[發明專利]基于生物數學模型的污水處理曝氣系統改造方法

有效

• 申請號: 202210017082.5
• 申請日: 2022-01-07
• 公開（公告）號: CN114291912B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發明（設計）人: 吳遠遠;翟學棚;蔡然;王征戍
• 申請（專利權）人: 北京首創生態環保集團股份有限公司
• 主分類號: C02F7/00
• 分類號: C02F7/00
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;付久春

本發明公開了一種基于生物數學模型的污水處理曝氣系統改造方法，包括：步驟1，構建污水處理廠的生物數學模型：根據待處理污水處理廠的數據，構建生物數學模型；步驟2，設置曝氣分區：依據生物數學模型，將好氧池劃分為高、中和低曝氣區，并對應設置控制閥和流量計；步驟3，計算各曝氣區曝氣量；步驟4，設置儀器儀表和控制閥：在高、中和低曝氣區分別設氨氮在線儀表和溶解氧在線儀表；步驟5，進行曝氣自動控制：按預設的控制方式對高、中和低曝氣區進行曝氣控制，使各曝氣區按對應的氣量進行曝氣。通過應用生物數學模型，從全過程全流程系統量化計算，將好氧池優化劃分為高、中和低曝氣區，通過自控過程，自動調節曝氣氣量，實現曝氣過程最優化。

技術領域

本發明涉及水污染控制領域，尤其涉及一種污水處理曝氣系統改造方法。

背景技術

傳統污水處理廠的運行中，鼓風曝氣的電耗占到總電耗的40～50％以上，不僅不利于污水處理廠運行成本的降低，也不利于碳減排。

傳統的曝氣控制思路，即行業內經常提到的“精確曝氣”，僅僅是對于硝化過程的曝氣管理，并未考慮曝氣對反硝化、生物除磷過程的影響，但這卻會影響碳源投加和除磷藥劑投加。

目前并沒有全過程全流程系統量化計算曝氣對于硝化、反硝化以及生物除磷影響的控制方法，無法實現全局最優曝氣，不能最大化降低電耗和藥耗。

有鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的目的是提供了一種基于生物數學模型的污水處理曝氣系統改造方法，能在保證出水水質穩定的前提下，實現全局最優曝氣，最大化降低電耗和藥耗，進而解決現有技術中存在的上述技術問題。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

本發明實施方式提供一種基于生物數學模型的污水處理曝氣系統改造方法，包括：

步驟1，構建污水處理廠的生物數學模型：根據待改造污水處理廠的數據，通過模型軟件構建所述污水處理廠的生物數學模型；

步驟2，設定各個進水溫度和各個進水負荷條件；

步驟3，設置曝氣分區：根據預定的進水溫度和進水負荷條件對所述生物數學模型的模擬計算結果，將所述污水處理廠的好氧池劃分為高曝氣區、中曝氣區和低曝氣區，所述高曝氣區對應設置高曝氣支管，所述中曝氣區對應設置中曝氣支管，所述低曝氣區對應設置中曝氣支管，所述高曝氣管、中曝氣管和低曝氣管分別與曝氣主管連接，并分別在所述曝氣主管、高、中、低曝氣支管上設置對應的控制閥；

步驟4，計算各曝氣區的曝氣量：根據對所述生物數學模型的模擬計算結果，確定所述步驟2設定的各個進水溫度和各個進水負荷條件下，所述高、中和低曝氣區分別所需的曝氣量；

步驟5，設置儀器儀表：在所述好氧池的高曝氣區出口，沉砂池出水口和總出水口各設置一個氨氮在線儀表；

在所述高曝氣區出口、中曝氣區中部和低曝氣區出口各設置一個溶解氧在線儀表；

在所述曝氣主管、高曝氣支管、中曝氣支管和低曝氣支管各設置一個氣體流量計；

步驟6，進行曝氣自動控制：按預設的控制方式分別對所述好氧池的高曝氣區、中曝氣區和低曝氣區進行對應的曝氣控制，使各曝氣區按所述步驟4確定的所需曝氣量進行曝氣。

與現有技術相比，本發明所提供的基于生物數學模型的污水處理曝氣系統改造方法，其有益效果包括：