污泥厭氧發(fā)酵處理工藝過程參數(shù)采集及無線發(fā)送電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于污泥厭氧發(fā)酵處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種污泥厭氧發(fā)酵處理工 藝過程參數(shù)采集及無線發(fā)送電路。
【背景技術(shù)】
[0002] 城市污水處理過程中會產(chǎn)生大量的剩余污泥，污泥的處理是污水處理廠所面臨的 一個重要問題。污泥中含有大量的有機物，如蛋白質(zhì)、碳水化合物等。目前較常用的污泥厭 氧發(fā)酵處理方法是厭氧消化，一方面減少污泥的重量和體積，另一方面能以沼氣（主要成 分是甲烷）的形式回收污泥中的生物質(zhì)能。在污泥厭氧發(fā)酵過程中，溫度的監(jiān)測與發(fā)酵產(chǎn) 生氣體的監(jiān)測是整個污泥厭氧發(fā)酵處理工藝過程中的必要環(huán)節(jié)。其中，溫度主要是通過對 厭氧微生物細胞內(nèi)某些酶的活性的影響而影響微生物的生長速率和微生物對基質(zhì)的代謝 速率，這樣會影響到厭氧生物處理工藝中污泥的產(chǎn)量、有機物的去除速率和反應(yīng)器所能達 至的處理負荷；溫度還會影響有機物在生化反應(yīng)中的流向和某些中間產(chǎn)物的形成以及各種 物質(zhì)在水中的溶解度，會影響到沼氣的產(chǎn)量和成分等。而發(fā)酵產(chǎn)生氣體的監(jiān)測則是對整個 發(fā)酵過程中的氣體變化過程的一種展現(xiàn)，能夠?qū)崟r知道發(fā)酵罐內(nèi)的氣體含量，進而采取一 些措施，使其向著能夠最大化產(chǎn)生沼氣的方向移動。如果沒有很及時的控制溫度并監(jiān)測發(fā) 酵產(chǎn)生氣體，就會影響到發(fā)酵的效率，以及一些有害氣體的產(chǎn)生。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)的污泥厭氧發(fā)酵處理工藝過程中，是通過數(shù)據(jù)采集儀采集發(fā)酵罐內(nèi)熱電 偶檢測到的溫度，然后將溫度數(shù)值發(fā)送到上位機后，再由上位機通過串口通信發(fā)送至單片 機，通過設(shè)定水箱和罐內(nèi)溫度上下限來控制溫度的波動范圍，或者利用PLC控制系統(tǒng)對溫 度進行控制；發(fā)酵產(chǎn)生氣體的監(jiān)測也是通過一些化學(xué)反應(yīng)得出發(fā)酵罐內(nèi)存在什么氣體，或 者利用單獨的氣體檢測系統(tǒng)檢測出氣體的濃度；雖然能夠基本實現(xiàn)溫度和發(fā)酵產(chǎn)生氣體的 監(jiān)測，但是，溫度控制中的有線連接會使整個操作工藝變得復(fù)雜起來，PLC控制系統(tǒng)又略顯 繁冗，發(fā)酵過程中發(fā)酵產(chǎn)生氣體的監(jiān)測實時性也比較差，不便于及時了解發(fā)酵產(chǎn)生氣體含 量，及時采取干預(yù)措施，不能使污泥厭氧發(fā)酵處理向著能夠最大化產(chǎn)生沼氣的方向移動。 【實用新型內(nèi)容】
[0004] 本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種污泥 厭氧發(fā)酵處理工藝過程參數(shù)采集及無線發(fā)送電路，其結(jié)構(gòu)簡單，實現(xiàn)方便，安裝使用方便， 數(shù)據(jù)采集傳輸?shù)膶崟r性高，能夠提高污泥處理的效率，實用性強，使用效果好，便于推廣使 用。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是：一種污泥厭氧發(fā)酵處理工 藝過程參數(shù)采集及無線發(fā)送電路，其特征在于：包括單片機和為所述污泥厭氧發(fā)酵處理工 藝過程參數(shù)采集及無線發(fā)送電路中各用電模塊供電的供電電源，以及與所述單片機相接的 晶振電路、復(fù)位電路和用于將單片機接收到的信號無線發(fā)送出去的ZigBee無線通信模塊； 所述單片機的輸入端接有按鍵操作電路、A/D轉(zhuǎn)換電路模塊和多個布設(shè)在污泥厭氧發(fā)酵罐 內(nèi)且用于對污泥厭氧發(fā)酵罐內(nèi)的溫度進行實時檢測的數(shù)字式溫度傳感器，所述A/D轉(zhuǎn)換電 路模塊的輸入端接有多個布設(shè)在污泥厭氧發(fā)酵罐內(nèi)且用于對污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的甲烷氣 體濃度進行實時檢測的MQ-5甲烷氣體傳感器，所述單片機的輸出端接有用于顯示污泥厭 氧發(fā)酵罐內(nèi)的溫度和污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的甲烷氣體濃度的液晶顯示電路。
[0006] 上述的污泥厭氧發(fā)酵處理工藝過程參數(shù)采集及無線發(fā)送電路，其特征在于：所述 單片機為芯片STC12C5A60S2,所述晶振電路由晶振Y1、非極性電容C6和非極性電容C7組 成，所述晶振Yl的一端和非極性電容C6的一端均與芯片STC12C5A60S2的第18引腳相接， 所述晶振Yl的另一端和非極性電容C7的一端均與所述芯片STC12C5A60S2的第19引腳相 接，所述非極性電容C6的另一端和非極性電容C7的另一端均接地；所述復(fù)位電路由復(fù)位按 鍵S1、極性電容C8和電阻R14組成，所述復(fù)位按鍵Sl的一端和極性電容C8的正極均與供 電電源的+5V電壓輸出端相接，所述復(fù)位按鍵Sl的另一端、極性電容C8的負極和電阻R14 的一端均與所述芯片STC12C5A60S2的第9引腳相接，所述電阻R14的另一端接地。
[0007] 上述的污泥厭氧發(fā)酵處理工藝過程參數(shù)采集及無線發(fā)送電路，其特征在于：所述 ZigBee無線通信模塊為基于芯片CC2530的ZigBee無線通信模塊，所述ZigBee無線通信模 塊中芯片CC2530的PO. 2引腳與所述芯片STC12C5A60S2的第11引腳相接，所述ZigBee無 線通信模塊中芯片CC2530的PO. 3引腳與所述芯片STC12C5A60S2的第10引腳相接。
[0008] 上述的污泥厭氧發(fā)酵處理工藝過程參數(shù)采集及無線發(fā)送電路，其特征在于：所述 數(shù)字式溫度傳感器的數(shù)量為四個且分別為第一數(shù)字式溫度傳感器、第二數(shù)字式溫度傳感 器、第三數(shù)字式溫度傳感器和第四數(shù)字式溫度傳感器，所述第一數(shù)字式溫度傳感器為型號 為DHTll的芯片U2,所述芯片U2的第1引腳與供電電源的+5V電壓輸出端相接，所述芯 片U2的第2引腳與所述芯片STC12C5A60S2的第39引腳相接，且通過電阻Rl與供電電源 的+5V電壓輸出端相接，所述芯片U2的第4引腳接地；所述第二數(shù)字式溫度傳感器為型號 為DHTll的芯片U3,所述芯片U3的第1引腳與供電電源的+5V電壓輸出端相接，所述芯 片U3的第2引腳與所述芯片STC12C5A60S2的第38引腳相接，且通過電阻R2與供電電源 的+5V電壓輸出端相接，所述芯片U3的第4引腳接地；所述第三數(shù)字式溫度傳感器為型號 為DHTll的芯片U4,所述芯片U4的第1引腳與供電電源的+5V電壓輸出端相接，所述芯片 U4的第2引腳與所述芯片STC12C5A60S2的第37引腳相接，且通過電阻R3與供電電源的 +5V電壓輸出端相接，所述芯片U4的第4引腳接地；所述第四數(shù)字式溫度傳感器為型號為 DHTll的芯片U5,所述芯片U5的第1引腳與供電電源的+5V電壓輸出端相接，所述芯片U5 的第2引腳與所述芯片STC12C5A60S2的第36引腳相接，且通過電阻R4與供電電源的+5V 電壓輸出端相接，所述芯片U5的第4引腳接地。
[0009] 上述的污泥厭氧發(fā)酵處理工藝過程參數(shù)采集及無線發(fā)送電路，其特征在于：所述 A/D轉(zhuǎn)換電路模塊包括芯片ADC0809和芯片74HC74,所述芯片ADC0809的DO引腳、Dl引腳 和D2引腳依次與所述芯片STC12C5A60S2的第26引腳、第27引腳和第28引腳相接，所述 芯片ADC0809的A引腳、B引腳和C引腳依次與所述芯片STC12C5A60S2的第12引腳、第13 引腳和第15引腳相接，所述芯片ADC0809的START引腳、EOC引腳和OE引腳依次與所述芯 片STC12C5A60S2的第14引腳、第17引腳和第16引腳相接，所述芯片ADC0809的VCC引 腳和VREF+引腳均與供電電源的+5V電壓輸出端相接，所述芯片ADC0809的VREF-引腳和 GND引腳均接地，所述芯片ADC0809的CLK引腳與芯片74HC74的第9引腳相接，所述芯片 74HC74的第8引腳與芯片74HC74的第12引腳相接，所述芯片74HC74的第11引腳與芯片 74HC74的第5引腳相接，所述芯片74HC74的第6引腳與芯片74HC74的第2引腳相接，所述 芯片74HC74的第1引腳、第4引腳、第10引腳和第13引腳均與供電電源的+5V電壓輸出 端相接，所述芯片74HC74的第3引腳與所述芯片STC12C5A60S2的第30引腳相接。
[0010] 上述的污泥厭氧發(fā)酵處理工藝過程參數(shù)采集及無線發(fā)送電路，其特征在于：所述 MQ-5甲燒氣體傳感器的數(shù)量為三個且分別為第一 MQ-5甲燒氣體傳感器、第二MQ-5甲燒氣 體傳感器和第三MQ-5甲燒氣體傳感器，所述第一 MQ-5甲燒氣體傳感器的模擬信號輸出端 AOUTl與所述芯片ADC0809的INO引腳相接，所述第二MQ-5甲烷氣體傳感器的模擬信號輸 出端A0UT2與所述芯片ADC0809的INl引腳相接，所述第三MQ-5甲烷氣體傳感器的模擬信 號輸出端A0UT3與所述芯片ADC0809的IN2引腳相接。
[0011] 上述的污泥厭氧發(fā)酵處理工藝過程參數(shù)采集及無線發(fā)送電路，其特征在于：所述 液晶顯示電路由IXD12864液晶顯示屏和滑動變阻器Wl組成，所述IXD12864液晶顯示屏 的第2引腳、第15引腳、第17引腳和第19引腳均與供電電源的+5V電壓輸出端相接，所 述IXD12864液晶顯示屏的第1引腳和第20引腳均接地，所述IXD12864液晶顯示屏的第3 引腳與滑動變阻器Wl的滑動端相接，所述滑動變阻器Wl的一個固定端與供電電源的+5V 電壓輸出端相接，所述滑動變阻器Wl的另一個固定端與所述LCD12864液晶顯示屏的第18 引腳相接，所述IXD12864液晶顯示屏的第4~6引腳依次對應(yīng)與所述芯片STC12C5A60S2 的第23~21引腳相接，所述IXD12864液晶顯示屏的第7~14引腳依次對應(yīng)與所述芯片 STC12C5A60S2的第1~8引腳相接。
[0012] 本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點：
[0013] 1、本實用新型采用了模塊化的設(shè)計，結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，實現(xiàn)方便。
[0014] 2、本實用新型采用了芯片DHTll進行污泥厭氧發(fā)酵罐內(nèi)的溫度檢測，電路接線簡 單，且溫度測量精度高，工作穩(wěn)定可靠。
[0015] 3、本實用新型采用ZigBee