本發(fā)明涉及水處理以及膜分離，具體而言，涉及一種小型膜式分級處理水循環(huán)利用系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

1、近年來，裝配式建筑的發(fā)展日新月異，特別是可移動微空間的發(fā)展更是迅速占領(lǐng)公園、體育場、辦公樓以及旅游景區(qū)等各大場景。隨著人們對公共區(qū)域空間的各方面需求逐步增加，以及智能可移動式戶外微空間市場的發(fā)展，裝配式智能微空間的環(huán)境體系的完善需求越來越強(qiáng)烈。裝配式智能微空間的環(huán)境體系主要包含了空氣、水源、電源這三大部分內(nèi)容，其中水源的重要性占據(jù)主要地位?，F(xiàn)有的裝配式智能微空間水源供給主要依靠增加儲水箱的體積以及人工補(bǔ)給水源，當(dāng)處于戶外偏僻地段沒有水源供給時會耗費人力增加使用成本。因此水循環(huán)利用系統(tǒng)是解決目前裝配式智能微空間供水問題的關(guān)鍵。

2、傳統(tǒng)的水循環(huán)利用系統(tǒng)通常是由雨水收集系統(tǒng)以及污水處理系統(tǒng)兩部分組成。許多裝配式建筑采用了雨水收集系統(tǒng)，將雨水儲存起來并再利用，如用于沖廁、澆灌植物等。這種方式不僅可以減少對公共供水系統(tǒng)的依賴，還能節(jié)約自然資源。例如，一些先進(jìn)的裝配式建筑項目通過合理設(shè)計雨水收集和凈化系統(tǒng)，將收集到的雨水用于建筑內(nèi)部的非飲用用途，大大提高了水資源的利用效率。但是雨水經(jīng)過收集后并沒有精細(xì)化處理導(dǎo)致該部分水源無法正常使用，造成水源浪費。而污水處理系統(tǒng)中現(xiàn)有的部分處理方式雖然通過活性炭層過濾后再次利用，但存在活性炭層使用壽命短和過濾效果不理想的問題。而且要在污水處理過程中依次設(shè)有厭氧池、缺氧池、好氧池和消毒池等繁瑣步驟增加污水處理難度，增加污水處理占地空間，增加裝配式智能微空間的生產(chǎn)成本與運維成本。膜法污水處理技術(shù)是一種結(jié)合了生物處理和膜分離技術(shù)的高效污水處理方法。該技術(shù)通過膜生物反應(yīng)器(mbr)實現(xiàn)污水的高效處理和再生利用。mbr技術(shù)將生物反應(yīng)池內(nèi)的微生物量維持在一定濃度，通過膜的高效分離作用，將污水轉(zhuǎn)化為優(yōu)于地表水iv類標(biāo)準(zhǔn)的再生水資源，實現(xiàn)城市污水的再生利用。但膜生物反應(yīng)器的占地面積與使用成本都與裝配式智能空間不相匹配。

3、鑒于此，開發(fā)一種小型膜式分級處理水循環(huán)利用系統(tǒng)及其控制方法，能夠克服現(xiàn)有技術(shù)中雨水處理粗放、污水處理復(fù)雜低效、成本高以及在偏遠(yuǎn)地區(qū)供水困難等問題，實現(xiàn)裝配式智能微空間水源的高效循環(huán)利用與可靠供給。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、鑒于此，本發(fā)明提出了一種小型膜式分級處理水循環(huán)利用系統(tǒng)及其控制方法，旨在提供一種小型膜式分級處理水循環(huán)利用控制方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中雨水處理粗放、污水處理復(fù)雜低效、成本高以及在偏遠(yuǎn)地區(qū)供水困難等問題，實現(xiàn)裝配式智能微空間水源的高效循環(huán)利用與可靠供給。

2、一個方面，本發(fā)明提出了一種小型膜式分級處理水循環(huán)利用控制方法，包括：

3、實時監(jiān)測雨水收集模塊的雨水水位數(shù)據(jù)、污水收集模塊的污水流量數(shù)據(jù)；

4、基于所述雨水水位數(shù)據(jù)、污水流量數(shù)據(jù)以及預(yù)設(shè)的低水位閾值、污水排放流量閾值控制雨水、污水輸送到儲水箱；

5、實時監(jiān)測儲水箱內(nèi)的集水水位數(shù)據(jù)和集水水質(zhì)數(shù)據(jù)，基于所述集水水位數(shù)據(jù)、集水水質(zhì)數(shù)據(jù)以及預(yù)設(shè)的膜處理系統(tǒng)啟動水位范圍規(guī)劃膜處理模塊的分級處理流程和調(diào)整膜分級處理的進(jìn)水流量；

6、將膜分級處理后的集水收集到凈水箱并實時采集凈水箱內(nèi)水位數(shù)據(jù)；

7、基于所述凈水箱內(nèi)水位數(shù)據(jù)以及預(yù)設(shè)的凈水箱滿水位閾值控制膜處理模塊的運行；

8、實時監(jiān)測凈水箱內(nèi)水質(zhì)數(shù)據(jù)，基于所述凈水箱內(nèi)水質(zhì)數(shù)據(jù)、用水點的用水需求以及預(yù)設(shè)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)閾值調(diào)節(jié)供水方式；

9、基于系統(tǒng)運行時間、凈水箱內(nèi)水質(zhì)數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)運行狀態(tài)自動開啟膜清洗和水箱清洗。

10、進(jìn)一步的，基于所述雨水水位數(shù)據(jù)、污水流量數(shù)據(jù)以及預(yù)設(shè)的低水位閾值、污水排放流量閾值控制雨水、污水輸送到儲水箱的過程，包括：

11、當(dāng)所述雨水水位數(shù)據(jù)達(dá)到預(yù)設(shè)的低水位閾值，則控制雨水輸送到儲水箱；

12、當(dāng)污水流量數(shù)據(jù)達(dá)到污水排放流量閾值，則控制污水輸送到儲水箱。

13、進(jìn)一步的，基于所述集水水位數(shù)據(jù)、集水水質(zhì)數(shù)據(jù)以及預(yù)設(shè)的膜處理系統(tǒng)啟動水位范圍規(guī)劃膜處理模塊的分級處理流程和調(diào)整膜分級處理的進(jìn)水流量的過程，包括：

14、當(dāng)儲水箱內(nèi)水位數(shù)據(jù)達(dá)到預(yù)設(shè)的膜處理系統(tǒng)啟動水位范圍時，基于集水水質(zhì)數(shù)據(jù)規(guī)劃膜處理模塊的分級處理流程；

15、其中，基于集水水質(zhì)數(shù)據(jù)規(guī)劃膜處理模塊的分級處理流程時：

16、實時監(jiān)測集水的渾濁度數(shù)據(jù)、污水污染物含量數(shù)據(jù)，并基于預(yù)設(shè)的渾濁度范圍、污水污染物含量范圍選擇膜分級處理層級；

17、若集水的渾濁度數(shù)據(jù)大于預(yù)設(shè)的渾濁度范圍或污水污染物含量數(shù)據(jù)大于污水污染物含量范圍，則選擇一級微濾處理；

18、若集水的渾濁度數(shù)據(jù)處于預(yù)設(shè)的渾濁度范圍且污水污染物含量數(shù)據(jù)處于污水污染物含量范圍，則選擇二級超濾處理；

19、若集水的渾濁度數(shù)據(jù)小于預(yù)設(shè)的渾濁度范圍且污水污染物含量數(shù)據(jù)小于污水污染物含量范圍，則選擇三級納濾處理；

20、當(dāng)儲水箱內(nèi)水位數(shù)據(jù)達(dá)不到預(yù)設(shè)的膜處理系統(tǒng)啟動水位范圍時，則繼續(xù)收集雨水、污水以及實時監(jiān)測儲水箱內(nèi)水位數(shù)據(jù)。

21、進(jìn)一步的，基于所述集水水位數(shù)據(jù)、集水水質(zhì)數(shù)據(jù)以及預(yù)設(shè)的膜處理系統(tǒng)啟動水位范圍規(guī)劃膜處理模塊的分級處理流程和調(diào)整膜分級處理的進(jìn)水流量的過程，還包括：

22、基于所述集水水位數(shù)據(jù)和集水水質(zhì)數(shù)據(jù)初步確定膜分級處理的進(jìn)水流量；

23、若集水水位數(shù)據(jù)超過膜處理系統(tǒng)啟動水位范圍且污水污染物含量數(shù)據(jù)小于污水污染物含量范圍，則提高膜分級處理的進(jìn)水流量；

24、若集水水位數(shù)據(jù)小于膜處理系統(tǒng)啟動水位范圍或污水污染物含量數(shù)據(jù)超過污水污染物含量范圍，則降低膜分級處理的進(jìn)水流量。

25、進(jìn)一步的，基于所述凈水箱內(nèi)水位數(shù)據(jù)以及預(yù)設(shè)的凈水箱滿水位閾值控制膜處理模塊的運行時，當(dāng)凈水箱內(nèi)水位數(shù)據(jù)達(dá)到預(yù)設(shè)的凈水箱滿水位閾值，則控制膜處理模塊停止運行；

26、其中，在控制膜處理模塊停止運行的過程中：

27、若膜處理模塊存在未完成的處理步驟，當(dāng)該步驟剩余處理時間小于預(yù)設(shè)的處理時長時，則繼續(xù)完成該步驟后停止；當(dāng)剩余處理時間超過預(yù)設(shè)的處理時長時，直接停止并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)；

28、在膜處理模塊停止運行后，若短時間內(nèi)凈水箱水位數(shù)據(jù)下降至預(yù)設(shè)的凈水量數(shù)值，且儲水箱集水水位數(shù)據(jù)達(dá)到膜處理系統(tǒng)啟動水位范圍時，基于系統(tǒng)運行情況確定是否立即啟動膜處理模塊。

29、進(jìn)一步的，實時監(jiān)測凈水箱內(nèi)水質(zhì)數(shù)據(jù)，基于所述凈水箱內(nèi)水質(zhì)數(shù)據(jù)、用水點的用水需求以及預(yù)設(shè)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)閾值調(diào)節(jié)供水方式的過程，包括：

30、當(dāng)凈水箱內(nèi)水質(zhì)數(shù)據(jù)達(dá)到預(yù)設(shè)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)閾值，且用水點有用水需求時，則以常規(guī)供水方式供水，并根據(jù)用水需求調(diào)節(jié)流量閥流量；

31、當(dāng)凈水箱內(nèi)水質(zhì)數(shù)據(jù)達(dá)不到預(yù)設(shè)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)閾值，但用水點有用水需求時，則切換至備用供水方式。

32、進(jìn)一步的，當(dāng)凈水箱內(nèi)水質(zhì)數(shù)據(jù)達(dá)不到預(yù)設(shè)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)閾值，但用水點有用水需求時，則切換至備用供水方式的過程，包括：

33、對備用供水方式進(jìn)行分類；

34、記錄不同類別的凈水箱內(nèi)水質(zhì)數(shù)據(jù)偏離預(yù)設(shè)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)閾值呈現(xiàn)的不同情況；

35、基于所述不同情況選擇對應(yīng)的備用供水方式；

36、在切換供水方式后，若用水點反饋用水效果不佳，當(dāng)反饋次數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)的反饋數(shù)量時，則基于凈水箱內(nèi)水質(zhì)數(shù)據(jù)重新匹配備用供水方式。

37、進(jìn)一步的，基于系統(tǒng)運行時間、凈水箱內(nèi)水質(zhì)數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)運行狀態(tài)自動開啟膜清洗和水箱清洗的過程，包括：

38、當(dāng)系統(tǒng)運行時間達(dá)到預(yù)設(shè)運行時長且凈水箱內(nèi)水質(zhì)數(shù)據(jù)低于預(yù)設(shè)的水質(zhì)最低標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值或系統(tǒng)運行狀態(tài)出現(xiàn)異常時，自動開啟膜清洗和水箱清洗。

39、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

40、本發(fā)明實時監(jiān)測雨水水位數(shù)據(jù)和污水流量數(shù)據(jù)，并依據(jù)預(yù)設(shè)閾值控制輸送，能確保在雨水達(dá)到一定量、污水產(chǎn)生到合適程度時才進(jìn)行輸送，避免雨水浪費和污水不合理排放，提高雨水和污水的收集率，更高效利用水資源。

41、本技術(shù)能依據(jù)水質(zhì)數(shù)據(jù)選擇合適的膜處理層級，還能根據(jù)水位調(diào)整流量，提升了處理針對性和整體效率以及出水水質(zhì)，使回用水能夠滿足裝配式智能微空間非飲用場景的用水需求，減少了對外部水源的依賴。

42、本技術(shù)實時監(jiān)測凈水箱水質(zhì)數(shù)據(jù)，根據(jù)水質(zhì)、用水需求和標(biāo)準(zhǔn)閾值調(diào)節(jié)供水方式。可滿足不同用水需求，保障供水質(zhì)量和可靠性，提升用戶體驗。

43、本技術(shù)自動啟動膜清洗和水箱清洗，大大降低了運維成本和人工操作強(qiáng)度，提高了系統(tǒng)的可靠性和適應(yīng)性。

44、另一方面，本發(fā)明還提出了一種小型膜式分級處理水循環(huán)利用系統(tǒng)，包括：控制模塊、雨水收集模塊、污水收集模塊、儲水箱、膜處理模塊、凈水箱以及清洗模塊；

45、所述雨水收集模塊用于收集屋頂雨水，并將收集到的雨水輸送到儲水箱；

46、所述污水收集模塊用于收集室內(nèi)污水，并將收集到的污水輸送到儲水箱；

47、所述儲水箱用于存儲收集到的雨水、污水；

48、所述膜處理模塊用于對收集到的雨水、污水進(jìn)行膜分級處理，并將膜分級處理后的雨水、污水輸送到凈水箱；

49、所述凈水箱用于存儲膜分級處理后的雨水、污水；

50、所述清洗模塊用于對儲水箱、膜處理模塊和凈水箱進(jìn)行清洗；

51、所述控制模塊分別與所述雨水收集模塊、污水收集模塊、儲水箱、膜處理模塊、凈水箱以及清洗模塊連接，并控制所述雨水收集模塊、污水收集模塊、儲水箱、膜處理模塊、凈水箱以及清洗模塊的運行。

52、進(jìn)一步的，所述控制模塊包括數(shù)據(jù)檢測單元和備用供水裝置；

53、所述數(shù)據(jù)檢測單元用于實時監(jiān)測雨水收集模塊的雨水水位數(shù)據(jù)、污水收集模塊的污水流量數(shù)據(jù)，儲水箱內(nèi)的集水水位數(shù)據(jù)、集水水質(zhì)數(shù)據(jù)以及凈水箱內(nèi)水位數(shù)據(jù)、水質(zhì)數(shù)據(jù)；所述備用供水裝置用于提供備用供水方式；

54、所述雨水收集模塊包括雨水泵、屋頂溝槽；

55、所述污水收集模塊包括洗手池、淋浴池、污水閥門。

56、可以理解的是，本發(fā)明上述各實施例中一種小型膜式分級處理水循環(huán)利用系統(tǒng)及其控制方法具有相同的有益效果，不再贅述。