[發(fā)明專利]基于管制周期的廢水處理的控制

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580062953.3
• 申請(qǐng)日: 2015-11-19
• 公開（公告）號(hào): CN107428575A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J.普盧邁爾;C.阿特曼;M.黑克
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈希朗格有限公司
• 主分類號(hào): C02F3/02
• 分類號(hào): C02F3/02;C02F3/12
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 嚴(yán)志軍,譚祐祥

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)?jiān)?5 U.S.C. § 119下請(qǐng)求享有2014年11月19日提交的臨時(shí)申請(qǐng)第62/081695號(hào)的權(quán)益，其全部?jī)?nèi)容在此通過引用如同在本文中完全闡述的那樣并入。

背景技術(shù)

廢水處理是從廢水除去污染物的過程，廢水包括生活污水、工業(yè)廢物和徑流。廢水處理包括除去物理、化學(xué)和生物污染物的物理、化學(xué)和生物過程。廢水處理的目的在于產(chǎn)生適合于棄置或再使用(通常作為農(nóng)場(chǎng)肥料)的環(huán)境安全的流體廢物流(或處理的流出物，稱為洗脫液)和固體廢物(或處理的淤渣)。利用適合的技術(shù)，有可能再使用處理的污水流出物用于飲用水，但這通常僅在水源有限的地方這樣做。通常包括在過程中的步驟是曝氣，其用于增加廢水中的氧含量。增加的氧促進(jìn)生物氧化和氮化，且引起有機(jī)固體轉(zhuǎn)變成凝結(jié)的懸浮物質(zhì)，其較重且較大，且可沉積在槽底。

廢水洗脫液的標(biāo)準(zhǔn)通常由有權(quán)管控政府管轄地域中的廢水的政府主體(本文稱為監(jiān)管機(jī)構(gòu))頒布的法規(guī)規(guī)定。受管制的關(guān)鍵參數(shù)(也稱為同意參數(shù))是洗脫液的性質(zhì)，其需要處于或好于由監(jiān)管機(jī)構(gòu)提出的適用政府法規(guī)確立的一些限制值。限制值應(yīng)用于監(jiān)視周期(例如，24小時(shí))期間的平均值；且監(jiān)視周期通常也由法規(guī)規(guī)定。該地的廢水處理設(shè)施通常需要報(bào)告對(duì)于各個(gè)監(jiān)視周期的同意參數(shù)的平均值。罰金或其它成本由監(jiān)管機(jī)構(gòu)基于關(guān)鍵參數(shù)的值長(zhǎng)期(諸如一年)差于限制值的監(jiān)視周期的數(shù)目(本文稱為長(zhǎng)期監(jiān)管)和之前的長(zhǎng)期監(jiān)管中的違規(guī)來對(duì)設(shè)施征收，通常的慣例還在于監(jiān)管機(jī)構(gòu)的代表參觀廢水處理設(shè)施(例如，長(zhǎng)期監(jiān)管期間五次或六次)來校準(zhǔn)對(duì)于一個(gè)或多個(gè)監(jiān)視周期的同意參數(shù)的平均值的確定。

用于廢水處理廠的曝氣過程的實(shí)時(shí)控制構(gòu)想通常設(shè)計(jì)成對(duì)于一個(gè)或多個(gè)同意參數(shù)中的各個(gè)保持設(shè)置點(diǎn)好于限制值，諸如，總氮(TN)、總有機(jī)碳(TOC)或銨(NH₄-N)，或一些組合。控制算法通常基于分析參數(shù)(也稱為操作參數(shù))的實(shí)際測(cè)量值，諸如，溶解氧(DO)、銨、混合液懸浮固體(MLSS)、溫度(T)、化學(xué)需氧量(COD)、空氣流率和廢水負(fù)載流率。此測(cè)量以短采樣周期感測(cè)，諸如，每一分鐘或更多分鐘一次測(cè)量。基于特定系統(tǒng)的那些實(shí)際測(cè)量的數(shù)據(jù)和已知的DO濃度響應(yīng)，計(jì)算曝氣強(qiáng)度，其需要滿足對(duì)于洗脫液中的關(guān)鍵過程參數(shù)的任何限定或固定的設(shè)置點(diǎn)或限制值。

發(fā)明內(nèi)容

用于廢水處理的一些控制系統(tǒng)在計(jì)劃曝氣周期中考慮了當(dāng)前和預(yù)期的能源價(jià)格。然而，這些途徑中的一些可引起處理系統(tǒng)在特定監(jiān)測(cè)時(shí)段不符或違反目標(biāo)凈化的法規(guī)要求。在這里提出的工作中，認(rèn)識(shí)到需要既使能源價(jià)格最低且又滿足法規(guī)目標(biāo)。因此，提供了基于法規(guī)周期(諸如監(jiān)視周期)控制廢水處理的技術(shù)。

貫穿本說明書和權(quán)利要求，除非情形另作要求，否則詞語"包括(comprise)"及其變體(諸如"包括了(comprises)"和"包括著(comprising)")將理解為表示包含提到的物件、元件或步驟或者物件、元件或步驟的組合，但并未排除任何其它物件、元件或步驟或者物件、元件或步驟的組合。此外，不定冠詞"一"或"一個(gè)"意思是指出由該冠詞修飾的物件、元件或步驟中的一個(gè)或多個(gè)。此外，序詞"第一"、"第二"、"第三"等用于以介紹的順序區(qū)分物件、元件或步驟(包括時(shí)間段)，且不表示時(shí)間順序，除非另外指出。因此，第一時(shí)間段可在第二時(shí)間段之前或之后或重疊。

在第一組實(shí)施例中，一種方法包括基于當(dāng)前能源價(jià)格、預(yù)計(jì)能源價(jià)格和期間針對(duì)法規(guī)合規(guī)性監(jiān)測(cè)管制的關(guān)鍵參數(shù)的法規(guī)監(jiān)視周期來對(duì)于第一曝氣時(shí)段確定第一曝氣強(qiáng)度和對(duì)于第二曝氣時(shí)段確定不同的第二曝氣強(qiáng)度。該方法還包括對(duì)于第一曝氣時(shí)段使廢水在第一曝氣強(qiáng)度下曝氣；以及；對(duì)于第二曝氣時(shí)段使廢水在第二曝氣強(qiáng)度下曝氣。第一曝氣時(shí)段相比于法規(guī)監(jiān)視周期是短的。此外，第二曝氣時(shí)段相比于法規(guī)監(jiān)視周期是短的且不與第一曝氣時(shí)段重疊，且第一曝氣強(qiáng)度小于第二曝氣強(qiáng)度。

在第一組的一些實(shí)施例中，第一曝氣時(shí)段是與實(shí)際或預(yù)計(jì)第一能源價(jià)格相關(guān)聯(lián)的時(shí)間段，且第二曝氣時(shí)段是與低于第一能源價(jià)格的不同實(shí)際或預(yù)計(jì)第二能源價(jià)格相關(guān)聯(lián)的時(shí)間段。

在第一組的一些實(shí)施例中，確定第一曝氣強(qiáng)度和不同的第二曝氣強(qiáng)度還基于一個(gè)或多個(gè)歷史設(shè)備凈化數(shù)據(jù)，其指出與曝氣強(qiáng)度相關(guān)聯(lián)的處理的流出物性質(zhì)的值；由監(jiān)管機(jī)構(gòu)限定以用于確定處理的流出物性質(zhì)的值的任何限定或固定限制值的監(jiān)測(cè)程序；以及計(jì)算為滿足處理的流出物性質(zhì)的限定或固定限制值的曝氣強(qiáng)度。

在第一組的一些實(shí)施例中，確定第一曝氣強(qiáng)度和不同的第二曝氣強(qiáng)度進(jìn)一步基于導(dǎo)致能量使用與凈化性能之間的位置特有的條件的權(quán)重因數(shù)。