[發明專利]污水處理智能優化控制曝氣量的方法

有效

• 申請號: 201310112015.2
• 申請日: 2013-04-01
• 公開（公告）號: CN103197539A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 徐少川;孫海洋;孫吉;閆欣;阮程
• 申請（專利權）人: 鞍山市海匯自動化有限公司;遼寧科技大學
• 主分類號: G05B13/02
• 分類號: G05B13/02;G05D7/00;C02F3/14
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所 21224
• 代理人: 張群

技術領域

本發明涉及一種污水曝氣智能優化控制方法，特別是用于目前大多數污水處理廠曝氣工藝是兩個或多個并行的生物曝氣池，實現在線精確控制曝氣量。?

背景技術

在目前的控制技術中，大多數污水處理廠采用兩個簡單的單回路控制對溶解氧濃度進行調節。一是采用溶解氧濃度檢測儀和鼓風機作為簡單的控制回路。當溶解氧濃度大于設定值時，調小鼓風機頻率；當溶解氧溶度過大時，調大溶解氧濃度。二是采用溶解氧濃度檢測儀和氣體流量調節閥作為控制回路。當兩個或多個并行的生物曝氣池溶解氧濃度出現不平衡時，一般采用人工手動控制或采用簡單的專家控制系統對溶解氧濃度進行控制。上述控制方法缺點在于：多個曝氣池的氣體流量閥門的控制和鼓風機頻率的控制中存在控制作用耦合的現象，不能準確的控制溶解氧濃度。

本發明針對目前我國大多數污水處理廠曝氣工藝一般由兩個或多個并行的生物曝氣池組成，活性污泥法污水處理自動化水平相對落后的現狀，進行探索應用智能控制策略的可行性與有效性。由于污水處理過程中原生污水的水質不穩定，外界環境干擾嚴重，在凈水手段上主要是利用微生物的生命活動來清除有機物，影響污水處理效果的因素很多，因此，建立污水過程的精確模型十分困難，而基于精確數學模型的各種控制方法對污水處理過程的控制也就顯得更加難以取得理想的效果。所以采用先進的優化控制方法，對控制溶解氧濃度有著十分重要的意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種污水處理智能優化控制曝氣量的方法，針對目前大多數污水處理廠曝氣工藝一般是兩個或多個并行的生物曝氣池，曝氣池的運行環境（如污泥量等其他因素）不同導致需要的曝氣量不同，采用鼓風機曝氣量專家模糊智能控制和氣體流量調節閥模糊解耦智能控制，對曝氣流量進行精確控制，使得每個曝氣池溶解氧濃度達到目標要求，出水達到既定的污水排放標準，從而減少鼓風機耗電量、節約運營成本。

本發明的技術內容敘述如下：

本發明采用的技術方案是在線控制曝氣流量：將溶解氧濃度測量儀采集檢測的各個曝氣池溶解氧濃度和溶解氧濃度設定值經過專家知識庫推出一組溶解氧濃度特征值，并將此溶解氧濃度特征值經過模糊控制器進行推算，計算出最佳的鼓風機曝氣量，來精確調節鼓風機頻率；根據檢測到的鼓風機總管曝氣量，經過自學習專家解耦控制器計算出一組閥位開度的加權值；此加權值與各個曝氣池中的溶解氧濃度通過氣體流量調節閥模糊解耦智能控制推出一組精確的氣動調節閥閥位開度，能夠對曝氣量進行有效的分配。

具體步驟如下：

1）對鼓風機頻率的控制采用專家模糊智能控制方式；

2）對系統曝氣池溶解氧濃度進行濾波處理，濾掉不合理的干擾值，顯示出現場參數的整體變化趨勢；

3）采用自學習專家解耦控制器控制方式解決氣體流量調節閥門的控制和鼓風機頻率的控制中存在控制作用耦合關系；

4）采用模糊解耦智能控制對各個曝氣池氣體流量調節閥進行有效的調節。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

采用鼓風機曝氣量專家模糊智能控制和氣體流量調節閥模糊解耦智能控制，對曝氣流量進行精確控制，使得每個曝氣池溶解氧濃度達到目標要求，出水達到既定的污水排放標準，從而減少鼓風機耗電量、節約運營成本。

附圖說明

圖1是本發明方法所采用曝氣控制系統的原理圖。

圖2是本發明方法所采用曝氣控制系統的結構圖。

具體實施方式

本發明采用的技術方案是在線控制曝氣流量：將溶解氧測量儀采集到檢測的各個曝氣池溶解氧濃度和溶解氧濃度設定值經過專家知識庫推出一組溶解氧濃度特征值，并將此溶解氧濃度特征值經過模糊控制器進行推算，計算出最佳的鼓風機曝氣量，來精確調節鼓風機頻率。根據檢出到的鼓風機總管曝氣量，經過自學習專家解耦控制器控制器計算出一組閥位開度的加權值。此加權值與各個曝氣池中的溶解氧濃度通過氣體流量調節閥模糊解耦智能控制推出一組精確的氣動調節閥閥位開度，能夠對曝氣量進行有效的分配。

1、理論依據

溶解氧濃度的控制作為污水處理系統中最為重要的環節之一，而且溶解氧濃度的控制是一個極其復雜的動態循環系統，存在多變量、時滯長、干擾因素多等控制難點。為了滿足控制指標要求，具體分析如下：

在溶解氧濃度的控制過程中，影響溶解氧濃度的主要因素包括：污水流量、進水COD（化學需氧量）、BOD（生物需氧量）、污泥回流比、PH值、溫度。變量之間耦合關系復雜，并且由于受到生產現場環境的制約，部分變量不能及時、準確的采集，難以建立精確的數學模型。