CN102778574A - 一种厌氧反应器在线监测诊断方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种厌氧反应器在线监测诊断方法及系统，该方法包括：在线监测所述厌氧反应器的液相参数和气相参数；根据所述液相参数和气相参数来计算稳定参数；显示所述稳定参数；当所述稳定参数达到预设阈值时，则进行报警。本发明提供的方案通过在线监测得到的液相参数和气相参数，来计算并显示出稳定参数，在稳定参数达到预设阈值时，进行报警，所以本发明提供的方案可以全面监测厌氧反应器运行参数，利用在线得到的全面大量的数据对反应器运行状况进行诊断和预警。因此，本发明不仅能够即时的对稳定参数进行检测，而且能够实现厌氧反应器状态的智能判断和自动预警，从而大大降低了厌氧反应器的处理难度和人力成本。

Description

一种厌氧反应器在线监测诊断方法及系统
技术领域
本发明涉及厌氧反应器运行监测技术领域，更具体的说，涉及厌氧反应器在线监测诊断方法及系统。 
背景技术
厌氧生物技术广泛应用于污水处理污泥消化诸多领域，是一种成熟有效的环保技术，但工厂实际运行的厌氧生物反应器的运行存在较多问题，原因在于厌氧反应器运行过程受进水等多种运行参数影响容易出现酸化进而导致厌氧反应器运行崩溃，因此对厌氧反应器内部各运行参数的监测就异常重要。 
厌氧反应器内部生化反应过程较为复杂，对厌氧反应器运行状况具有指标意义的参数较多，只有全面测定反应器气相和液相的多项参数才能真正了解反应器所处状态。 
但目前的运行厌氧反应器的工厂限于条件很少对多种运行参数同时进行监测，因此无法全面了解反应器的运行状况。因此，如何提供一种厌氧反应器在线监测诊断方法及系统，成为目前最需要解决的问题。 
发明内容
有鉴于此，本发明的设计目的在于，提供一种厌氧反应器在线监测诊断方法及系统，以随时监测厌氧反应器的运行状态，在特定情况下及时进行预警。 
本发明实施例是这样实现的： 
一种厌氧反应器在线监测诊断方法，包括： 
在线监测所述厌氧反应器的液相参数和气相参数； 
根据所述液相参数和气相参数来计算稳定参数； 
显示所述稳定参数； 
当所述稳定参数达到预设阈值时，则进行报警。 
优选地，所述液相参数包括挥发性脂肪酸、碳酸氢盐碱度和pH值； 
所述气相参数包括甲烷的产气速率。 
优选地，所述稳定参数具体为pH值。 
优选地，当所述pH值小于6.6时，则进行报警。 
优选地，所述稳定参数具体为挥发性脂肪酸与碳酸氢盐碱度的比值。 
优选地，当所述挥发性脂肪酸与碳酸氢盐碱度的比值大于0.8时，则进行报警。 
优选地，所述稳定参数具体为 
Figure BDA00001615472600021
其中，所述 为甲烷的产气速率，所述 
Figure BDA00001615472600023
为挥发性脂肪酸的变化速率。 
优选地，当所述 的值大于5时，则进行报警。 
一种厌氧反应器在线监测诊断系统，包括： 
监测模块，用于在线监测所述厌氧反应器的液相参数和气相参数； 
计算模块，用于根据所述液相参数和气相参数来计算稳定参数； 
显示模块，用于显示所述稳定参数； 
报警模块，用于当所述稳定参数达到预设阈值时，则进行报警。 
与现有技术相比，本实施例提供的技术方案具有以下优点和特点： 
在本发明提供的方案中，通过在线监测得到的液相参数和气相参数，来计算并显示出稳定参数，在稳定参数达到预设阈值时，进行报警，所以本发明提供的方案不仅能够即时的对稳定参数进行检测，而且能够实现厌氧反应器状态的智能判断和自动预警，从而大大降低了厌氧反应器的处理难度和人力成本。 
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 
图1为本发明所提供的一种厌氧反应器在线监测诊断方法的流程图； 
图2为本发明所提供的一种厌氧反应器在线监测诊断系统的模块图； 
图3为本发明所提供的稳定参数和辅助稳定参数的值在预设时间内的分布图； 
图4为本发明所提供的挥发性脂肪酸和甲烷的值在预设时间内的分布图； 
图5为本发明所提供的pH值和挥发性脂肪酸与碳酸氢盐碱度的比值在预设时间内的分布图。 
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 
本发明实施例提供了一种厌氧反应器在线监测诊断方法及系统，由于上述厌氧反应器在线监测诊断方法及系统的具体实现存在多种方式，下面通过具体实施例进行详细说明： 
请参见图1所示，图1所示的为一种厌氧反应器在线监测诊断方法的流程图，该方法包括： 
步骤S11、在线监测所述厌氧反应器的液相参数和气相参数； 
步骤S12、根据所述液相参数和气相参数来计算稳定参数； 
步骤S13、显示所述稳定参数； 
步骤S14、当所述稳定参数达到预设阈值时，则进行报警。 
在图1所示的实施例中，本方法能够全面高频率的监测反应器气液相主要运行参数，提出新的判断厌氧反应器运行状态的新型指标，已有的传统指标与新型指标相结合，从而在线综合分析得出反应器所处状态。本发明提供的方法包括气液相参数的在线监测、智能诊断和预警三大部分。具体的，通过在线监测得到的液相参数和气相参数，来计算并显示出稳定参数，在稳定参数达到预设阈值时，进行报警，所以本发明提供的方案不仅能够即时的对稳定参数进行检测，而且能够实现厌氧反应器状态的智能判断和自动预警，从而大大降低了厌氧反应器的处理难度和人力成本。 
在图1所示的实施例中，液相参数包括挥发性脂肪酸、碳酸氢盐碱度和pH值；所述气相参数包括甲烷的产气速率。当然，并不局限于上述参数，还可以包括其他的液相参数和气相参数。当稳定参数具体为pH值，且所述pH值小于6.6时，则进行报警；当稳定参数具体为挥发性脂肪酸与碳酸氢盐碱度的比值，且所述pH值大于0.8时，则进行报警；当稳定参数具体为 
Figure BDA00001615472600041
且所述所述 的值大于5时，则进行报警，其中，所述 
Figure BDA00001615472600043
为甲烷的产气速率，所述 
Figure BDA00001615472600044
为挥发性脂肪酸的变化速率。 
另外，请参见表1所示，S为稳定指标，其中 
Figure BDA00001615472600045
a为稳定辅助指标，其中 
Figure BDA00001615472600046
其中 是液相总VFA变化速率； 是产甲烷速率； 
Figure BDA00001615472600049
是产甲烷速率的变化速率。这些指标成为智能诊断的依据，当这些指标超过一定的阈值（设定阈值为S=5， 可根据不同系统微调）预警功能启动。通过实验验证稳定指标S、稳定辅助指标a的符号代表反应器所处状态（总结于表1），稳定指标S、稳定辅助指标a的绝对值代表此种状态的强度，S为正且大于5时说明反应器面临较大风险，给出预警信号。 
表1： 
Figure BDA00001615472600051
请结合图3至图5所示，下面通过具体事例来说明本发明提供的方案： 
本实施例按以下几个步骤完成： 
步骤1.第0小时6倍负荷冲击进水24小时。 
反应器正常运行时进水浓度10g COD/l、HRT=24小时、碳酸氢盐缓冲液浓度3g/l，在0小时冲击进水，冲击进水条件：60g COD/l、HRT=24小时、冲击时间长度24小时，碳酸氢盐缓冲液浓度3g/l 
步骤2.在线监测系统在线监测气液相参数。 
在线监测的液相参数包括总VFA（挥发性脂肪酸）、碳酸氢盐碱度（Alkalinity）、pH值，气相参数包括二氧化碳分压、甲烷分压以及总气体产生速率，液相监测频率为2次/小时，气相监测频率为1次/分钟。 
步骤3.在线数据处理，分析气液相参数，得到四种监测指标：传统指标VFA和碳酸氢盐碱度的比值、pH值；新型指标：稳定指标 
Figure BDA00001615472600061
稳定辅助指标 
Figure BDA00001615472600062
当出现pH低于6.6、VFA和碳酸氢盐碱度的比值大于0.8或S为正且大于5任一情况时给出预警信号。 
请参见图2所示，图2所示的为一种厌氧反应器在线监测诊断系统的模块图，该在线监测诊断系统1包括：监测模块11，用于在线监测所述厌氧反应器2的液相参数和气相参数；计算模块12，用于根据所述液相参数和气相参数来计算稳定参数；显示模块13，用于显示所述稳定参数；报警模块14，用于当所述稳定参数达到预设阈值时，则进行报警。 
在图2所示的实施例中，由于图2所示的系统与图1所示的方法相对应，所以系统和方法部分可以相互参见，在此不再赘述。 
需要说明的是，图1至图5所示的实施例只是本发明所介绍的优选实施例，本领域技术人员在此基础上，完全可以设计出更多的实施例，因此不在此处赘述。 
对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。 

Claims (9)

1.一种厌氧反应器在线监测诊断方法，其特征在于，包括：
在线监测所述厌氧反应器的液相参数和气相参数；
根据所述液相参数和气相参数来计算稳定参数；
显示所述稳定参数；
当所述稳定参数达到预设阈值时，则进行报警。
2.根据权利要求1所述的厌氧反应器在线监测诊断方法，其特征在于，所述液相参数包括挥发性脂肪酸、碳酸氢盐碱度和pH值；
所述气相参数包括甲烷的产气速率。
3.根据权利要求2所述的厌氧反应器在线监测诊断方法，其特征在于，所述稳定参数具体为pH值。
4.根据权利要求3所述的厌氧反应器在线监测诊断方法，其特征在于，当所述pH值小于6.6时，则进行报警。
5.根据权利要求2所述的厌氧反应器在线监测诊断方法，其特征在于，所述稳定参数具体为挥发性脂肪酸与碳酸氢盐碱度的比值。
6.根据权利要求5所述的厌氧反应器在线监测诊断方法，其特征在于，当所述挥发性脂肪酸与碳酸氢盐碱度的比值大于0.8时，则进行报警。
7.根据权利要求2所述的厌氧反应器在线监测诊断方法，其特征在于，所述稳定参数具体为
Figure FDA00001615472500011
其中，所述
Figure FDA00001615472500012
为甲烷的产气速率，所述
Figure FDA00001615472500013
为挥发性脂肪酸的变化速率。
8.根据权利要求7所述的厌氧反应器在线监测诊断方法，其特征在于，当所述
Figure FDA00001615472500014
的值大于5时，则进行报警。
9.一种厌氧反应器在线监测诊断系统，其特征在于，包括：
监测模块，用于在线监测所述厌氧反应器的液相参数和气相参数；
计算模块，用于根据所述液相参数和气相参数来计算稳定参数；
显示模块，用于显示所述稳定参数；
报警模块，用于当所述稳定参数达到预设阈值时，则进行报警。
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