【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及超声波污泥处理，尤其涉及一种超声波污泥减量化系统、方法及其减量化设备。
技术介绍
1、传统的污水处理中需要对产生的污泥进行离心、焚烧、填埋等处理，污泥量大导致处理成本和处理效率低下。在污水处理环节中通过超声破碎实现污泥减量，超声污泥减量设备工作的过程中，由于超声在对细菌的破碎作用，会使得上清液过于浑浊，需要长时间沉淀之后才能达到排放条件。如果超声作用时间过长，虽然能够达到更好的污泥减量效果，但是会因为太长的沉淀时间而无法工程应用。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种超声波污泥减量化系统、方法及其减量化设备，引入cod实时监测，并计算击破率，击破率可以直接反应出上清液的浑浊情况，使用击破率的反馈，来控制超声换能器的电流电压相位，并通过反馈电路控制抽取清水与污泥进行混合的方法缩短超声作用后的污水沉淀时间。
2、本专利技术提供了一种超声波污泥减量化系统，包括：
3、主控模块，用于获取当前电压信号和电流信号，并计算得出当前电压信号和电流信号间的相位差以判断当前状态下超声工作效率并向超声换能器发送调控指令调节达到最高工作效率；
4、实时获取所述cod数据计算得出量化超声波击破污泥细胞的击破率，将当前所述击破率与预设阈值对比得到判断结果，根据所述判断结果控制当前电压信号和电流信号间的相位差，并驱动水泵驱动模块控制对清水与污泥的混合抽取，从而缩短超声作用后的污泥沉淀时间；
5、信号处理模块，用于将所述主控模块输出的方波信号进
6、超声换能器，用于产生超声波对所述超声处理腔内的污泥进行超声作用，并进行减量化操作处理；
7、电压监测模块，用于采集所述超声换能器两端的电压波形，对电压进行降压处理后转换成第一数字信号并传输至所述主控模块；
8、电流监测模块，用于采集流过所述超声换能器两端的电流波形，将所述电流波形转化成电压信号，并将所述电压信号转换成第二数字信号并传输至所述主控模块；
9、cod传感器模块，设置在超声处理腔内，用于采集腔内污泥中cod浓度并转换成cod数据传输至所述主控模块；
10、水泵驱动模块，用于接收所述主控模块发出的控制指令，并根据所述控制指令驱动相应水泵的执行，对相应水泵的转速进行调节并控制相应水泵的开启和关闭。
11、作为优选地，所述信号处理模块包括功率放大模块，用于将所述主控模块输出的方波信号进行放大，输出足以驱动所述超声换能器的信号以提供大能量的信号。
12、作为优选地，所述信号处理模块包括还包括匹配电路模块，用于匹配所述超声换能器的阻抗，使得所述超声换能器能够在预设频率点进行工作以实现优化系统性能。
13、作为优选地，每个所述超声换能器设置在每个所述超声处理腔内，每个所述超声处理腔之间通过管路串联连接构成多级处理模块，用于对若干所述超声处理腔内的污泥进行超声作用，并加快减量化操作处理速度。
14、作为优选地，所述水泵驱动模块包括：
15、第一水泵驱动器，设置在沉淀池内，用于从所述沉淀池中获取分离后的污泥，并将污泥输送回所述超声处理腔体内，在超声作用下进行减量化处理；
16、第二水泵驱动器，设置在所述沉淀池内，用于从所述沉淀池中获取分离后的清水，并将清水输送回所述超声处理腔体内，对所述超声处理腔体中的污泥进行稀释以达到加速上清液澄清的目的。
17、本专利技术的目的还提供了一种超声波污泥减量化方法，包括：
18、获取当前电压信号和电流信号，并计算得出当前电压信号和电流信号间的相位差以判断当前状态下超声工作效率并向超声换能器发送调控指令调节达到最高工作效率；
19、实时获取所述cod数据计算得出量化超声波击破污泥细胞的击破率，将当前所述击破率与预设阈值对比得到判断结果，根据所述判断结果控制当前电压信号和电流信号间的相位差，并驱动水泵驱动模块控制对清水与污泥的混合抽取，从而缩短超声作用后的污泥沉淀时间；
20、将主控模块输出的方波信号进行信号放大处理，并匹配所述超声换能器的阻抗，使得所述超声换能器能够在预设频率点进行工作；
21、产生超声波对所述超声处理腔内的污泥进行超声作用，并进行减量化操作处理；
22、采集所述超声换能器两端的电压波形，对电压进行降压处理后转换成第一数字信号并传输至所述主控模块；
23、采集流过所述超声换能器两端的电流波形，将所述电流波形转化成电压信号，并将所述电压信号转换成第二数字信号并传输至所述主控模块；
24、采集腔内污泥中cod浓度并转换成cod数据传输至所述主控模块；
25、接收所述主控模块发出的控制指令，并根据所述控制指令驱动相应水泵的执行，对相应水泵的转速进行调节并控制相应水泵的开启和关闭。
26、作为优选地，所述将当前所述击破率与预设阈值对比得到判断结果包括：
27、若当前所述击破率大于预设阈值，则调节所述超声换能器的频率升高至目标频率，向污水泵发送流速增加指令，并向污泥泵发送流速增加指令进而到达目标击破率；
28、若当前所述击破率小于预设阈值，则调整所述超声换能器的工作频率至预设频率点，向污水泵发送流速关闭指令，并向污泥泵发送流速减小指令进而到达目标击破率。
29、作为优选地，所述计算得出当前电压信号和电流信号间的相位差的步骤包括：
30、计算当前电流波形：
31、i＝ai·cos(2·π·f·t+θi)；
32、计算当前电压波形：
33、u＝av·cos(2·π·f·t+θv)；
34、计算当前电压信号和电流信号间的相位差：
35、δθ＝θi-θv；
36、其中，i表示t时刻超声换能器输出的电流，ai表示换能器的电流幅度，f表示换能器输出的频率，θi表示换能器的电流相位；u表示t时刻超声换能器输出的电压，av表示t时刻换能器的电压幅度，θv表示换能器上的电压相位。
37、作为优选地，所述获取所述cod数据计算得出量化超声波击破污泥细胞的击破率的步骤包括：
38、ddcod＝[(codus-cod0)/(codnaoh-cod0)]×100％；
39、其中，ddcod为击破率，codus为超声波处理后污泥样本中的scod的浓度，codnaoh为污泥样本经过烧碱消解后scod的浓度，cod0＝未经处理的污泥样本中scod的浓度。
40、本专利技术的目的是提供一种超声波污泥减量化设备，所述超声波污泥减量化设备包括如本专利技术实施例中所述的超声波污泥减量化系统。
41、针对现有技术，本专利技术具有如下的有益效果：
42、本专利技术所提供的一种超声波污泥减量化系统、方法及其减量化设备引入cod实时监测，并计算“击破率本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种超声波污泥减量化系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的超声波污泥减量化系统，其特征在于，所述信号处理模块包括功率放大模块，用于将所述主控模块输出的方波信号进行放大，输出足以驱动所述超声换能器的信号以提供大能量的信号。
3.根据权利要求1所述的超声波污泥减量化系统，其特征在于，所述信号处理模块包括还包括匹配电路模块，用于匹配所述超声换能器的阻抗，使得所述超声换能器能够在预设频率点进行工作以实现优化系统性能。
4.根据权利要求1所述的超声波污泥减量化系统，其特征在于，每个所述超声换能器设置在每个所述超声处理腔内，每个所述超声处理腔之间通过管路串联连接构成多级处理模块，用于对若干所述超声处理腔内的污泥进行超声作用，并加快减量化操作处理速度。
5.根据权利要求1所述的超声波污泥减量化系统，其特征在于，所述水泵驱动模块包括：
6.一种超声波污泥减量化方法，其特征在于，应用于如权利要求1至5中任一项所述的超声波污泥减量化系统，包括：
7.根据权利要求6所述的超声波污泥减量化方法，其特征在于，包括：所述
8.根据权利要求6所述的超声波污泥减量化方法，其特征在于，所述计算得出当前电压信号和电流信号间的相位差的步骤包括：
9.根据权利要求6所述的超声波污泥减量化方法，其特征在于，所述获取所述COD数据计算得出量化超声波击破污泥细胞的击破率的步骤包括：
10.一种超声波污泥减量化设备，其特征在于，所述超声波污泥减量化设备包括如权利要求1-5中任意一项所述的超声波污泥减量化系统。
...【技术特征摘要】
1.一种超声波污泥减量化系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的超声波污泥减量化系统，其特征在于，所述信号处理模块包括功率放大模块，用于将所述主控模块输出的方波信号进行放大，输出足以驱动所述超声换能器的信号以提供大能量的信号。
3.根据权利要求1所述的超声波污泥减量化系统，其特征在于，所述信号处理模块包括还包括匹配电路模块，用于匹配所述超声换能器的阻抗，使得所述超声换能器能够在预设频率点进行工作以实现优化系统性能。
4.根据权利要求1所述的超声波污泥减量化系统，其特征在于，每个所述超声换能器设置在每个所述超声处理腔内，每个所述超声处理腔之间通过管路串联连接构成多级处理模块，用于对若干所述超声处理腔内的污泥进行超声作用，并加快减量化操作处理速度。
5.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：周群力，
申请(专利权)人：长三角国创超声上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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