[發(fā)明專利]一種基于耗氧速率測定儀的曝氣控制系統(tǒng)與方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610757777.1
• 申請日: 2016-08-29
• 公開（公告）號: CN106277299B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅濤
• 申請（專利權(quán)）人: 尚川（北京）水務(wù)有限公司
• 主分類號: C02F3/12
• 分類號: C02F3/12
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

本發(fā)明公開了一種曝氣控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)采集單元、PLC控制單元、曝氣單元，所述數(shù)據(jù)采集單元包括OUR測定儀與DO測定儀，所述曝氣單元包括鼓風(fēng)機、微孔曝氣頭與流量計，所述PLC控制單元包括控制柜、顯示屏等硬件及控制軟件，所述控制軟件中包括基于OUR值、OTE值及溶解氧值為主的控制單元和以DO反饋的保護單元。本申請還提供了利用所述曝氣控制系統(tǒng)進行曝氣控制的方法，其將基于OUR的精確曝氣算法和DO反饋保護模塊相結(jié)合，不僅可以實現(xiàn)準確監(jiān)測污泥活性，實現(xiàn)曝氣量的精確控制，還能解決系統(tǒng)出現(xiàn)問題時造成的溶解氧長期過高或者過低，達到長期穩(wěn)定的出水水質(zhì)及節(jié)能降耗的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及污水處理領(lǐng)域，尤其涉及一種基于耗氧速率測定儀的曝氣控制系統(tǒng)與方法。

背景技術(shù)

在現(xiàn)階段我國的產(chǎn)業(yè)發(fā)展及能源利用中，節(jié)能減排仍然是一個很重要的課題。目前。我國城鎮(zhèn)污水處理能效還處于較低階段，噸水高能耗仍然較高；眾所周知，污水處理行業(yè)是高耗能行業(yè)，2012年我國污水處理行業(yè)總電耗高達125億kWh，單位電耗為0.29kWh/m³，如果電費價格為0.7元/kWh，則總電費將近90億元，且現(xiàn)階段我國目前還有很大一部分污水廠沒有污泥處理設(shè)施。而隨著各地提標改造的實施，我國污水處理能耗將進一步增大。因此，節(jié)能降耗是目前我國污水處理廠運營管理的重要任務(wù)。

曝氣系統(tǒng)是污水生物處理工藝中非常重要的一部分，主要用在對耗氧池進行供氧，同時也是最主要的耗能環(huán)節(jié)。通常情況下約占污水廠運營總電耗的50％～70％，因此降低曝氣階段的能耗，是污水處理廠節(jié)能降耗的重中之重。曝氣控制策略即是通過采用自動化控制儀表、儀器對污水處理過程曝氣量實現(xiàn)自動、精確的調(diào)控，以達到出水水質(zhì)穩(wěn)定達標、節(jié)能降耗及減少人員干預(yù)的目的。

目前，國內(nèi)最普遍的曝氣控制方法還是較粗放的人工調(diào)試方式，通常是根據(jù)操作員的經(jīng)驗來確定曝氣量，如果出水水質(zhì)沒有發(fā)生長期、明顯的波動，就不會對曝氣量進行實時調(diào)節(jié)；一旦運行條件發(fā)生改變，對于曝氣量的調(diào)節(jié)仍然只是根據(jù)經(jīng)驗調(diào)大調(diào)小，從而造成曝氣不足或曝氣過度的問題，甚至有的處理廠的曝氣系統(tǒng)長期處于超過正常負荷狀態(tài)下運行，不僅對于出水水質(zhì)沒有保證，更會造成大量的能耗浪費。且大多控制策略沒有涉及氧氣的傳質(zhì)效率，不能準確把握曝氣量和轉(zhuǎn)化率的關(guān)系導(dǎo)致曝氣量控制不準確。

目前，對于采用ORP(氧化還原電位)和pH來進行曝氣控制的系統(tǒng)，由于ORP和pH與曝氣量并沒有直接的線性關(guān)系，且ORP值短期內(nèi)延時嚴重，在硝化-反硝化過程中很難準確判定，所以實際應(yīng)用中并不廣泛。以水質(zhì)指標作為前饋的曝氣控制，基本原理是通過污染物濃度來計算需要提供的氧氣量，但是污水水質(zhì)指標大多依靠實驗測定，測定時間需要數(shù)小時甚至數(shù)天，這對實時控制的作用不大。在線水質(zhì)檢測儀表也有數(shù)小時的延遲，且價格昂貴，尚未完全普及。

而間歇式曝氣通過對鼓風(fēng)機的反復(fù)啟停，使耗氧池處于曝氣和不曝氣的交替狀態(tài)，簡單實用，但控制性能不穩(wěn)定，鼓風(fēng)機一般處于最大負荷，能耗高，且會減少風(fēng)機壽命，并且差別較大的曝氣量的控制，也會降低曝氣的精度。因此，目前亟需提供一種精確可靠的曝氣控制方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供一種曝氣控制的系統(tǒng)與方法，能夠?qū)崿F(xiàn)精確曝氣，并達到節(jié)能降耗的目的。

有鑒于此，本申請?zhí)峁┝艘环N曝氣控制系統(tǒng)，包括：數(shù)據(jù)采集單元、PLC控制單元與曝氣單元，所述數(shù)據(jù)采集單元包括耗氧速率測定儀與溶解氧測定儀，所述曝氣單元包括鼓風(fēng)機、微孔曝氣頭與流量計，所述PLC控制單元包括控制柜與顯示屏，所述控制柜中設(shè)置有控制軟件，所述控制軟件中包括基于耗氧速率值及溶解氧值的控制單元和以DO反饋的保護單元；

所述耗氧速率測定儀的檢測部伸入曝氣池中，所述耗氧速率測定儀與PLC控制單元信號連接；

所述溶解氧測定儀的檢測部伸入曝氣池中，所述溶解氧測定儀與PLC控制單元信號連接；