CN206828210U - 序批式复合微生物孵化设备的plc控制*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种序批式复合微生物孵化设备的PLC控制***，包括进水模块、培养基投加模块、搅拌模块、温控模块、光照模块、溶液检测模块、出水模块和PLC主控模块，所述进水模块、培养基投加模块、搅拌模块、温控模块、光照模块、溶液检测模块和出水模块分别与PLC主控模块连接。本实用新型的有益效果：可在污染水体旁就地原位培养复合微生物，实现了周期性自动投放、培养复合微生物菌，保证技术实施的稳定性、准确性和可靠性；降低了人力成本，减少实施风险。

Description

序批式复合微生物孵化设备的PLC控制***

技术领域

本实用新型涉及水处理技术领域，具体涉及一种序批式复合微生物孵化设备的PLC控制***。

背景技术

在城市快速发展过程中，由于工农业生产的快速发展及人口的不断增加，导致所需要排出的废水量不断增加，再加之监管方面的不完善，所以导致大量废水未经处理即排入河道、湖库当中，使河道、湖库内的水质受到严重的污染，不仅影响了城市、乡村的生态环境，同时也使城市、乡村的形象受到较大的影响。河道“黑臭”被认为是一种水体中有机污染物厌气分解的生物化学现象，是水体有机物污染的极端现象。由于水体中有机污染物、氮磷富含量过多，造成水体缺氧，有机物腐败。大量的有机物进入水体后，破坏了水体自身所可以降解及净化的***，在经过分解、腐败的过程后产生腐殖质等发臭物质沉积在河道底部，挥发性，刺激性气体，如硫化氢、甲烷等逸出水面。排放进入水体的重金属铁、锰等污染物与水中的硫形成了硫化物，形成大量带电胶体的黑色悬浮颗粒。导致河流黑臭的因素：有机物，底泥，水温，DO等。目前微生物强化技术是黑臭水体治理与修复常用的方法之一。

微生物强化技术是为了提高污染水体中生物处理***的处理能力，而向水体中投加经筛选的优势高效微生物，以去除某一种或某一类有害物质的方法。直接向污染水体内投加高效降解微生物，通过驯化诱导微生物，使得微生物将目标污染物作为主要碳源或唯一碳源，目前在国内外都得到了广泛的应用。

目前国内外工程上采用微生物强化技术修复污染水体最为普遍的方法是直接投加菌种法，主要实施步骤为工厂或车间集中扩大培养水处理专用菌种，并配置成复合菌液成品，运输到工程实施现场，周期性地运用操作工人向污染水体水面喷洒复合菌液。该方法存在的主要问题为1、由于工厂或车间生产能力有限，而复合菌液需要周期性喷洒，导致需要频繁采用物流运输复合菌液成品至工程实施现场，运输成本高且风险大，从而增大工程建设期和营运期成本；2、采用人工周期性向污染水体水面喷洒复合菌液，人工成本较高，且喷洒过程存在加大安全隐患；3、复合菌液人工投加的数量和周期，与操作工人的工作态度、熟练程度等人为因素有关，工程实施过程中还需技术工程师全过程监督检查才能确保投加方法的落实程度，增大工程实施的人力成本，技术实施缺乏准确性和稳定性。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种序批式复合微生物孵化设备的PLC控制***，可在污染水体旁就地原位培养复合微生物，周期性自动投放，可靠性高，稳定性好，减少人工成本。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：一种序批式复合微生物孵化设备的PLC控制***，包括进水模块、培养基投加模块、搅拌模块、温控模块、光照模块、溶液检测模块、出水模块和PLC主控模块，所述进水模块、培养基投加模块、搅拌模块、温控模块、光照模块、溶液检测模块和出水模块分别与PLC主控模块连接。

进一步地，所述进水模块包括进水管、在进水管上的电磁阀和罐体内的液位变送器，所述进水管上的电磁阀和液位变送器分别与PLC主控模块连接。

进一步地，所述出水模块包括排水管、溢流管、放空管、在排水管和放空管上均设有电磁阀，排水管上的电磁阀和放空管上的电磁阀分别与PLC主控模块连接。

进一步地，所述出水模块包括排水管、设置在排水管上的电磁阀、放空管和设置在放空管上的电磁阀，在排水管上的电磁阀和在放空管上的电磁阀分别与PLC主控模块连接。

进一步地，所述培养基投加模块包括投料器、定时器和控制投料器启闭的继电器，所述定时器和继电器分别与PLC主控模块连接。

进一步地，所述温控模块包括位于罐体内的温度传感器和加热器件，所述温度传感器和加热器件分别与PLC主控模块连接。

进一步地，还包括曝气模块，所述曝气模块包括气泵和ORP探头，所述气泵和ORP探头分别与PLC主控模块连接，PLC主控模块根据ORP探头采集的数据控制气泵启闭。

进一步地，所述搅拌模块包括搅拌轴、搅拌臂和电机，所述拌轴和搅拌臂由电机驱动，所述电机与PLC主控模块连接。

进一步地，所述溶液检测模块包括PH探头，PH探头与PLC主控制模块连接。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型的序批式复合微生物孵化设备的PLC控制***，可在污染水体旁就地原位培养复合微生物，实现了周期性自动投放、培养复合微生物菌，保证技术实施的稳定性、准确性和可靠性；

2、本实用新型的序批式复合微生物孵化设备的PLC控制***，降低了人力成本，减少实施风险。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型的原理框图。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。本实用新型涉及的程序部分为现有技术。

请参阅图1，2，本实用新型提供一种技术方案：序批式复合微生物孵化设备可同时孵化好氧微生物和厌氧微生物，包括原水净化模块和与原水净化模块的出口端连接的多个并联序批式微生物孵化器。本实施例中以4个并联的序批式微生物孵化器为例，其中，2个用于孵化厌氧微生物，另2个用于孵化好氧微生物。序批式复合微生物孵化设备的PLC控制***，包括进水模块、培养基投加模块、搅拌模块、温控模块、光照模块、溶液检测模块、出水模块和PLC主控模块，所述进水模块、培养基投加模块、搅拌模块、温控模块、光照模块、溶液检测模块和出水模块分别与PLC主控模块连接。序批式复合微生物孵化设备在线设置在污染水体旁，培养完成后的微生物菌可以直接通过排水管或放空管投放至水体内，实现了就地、原位、连续、培养专用微生物，PLC主控模块自动控制进出水、培养基的投加，微生物生长条件的自动调节，保证技术实施的稳定性、准确性和可靠性，同时降低了工程实施的运输成本、人力成本，减少实施风险。

序批式微生物孵化器，包括罐体1。罐体1作为储存培养微生物菌液的载体，其由透明材料如透明玻璃等制成，罐体1位于所需治理的水体旁而不是离线设置在远离水体的工厂或车间内，罐体为回转体，其上方呈圆柱形、底部呈半球形，底部半球形有利于微生物菌液混合。

罐体1上设有进水模块，进水模块包括进水管2、在进水管2上的电磁阀3.1和罐体内的液位变送器4，所述进水管上的电磁阀3.1和液位变送器4分别与PLC主控模块5连接。罐体1上设有出水模块，出水模块包括排水管6、溢流管7、放空管8、在排水管和放空管上均设有电磁阀3.2、3.3，在排水管上的电磁阀3.2和在放空管上的电磁阀3.3分别与PLC主控模块5连接。进水管2和排水管6竖向同轴连接，进水管2与排水管6之间连接有支管9，支管9与罐体1的中部连接，进水管2、排水管6和支管9形成三通管，溢流管7与罐体1的连接位置位于支管9上方并靠近罐体1顶部，放空管8与罐体1的连接位置则位于罐体1底部。当需要培养微生物时，PLC主控模块控制进水管上的电磁阀断开，自来水管网的水通过进水管向罐体注水，罐体内的液位变送器采集罐体内的水位高度并发送至PLC主控模块，水位达到设定的高度时，PLC主控模块控制进水管上的电磁阀闭合停止进水，如果进水超过设定高度，多余的水会通过溢流管外排至水体。

进水管2和排水管6的结构和位置不限于上述结构和位置，而本实施例中的支管9位于罐体1中部即罐体1的进水和排水位置位于罐体1中部是根据微生物培养和投放周期而特别设计的，一个培养周期完成后，PLC主控模块5控制排水管上的电磁阀3.2断开，位于支管以上的微生物菌液通过支管9、排水管6投放至水体内，当液位变送器4检测到达最低液位，PLC主控模块5控制排水管上的电磁阀3.2闭合停止排水，使支管9以下的微生物菌液继续留在罐体1内，留在罐体1内的微生物菌种母体能够满足下一个培养周期内生长出所需体量的微生物菌。当需要对罐体1内的液体进行放空时，PLC主控模块控制放空管8上的电磁阀3.3断开，液体通过放空管8排至水体。

在进水完毕后，需要向罐体投放单次培养周期内微生物扩大培养所需的营养基质。一个培养周期所需的培养基可以一次性投加，也可以分多次间隙投加。培养基投加模块包括投料器10、定时器11和控制投料器启闭的继电器12，所述定时器11和继电器12分别与PLC主控模块5连接，定时器用于计时，对于多次投加营养基质时使用。当需要投加营养基质时，PLC主控模块控制控制继电器闭合，使投料器向罐体内投放营养基质，可预先设置一次性投加或分多次投加。如果设定多次投加，当其中一次投放完毕后，PLC主控模块控制继电器断开，投料器停止工作，定时器计时，达到设定的时间后，PLC主控模块控制继电器闭合，投料器继续投料，当营养基质投放完毕，PLC主控模块控制继电器断开，关闭投料器。培养基投加模块实现定时、定量投放营养基质，减少人力成本，保证技术的稳定性和可靠性。

根据培养的微生物的培养特性，控制微生物的生长环境，在罐体内设置了温控模块，使罐体内的液体温度控制在25℃-35℃，适宜温度培养微生物菌。温控模块包括位于罐体内的温度传感器13和加热器件14，所述温度传感器13和加热器件14分别与PLC主控模块5连接。在PLC主控模块中预先设定液体温度值在25℃-35℃之间，温度传感器采集液体温度，传输到PLC主控模块，PLC主控模块根据采集到的实际温度值，如果需要加热，则控制加热器件加热，当温度传感器采集到的温度到达预设值，PLC主控模块控制加热器件停止加热。通过温度传感器感应罐体内的温度，PLC主控模块控制是否需要对罐体进行加热实现自动调节罐体溶液的温度，适应微生物菌生长。

如果培养微生物特征，需要对罐体进行光照，PLC主控模块控制光照模块工作。光照模块采用带状的LED灯管15，LED灯管15与PLC主控模块5连接。LED灯的光谱比日光灯更连续，微生物菌生长更好。LED灯管布置在罐体外侧，为特定微生物生长提供光照条件。可利用PLC主控模块控制LED灯管循环工作，即LED灯管工作2~4h，停止5~10min，反复循环。

如果培育的是好氧微生物，需要对罐体进行曝气。PLC控制***包括曝气模块，所述曝气模块包括气泵16和ORP探头17，所述气泵16和ORP探头17分别与PLC主控模块5连接，PLC主控模块5根据ORP探头17采集的数据控制气泵16启闭。气泵16通过罐体1底部开设的进气孔向罐体1内送气即使罐体1内的好氧微生物提供曝气，使其能够充分的与氧气结合作用。ORP探头17位于罐体1内以测量微生物液的氧化还原能力，气泵16的开启与关闭则由罐体1内微生物液的ORP值决定，ORP探头17采集溶液ORP值，当ORP值小于设定的最小值时，PLC主控模块5启动气泵16，当ORP值大于设定的最大值时，PLC主控模块5关停气泵16。

为了使微生物菌混合充分和清除罐体内壁上附着的生物膜，PLC控制***包括搅拌模块，所述搅拌模块包括搅拌轴18、搅拌臂19和电机20，所述拌轴18和搅拌臂19由电机20驱动，所述电机20与PLC主控模块5连接。PLC主控模块控制电机的转速，以适应不同状态搅拌速度不同。正常工作时，搅拌轴转速控制在1~10转/分钟，投加培养基质时搅拌轴转速控制在10~30转/分钟。

为了便于查看培养过程中是否存在异常情况，在罐体内设有溶液检测模块，所述溶液检测模块包括PH探头21，PH探头21与PLC主控制模块5连接，当PH探头将检测的溶液PH值传输到PLC主控模块，当PH探头检测的PH值不在设定的范围，说明溶液异常，需要工作人员检查罐体是否正常工作。

复合微生物菌单次培养过程：自来水管的水经过原水净化模块处理后，由PLC主控模块控制向序批式微生物孵化器中注水，PLC主控模块控制进水管上的电磁阀断开，开始进水，液位变送器采集罐体中的液位，液位变送器采集到水位达到预设液位，PLC主控模块控制电磁阀闭合，停止进水。PLC主控模块控制培养基投加模块中的继电器闭合，使投料器向罐体投放单次培养周期内微生物扩大培养所需的营养基质，投放可由PLC主控模块控制一次性投放或分多次间断投放，如果是分多次间断投放，定时器计时，PLC主控模块控制继电器启闭进而控制投料器工作。PLC主控模块启动搅拌模块中的电机带动搅拌轴和搅拌臂搅拌溶液加快营养基质溶解，使菌液和营养基质混合均匀分布，防止微生物絮体沉降，同时搅拌臂上的转刷清除容器内壁上附着的生物膜，单次培养周期内电机工作转速和时间预先设定。根据序批式微生物孵化器中孵化的微生物的培养特征，培养周期内控制加热部件加热，使罐体内的溶液温度控制在25℃-35℃。培养的微生物为光合细菌时，PLC主控模块启动光照模块，打开LED灯管，为罐体内的光合细菌提供光照使其生长。如果培养的是好氧微生物菌，PLC主控模块控制曝气模块工作，为好氧微生物提供有氧条件，培养周期内利用ORP探头检测罐体内的微生物液的氧化还原能力，当ORP探头采集的数据小于设定最小值时，PLC主控模块启动气泵，当ORP探头采集的数据大于于设定最大值时，PLC主控模块关停气泵。整个培养周期内，PH探头采集罐体内溶液PH值传输到PLC主控模块。当单次培养周期结束后，PLC主控模块控制排水管上的电磁阀断开，罐体内培养的微生物混合溶液自动投放到污染的水体中，液位变送器采集液位数据，当排放量达到设定值时，PLC主控模块控制排水管上的电磁阀闭合。单次培养及自动投放完毕，进入下个培养周期。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点,对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种序批式复合微生物孵化设备的PLC控制***，其特征在于：包括进水模块、培养基投加模块、搅拌模块、温控模块、光照模块、溶液检测模块、出水模块和PLC主控模块，所述进水模块、培养基投加模块、搅拌模块、温控模块、光照模块、溶液检测模块和出水模块分别与PLC主控模块连接。

2.如权利要求1所述的序批式复合微生物孵化设备的PLC控制***，其特征在于：所述进水模块包括进水管、在进水管上的电磁阀和罐体内的液位变送器，所述进水管上的电磁阀和液位变送器分别与PLC主控模块连接。

3.如权利要求2所述的序批式复合微生物孵化设备的PLC控制***，其特征在于：所述出水模块包括排水管、溢流管、放空管、在排水管和放空管上均设有电磁阀，排水管上的电磁阀和放空管上的电磁阀分别与PLC主控模块连接。

4.如权利要求1所述的序批式复合微生物孵化设备的PLC控制***，其特征在于：所述培养基投加模块包括投料器、定时器和控制投料器启闭的继电器，所述定时器和继电器分别与PLC主控模块连接。

5.如权利要求1所述的序批式复合微生物孵化设备的PLC控制***，其特征在于：所述温控模块包括位于罐体内的温度传感器和加热器件，所述温度传感器和加热器件分别与PLC主控模块连接。

6.如权利要求1所述的序批式复合微生物孵化设备的PLC控制***，其特征在于：还包括曝气模块，所述曝气模块包括气泵和ORP探头，所述气泵和ORP探头分别与PLC主控模块连接，PLC主控模块根据ORP探头采集的数据控制气泵启闭。

7.如权利要求1所述的序批式复合微生物孵化设备的PLC控制***，其特征在于：所述搅拌模块包括搅拌轴、搅拌臂和电机，所述拌轴和搅拌臂由电机驱动，所述电机与PLC主控模块连接。

8.如权利要求1-7之一所述的序批式复合微生物孵化设备的PLC控制***，其特征在于：所述溶液检测模块包括PH探头，PH探头与PLC主控制模块连接。