[實用新型]污水處理廠曝氣總量的精確控制系統

有效

• 申請號: 201420552528.5
• 申請日: 2014-09-24
• 公開（公告）號: CN204116928U
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 鄧彪;魏彬;張曉正;魏錦彧;楊慧敏;韓寧;盧凱;馬萬里
• 申請（專利權）人: 天津創業環保集團股份有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 楊紅

技術領域

本實用新型屬于污水處理系統，尤其涉及一種污水處理廠曝氣總量的精確控制系統。

背景技術

污水處理廠的污水處理工藝一般來說，分為三步：預處理(一級處理，物理處理)：主要是指去除大粒徑的物質也去除部分的有機物質，比如樹葉，水中的塑料袋，沙粒等，一般使用格柵間(粗，和細的)，沉砂池，沉淀池。二級處理(主體工藝)：二級處理區：污水處理過程的核心區域，也是污染物去除量最大的區域，通過鼓風機向曝氣池供氧，曝氣池中的活性污泥通過厭氧、缺氧、好氧的過程將COD、BOD、SS、氨氮、TN、TP進行大幅度去除，在這一過程鼓風機房供氣量的多少直接影響到上述各污染物指標的去除量；活性污泥和處理結束后污水的混合液在二沉池得以沉淀，上清液進入下一流程，污泥則在底部收集返回生物反應池。三級處理(深度處理)。

二級處理時，采用好氧活性污泥法或生物膜法處理污水時，鼓風機是污水處理廠能耗最高的設備，因此風量控制是污水處理廠工藝管理中的重中之重，同時由鼓風曝氣所產生的電力成本也是污水處理廠運行的主要成本，一般可以占到總成本的20％-40％，是污水處理過程中的主要成本之一。所以對現有的在線監測設備進行分析，進而合理的控制鼓風機的鼓風量對控制污水處理成本有著非常大的意義。同時，由于國家對污水處理廠出水氮磷的要求提高了，而過量曝氣則非常不利于氮磷的達標，因此嚴格的控制曝氣量對于總氮、總磷的達標以及防止下游受納水體發生水華或赤潮等惡劣的公共污染事件也有著重大的意義。

目前我國污水處理廠的工藝控制方法部分采用人工控制，還有部分采用進口的模型計算或溶解氧反饋式的風量自動控制系統。人工控制就是工藝工程師根據各項在線數據和化驗數據進行判斷鼓風機風量調整的方向和幅度。人工方法人為因素過多，操作人員技術條件要求較高，同時，調整頻次較低，一般能做到一天1-2次。人工控制由于摻雜了過多的人為因素，存在控制過程較隨意難以時刻顧全所有影響因素，同時人工的調節也難以達到24小時不間斷執行，而且工藝控制人員的水平也是良莠不齊容易出現誤判影響工藝達標或造成能源浪費；

模型計算的控制方式曾經風靡一時，好多污水處理廠不惜重金從國外引進計算模型，大多是對污水處理廠進行數學建模，將建模者認為的所有影響鼓風機風量的因子輸入其中，如進水的水量、COD、氨氮、溫度、pH、氣壓等等。這些影響因子又基本上全部采用在線儀表測量。再根據一系列的理論公式或經驗公式進行程序計算，得出某一時刻鼓風機應該輸出的風量值。模型計算型的自控系統采用實時分析進水水質水量各項參數，根據一系列的理論公式得出某一時刻的工藝風量，這種控制方式的問題在于過分依賴在線儀表的準確性，經常會因為1臺儀表的誤差或故障而帶來蝴蝶效應，導致整個計算過程與實際需求值大相徑庭，因此這類自控裝置在國內很少有成功應用的實例，同時，由于實際上影響風量的因素極其復雜，如氧傳遞效率、曝氣孔堵塞情況等不可測或不可控因素也會對風量產生影響，因此，這種模型很難將所有因素考慮周全，據此計算出的風量也難以與實際需求量保持吻合，所以在國內這種控制方式很少有成功應用的工程實例；

溶解氧反饋式的控制方式依靠生物池設置的1臺或多臺在線溶氧儀的測定值以及設定的目標溶氧值進行比較，反饋調節鼓風量。溶解氧反饋式的自控系統相當于根據效果判定需求，雖然能夠在一定程度上避免影響因素考慮不周的問題，但該控制方式相當于將溶解氧作為控制的唯一判斷依據，在執行過程中存在調節過于滯后及對總風量沒有調節或能力不佳問題，尤其難以適應來水水質及水量變化較大的情況，同時對溶氧儀的依賴性過強，一臺溶氧儀的故障就可能導致整個系統癱瘓。污水處理廠亟待解決曝氣總量的精確控制難題，期待降低污水處理成本，以滿足日益猛增的污水處理量的需求。

實用新型內容

本實用新型是為了克服現有技術中的不足，提供一種污水處理廠曝氣總量的精確控制系統，引入自適應控制的理念，在風量的確定上反其道而行之，即在采用進水水質水量參數作為基礎的同時，又大幅度降低其權重作為風量調整預判的依據，而是根據風量作用后的效果來判斷當前鼓風機的風量高或低，進而根據判斷結果對風機進行固定的較小步幅的調整，使得風量不斷趨于合理值。既能有效解決人工工藝調整時存在的隨意性和調節頻次低的問題；同時又解決了現有自動調節系統過分依賴在線儀表準確性、難以照顧到所有影響因素、對來水水質水量變化適應能力差以及調節過于滯后的問題。