CN102637044A - 节能型间歇式曝气控制系统 - Google Patents

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冯威
陈杰
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Abstract

本发明涉及一种环保污水曝气过程控制的装置，具体是一种节能型间歇式曝气控制系统，包括鼓风机，鼓风机通过风管连接并伸入曝气池，其特征是，所述曝气池内依次设置三级曝气区，每个曝气区内均设有高效曝气喷头和曝气微搅拌装置，所述高效曝气喷头设置在风管上，曝气微搅拌装置设置在高效曝气喷头上方，所述风管在各级曝气区内为环形均压扩散管路。本发明解决了传统曝气过程对操作人员技术和经验要求高，容易产生差错，能源消耗严重，故障率高的问题，通过精确、稳定地控制曝气池中的溶解氧浓度，提高了生化处理效率；明显降低了能够明显降低污水处理厂的运行成本，节约电费相当可观。

Description

节能型间歇式曝气控制系统
技术领域
本发明涉及一种环保污水曝气过程控制的装置，具体是一种节能型间歇式曝气控制系统。
背景技术
目前，国内各个污水处理厂，在污水溶解氧处理工段，普遍采用曝气池工艺处理提高溶氧量，目前常用的是人工调整法和定值调节法。
人工调整曝气量法是操作人员根据经验和实验室化验的数据每天或在更长的时间段内调整鼓风机的风量，使曝气池正常运行的方法。这种方法虽然也能使曝气池正常运行，出水达标。但是，这种方法无法适应进水水质、水量的变化，为保证出水达标，往往曝气过量，使能耗增高，加大了污水处理厂的运行费用。此外，对操作人员技术和经验要求高，容易产生差错，对系统造成人为的冲击。
定值调节法是指通过反馈自动控制曝气池中的溶解氧值保持不变。由溶解氧仪测量池中的DO浓度作为反馈信号送入调节器，在调节器内部同工艺要求的设定溶解氧值进行比较，调节器将此偏差进行PID运算并给出信号调节空气阀的开度，从而控制曝气池的溶解氧的浓度。但在实际运行中，由于该方法存在很长时间的控制滞后，整体控制精度低，溶解氧控制值波动大。而且一旦溶解氧仪出现故障，整个自动控制系统将处于瘫痪状态，无法正常工作。市场急需一种具备节能特性的、可靠性高的，稳定性好的曝气效率高的曝气控制设备。
发明内容
本发明要解决的技术问题，就是解决传统曝气过程对操作人员技术和经验要求高，容易产生差错，能源消耗严重，故障率高的问题。
本发明具体采用的技术方案是：
一种节能型间歇式曝气控制系统，包括鼓风机，鼓风机通过风管连接并伸入曝气池，其特征是，所述曝气池内依次设置三级曝气区，每个曝气区内均设有高效曝气喷头和曝气微搅拌装置，所述高效曝气喷头设置在风管上，曝气微搅拌装置设置在高效曝气喷头上方。
为使曝气充分、高效，所述风管在各级曝气区内为环形均压扩散管路。
进一步，鼓风机与曝气池之间的风管上依次设置气体质量流量计和一级风量调节阀。
三级曝气区依次称为一级曝气区、二级曝气区和三级曝气区，在一级曝气区和二级曝气区之间的风管上设置二级风量调节阀，在二级曝气区和三级曝气区之间的风管上设置三级风量调节阀。
一般的，在曝气池上设有溢流出口。
在三级曝气区内设置溶解氧测定仪，在溢流出口内设置NH4测定仪。
所述节能型间歇式曝气控制系统还包括控制装置，气体质量流量计、一级风量调节阀、二级风量调节阀、三级风量调节阀、溶解氧测定仪和NH4测定仪均与控制装置连接。
所述控制装置包括FC98流量计算机和间歇时序控制器。
与现有技术相比，本发明的优点是：
1)采用三级曝气量控制，第一部分充分曝气，第二部分间歇补充曝气，第三部分追加曝气。改变了以往的单级曝气机制，并对分级曝气气量进行计算机检测，反馈控制，大大提高了曝气的控制精度。
2)曝气反馈采用间歇时序控制器控制，增加了控制层级和控制稳定度，根据专家系统的算法，这样可以多处采样，分区曝气，保证整体的曝气分布均匀。
3)本发明的曝气机构压力损失低，产生的气泡为直径2mm的细微气泡，带流体规程的自动破碎微循环搅拌，可以充分曝气。
4)本发明具有结构简单，体积小，充分简单的曝气喷射，高效处理效率、稳定可靠的控制实现、明显的电力节能效果。适用于各型污水处理厂的曝气应用。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是现有技术的曝气孔侧视示意图；
图3是现有技术的曝气阵列示意图；
图4是本发明高效曝气机构示意图；
图5是本发明高效曝气阵列俯视示意图。
图中，1-FC98流量计算机，3-间歇时序控制器，4-曝气微搅拌装置，5-高效曝气喷头，6-溶解氧测定仪，7-NH4测量仪，8-一级曝气区，9-二级曝气区，10-三级曝气区，11-曝气池，12-鼓风机，13-风管，15-气体质量流量计，16-溢流出口，17-一级风量调节阀，18-二级风量调节阀，19-三级风量调节阀。
具体实施方式
如图1所示，一种节能型间歇式曝气控制系统，包括鼓风机12，鼓风机12通过风管13连接并伸入曝气池11，曝气池11内依次设置三级曝气区，依次称为一级曝气区8、二级曝气区9和三级曝气区10，每个曝气区内均设有高效曝气喷头5和曝气微搅拌装置4，所述高效曝气喷头设置5在风管13上，曝气微搅拌装置4设置在高效曝气喷头5上方。鼓风机12与曝气池11之间的风管13上依次设置气体质量流量计15和一级风量调节阀17，在一级曝气区8和二级曝气区9之间的风管13上设置二级风量调节阀18，在二级曝气区9和三级曝气区10之间的风管13上设置三级风量调节阀19。在三级曝气区10内设置溶解氧测定仪6，在溢流出口16内设置NH4测定仪7。所述节能型间歇式曝气控制系统还包括控制装置，气体质量流量计、一级风量调节阀、二级风量调节阀、三级风量调节阀、溶解氧测定仪和NH4测定仪均与控制装置连接。
所述节能型间歇式曝气控制系统还包括控制装置，其包括FC98流量计算机1和间歇时序控制器3，气体质量流量计15、一级风量调节阀17、二级风量调节阀18、三级风量调节阀19、溶解氧测定仪7和NH4测定仪7均与控制装置连接。
需曝气的污水进入一级曝气区8，鼓风机12接受控制装置的控制信号，气体质量流量计15在线检测鼓风机12曝气管路的曝气量变化，当外界因素干扰使鼓风机12的出口压力或流量发生变化，这时流量计将流量变化信号反馈到控制器，控制器根据流量设定值和流量反馈值调节控制阀门调整空气流量，使之稳定在设定值。由于流量控制回路没有时间滞后，所以能及时、准确地实现流量控制。
本发明曝气效果反馈的过程是：当干扰发生时，系统根据气体流量计实际测量值、溶解氧测量值、溶解氧变化趋势、出水氨氮值，结合数据库中的历史经验数据，由智能算法计算并重新给定一个气体流量设定值，流量控制回路根据此流量设定值及时调节曝气量，克服干扰，使系统恢复正常运行。
当进水水质、水量相对比较稳定时，如果系统由于外界因素的影响使曝气量发生了变化，平衡状态被打破。这时，曝气效果反馈部分就能及时检测到曝气量的变化并调节控制阀门改变曝气量，使曝气量恢复到设定值，系统恢复平衡。
当进水水质、水量发生变化时，池中溶解氧将发生波动，平衡状态被打破。这时，曝气效果反馈部分会及时反馈，通过三级曝气控制部分反应，调整气体流量设定值，调整曝气流量，使溶解氧值恢复到合适值，使系统达到新的平衡状态。
如图2、3所示，现有技术中，曝气喷头直接设置在风管上，其曝气阵列呈矩形。
如图4、5所示，高效曝气喷头5上设置曝气微搅拌装置4，其曝气阵列呈环形均压结构。这种构造大大提高的同等风量下的曝气效率，大大降低了鼓风机的功率消耗，根据测试数据，曝气效率提高了22％，压力损失降低11％，需求额定气源供气压力降低40％，按照流体功率消耗算法，在12个污水厂的实际使用数据，全系统节能高的达到40％，低的也达到17％。
本使用新型通过精确、稳定地控制曝气池中的溶解氧浓度，提高了生化处理效率；明显降低了能够明显降低污水处理厂的运行成本，节约电费相当可观。

Claims (8)

1.一种节能型间歇式曝气控制系统，包括鼓风机，鼓风机通过风管连接并伸入曝气池，其特征是，所述曝气池内依次设置三级曝气区，每个曝气区内均设有高效曝气喷头和曝气微搅拌装置，所述高效曝气喷头设置在风管上，曝气微搅拌装置设置在高效曝气喷头上方。
2.根据权利要求1所述的节能型间歇式曝气控制系统，其特征是，所述风管在各级曝气区内为环形均压扩散管路。
3.根据权利要求1所述的节能型间歇式曝气控制系统，其特征是，鼓风机与曝气池之间的风管上依次设置气体质量流量计和一级风量调节阀。
4.根据权利要求1所述的节能型间歇式曝气控制系统，其特征是，三级曝气区依次称为一级曝气区、二级曝气区和三级曝气区，在一级曝气区和二级曝气区之间的风管上设置二级风量调节阀，在二级曝气区和三级曝气区之间的风管上设置三级风量调节阀。
5.根据权利要求1所述的节能型间歇式曝气控制系统，其特征是，在曝气池上设有溢流出口。
6.根据权利要求1所述的节能型间歇式曝气控制系统，其特征是，在三级曝气区内设置溶解氧测定仪，在溢流出口内设置NH4测定仪。
7.根据权利要求3、4或6所述的节能型间歇式曝气控制系统，其特征是，所述节能型间歇式曝气控制系统还包括控制装置，气体质量流量计、一级风量调节阀、二级风量调节阀、三级风量调节阀、溶解氧测定仪和NH4测定仪均与控制装置连接。
8.根据权利要求7所述的节能型间歇式曝气控制系统，其特征是，所述控制装置包括FC98流量计算机和间歇时序控制器。
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