結(jié)合具體實例，進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實例僅用于說明本發(fā)明而不 用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可 以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范 圍。
[0035] 實施例1 一體化環(huán)保設(shè)備污水處理過程及效果
[0036] 本發(fā)明以移動物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和A20污水處理裝置制造為基礎(chǔ)，提出了一種基于移動 物聯(lián)網(wǎng)的新型一體化環(huán)保設(shè)備解決方案。通過移動物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，使用用戶與一體化 環(huán)保設(shè)備的人機互動，獲取一體化環(huán)保設(shè)備的運行狀態(tài)、出水水質(zhì)等信息，并可遠程干預(yù)設(shè) 備運行狀態(tài)。
[0037] 如圖1所示，生活污水經(jīng)污水管網(wǎng)匯聚到調(diào)節(jié)池中，經(jīng)提升泵提升至A20污水處理 裝置中進行處理，經(jīng)A20污水處理裝置處理后的出水經(jīng)人工濕地進一步過濾后直接排放至 自然水體。
[0038] 本發(fā)明中的A20污水處理裝置是一體化環(huán)