CN106186381A - 一种曝气控制系统与曝气控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种曝气控制系统，该系统包括：数据采集单元、PLC控制单元、曝气单元，所述数据采集单元包括OUR测定仪、OTE测定仪与DO测定仪，所述PLC控制单元包括控制柜、显示屏等硬件及控制软件，所述控制软件具体为实现自动控制的程序，所述曝气单元包括鼓风机、微孔曝气头与流量计。本申请还提供了利用所述曝气控制系统进行曝气控制的方法，其是结合基于耗氧速率OUR值与氧转移效率OTE值的控制模式和DO反馈控制模式于一体的曝气控制系统，最终实现氧气的供需动态平衡，既能弥补供氧不足造成的水质较差问题，也能减少过多曝气的能量浪费，同时具有评估曝气系统性能的高低的功能。

Description

一种曝气控制系统与曝气控制方法

技术领域

本发明涉及污水处理领域，尤其涉及一种曝气控制系统与曝气控制方法。

背景技术

据统计，我国每年在污水处理运行方面的花费接近300亿元，而这很大一部分是在污水处理过程中耗电产生的而通常情况下曝气系统的耗电量约占污水厂运营总电耗的50％～70％，而曝气环节是不可缺少的部分，因此降低曝气阶段的能耗，是污水处理厂节能降耗的重中之重。曝气控制策略即是通过采用自动化控制仪表及相关控制逻辑对污水处理过程曝气量实现自动、精确的调控，以达到出水水质稳定达标、节能降耗及减少人员干预的目的。

目前，国内的大多污水厂仍然沿用恒定曝气法，有的会结合现场经验进行不定期的人工手动调节，还有一部分采用了简单的PID实现控制。但污水处理厂的进水量、污染物浓度等具有很大的波动性，是一个非线性的变化过程，恒定曝气法只能是处于一个较高的曝气量来满足较大的负荷冲击，污水厂是一个长期运行的项目，像这样始终处于过度曝气的情况下会造成很大能耗浪费，而加入人工调节后也只是进行粗放的调整曝气量，仅仅使用传统的PID控制法也很难实现理想的控制效果，很难实现在实际污水处理过程中的稳定节能运行，一旦来水水量、浓度波动过大，很难保证出水水质及避免污泥膨胀问题。。

DO(溶解氧)控制法是在外界条件变化比较规律的情况下，通过PID反馈监测的DO浓度值来调节鼓风量达到预设的值；其步骤为：将污水处理厂某处的溶解氧量设定在某个值，一般为2～3mg/L，当反馈的DO值大于这个值，关小阀门开度，减少鼓风量，来减小DO值，如果反馈的DO值小于该值，就会增加风量来增加DO值。对于采用ORP(氧化还原电位)和pH来进行曝气控制的系统，由于ORP和pH与曝气量并没有直接的线性关系，且ORP值短期内延时严重，在实际应用中并不广泛。以水质指标作为前馈的曝气控制，基本原理是通过污染物浓度来计算需要提供的氧气量，但是污水水质指标大多依靠实验测定，测定时间需要数小时甚至数天，这对实时控制的作用不大。在线水质检测仪表也有数小时的延迟，且价格昂贵，尚未完全普及。因而，对于实现污水处理系统的高稳定性、低能耗需要提供一种先进的曝气控制系统与方法。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种曝气控制的系统与方法，能够实现精确曝气，并达到节能降耗的目的。

有鉴于此，本申请提供了一种曝气控制系统，包括：数据采集单元、PLC控制单元与曝气单元，所述数据采集单元包括耗氧速率测定仪、氧转移效率测定仪与溶解氧测定仪，所述PLC控制单元包括控制柜与显示屏，所述控制柜中设置有控制软件，所述控制软件中包括基于耗氧速率值、氧气转移效率值及溶解氧值的控制单元和以DO反馈的保护单元，所述曝气单元包括鼓风机、微孔曝气头与流量计；

所述耗氧速率测定仪的检测部伸入曝气池中，所述耗氧速率测定仪与PLC控制单元信号连接；

所述氧转移效率测定仪的检测部伸入曝气池中，所述氧转移效率测定仪与PLC控制单元信号连接；

所述溶解氧测定仪的检测部伸入曝气池中，所述溶解氧测定仪与PLC控制单元信号连接；

所述微孔曝气头置于曝气池内，所述微孔曝气头的进口与所述鼓风机连通，所述流量计设置于所述微孔曝气头和鼓风机之间的管路上，所述流量计和所述鼓风机均与PLC控制单元连接。

优选的，所述曝气控制系统还包括搅拌装置，所述搅拌装置的一端设置于曝气池中。

本申请还提供了利用上述方案所述的曝气控制系统进行曝气控制的方法，包括以下步骤：

在所述PLC控制单元中输入溶解氧设定值；

检测实际溶解氧浓度，若|溶解氧设定值-实际溶解氧值|＞k1，根据DO反馈调节曝气量；

若|溶解氧设定值-实际溶解氧值|≤k1，根据检测的污泥耗氧速率、实际溶解氧浓度与氧转移效率，得到溶解氧设定值所需要的曝气量；所述k1为0.3～0.5mg/L；

根据所述曝气量调节鼓风机，控制曝气池中的曝气量。

优选的，|溶解氧设定值-实际溶解氧值|＞k1时，所述实际溶解氧值小于溶解氧设定值时，在上次曝气量的基础上增加变化系数β正比于(C_设定值-C_实际值)的值；所述实际溶解氧值大于溶解氧设定值时，在上次曝气量的基础上减去变化系数β正比于(C_实际值-C_设定值)的值，β＞0，且根据曝气池的具体情况进行调整。

优选的，所述污泥耗氧速率由耗氧速率测定仪在线测定得到，所述在线测定的时间间隔15min。

优选的，所述实际溶解氧浓度由溶解氧监测仪实时监测得到，所述氧转移效率由氧转移效率测定仪实时监测得到。

优选的，若|C_设定值-C_实际值|≤k1时，得到溶解氧设定值所需要的曝气量的计算式为：

其中，Q为实际曝气量，OUR为活性污泥耗氧速率，V_曝气池为曝气池体积，t_控制周期为耗氧速率测定仪的测定周期，C_设定值为调控之后要达到的目标溶解氧浓度，C_实际值为溶解氧探头的实际测定溶解氧浓度；

SOTR为Q气量下曝气器清水充氧能力，C^* _∞20为标准状态下饱和溶解氧，k为饱和溶解氧的修正参数，SOTE为曝气器在标准状态下的氧利用率，Q1为上次实际曝气量。

本发明提供了一种曝气控制系统，其包括：数据采集单元、PLC控制单元与曝气单元，所述数据采集单元包括耗氧速率(OUR)测定仪、氧转移效率(OTE)测定仪与溶解氧(DO)测定仪，所述PLC控制单元包括控制柜与显示屏等硬件及控制软件，所述曝气单元包括鼓风机、微孔曝气头与流量计。本申请还提供了一种利用上述曝气控制系统进行曝气控制的方法。本申请提供的曝气控制系统是结合基于耗氧速率OUR值与氧转移效率OTE值的控制模式和DO反馈控制模式于一体的曝气控制系统，该控制系统通过测定曝气池活性污泥的实时溶解氧量，为曝气系统应当供给的氧气量提供准确的依据，通过测定曝气控制系统的氧转移效率，准确计算实际应当调节的曝气量；即本申请通过周期性在线自动采集OUR和OTE值及实时监测的DO值，反馈给PLC控制器计算需供给的曝气量，输出信号通过风机改变曝气量，并且在出现较大冲击负荷或者其他因素导致DO实际值与设定值偏差超过±0.5mg/L时，系统自动切换到DO反馈控制模式，使DO实际值迅速回到正常波动范围，实现精确曝气保证，并达到节能降耗的目的。

附图说明

图1为本发明曝气控制系统的结构示意图；

图2为本发明曝气控制方法的具体实施流程图。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

本发明实施例公开了一种曝气控制系统，包括：数据采集单元、PLC控制单元与曝气单元，所述数据采集单元包括耗氧速率测定仪、氧转移效率测定仪与溶解氧测定仪，所述PLC控制单元包括控制柜与显示屏，所述控制柜中设置有控制软件，所述控制软件中包括基于耗氧速率值、氧气转移效率值及溶解氧值的控制单元和以DO反馈的保护单元，所述曝气单元包括鼓风机、微孔曝气头与流量计；

所述耗氧速率测定仪的检测部伸入曝气池中，所述耗氧速率测定仪与PLC控制单元信号连接；

所述氧转移效率测定仪的检测部伸入曝气池中，所述氧转移效率测定仪与PLC控制单元信号连接；

所述溶解氧测定仪的检测部伸入曝气池中，所述溶解氧测定仪与PLC控制单元信号连接；

所述微孔曝气头置于曝气池内，所述微孔曝气头的进口与所述鼓风机连通，所述流量计设置于所述微孔爆气头和鼓风机之间的管路上，所述流量计和所述鼓风机均与PLC控制单元连接。

本申请主要对PLC的控制单元进行了设置，其除了设置有基于OUR值、OTE值及溶解氧值为主的控制单元，还设置有DO反馈保护单元；上述控制单元均由本领域技术人员直接输入即可，对此本申请没有特别的限制。

所述DO反馈保护单元是当溶解氧浓度波动(实际溶解氧浓度与溶解氧设定值差值的绝对值)超过k1时启动，而基于所述OUR和OTE的曝气控制系统停止运行，k1为0.3～0.5mg/L。

如图1所示，图1为本发明曝气控制系统的结构示意图，图中1为曝气反应池，2为溶解氧探头，3为耗氧速率(OUR)测定仪，4为搅拌机，5为PLC控制单元，6为氧转移效率(OTE)测定仪，7为信息传输线，8为风机，9为流量计，10为集气罩，11为曝气传送管路，12为微孔曝气头。

为了使曝气池中的氧分布均匀，本申请所述曝气控制系统中还包括搅拌装置4，所述搅拌装置4的一端设置于所述曝气池中。选择采用微孔曝气头12来增加空气气泡的比表面积，提高氧气的转移效率。

本申请中所述曝气池、污泥耗氧速率测定仪、氧转移效率测定仪、搅拌装置、溶解氧实时监测仪、流量计、曝气管路、鼓风机、数据信号传输线与微孔曝气头均为本领域技术人员熟知的设备，对其来源本申请没有特别的限制。本申请中所述OUR测定仪用于检测曝气池中的活性污泥耗氧速率，所述OTE测定仪用于实时检测曝气池的氧转移速率，所述DO测定仪用于实时监测曝气池的溶解氧量。

所述PLC控制系统为本领域技术人员熟知的控制系统，其包括数据采集端、数据显示窗口与系统自动控制软件。所述数据显示窗口可以显示并记录OUR值、OTE值以及DO值等相关参数；所述自动控制软件具体为实现自动控制的应用程序及相关算法；所述应用程序及相关算法包括基于OUR、OTE等仪器的精确控制和DO反馈控制。上述控制程序为本领域技术人员直接输入的，对此本申请没有特别的限制。本申请所述OUR测定仪、OTE测定仪与DO测定仪分别测定曝气池中的OUR值、OTE值与DO值；其中耗氧速率(OUR)是指污泥中微生物利用有机物进行呼吸作用时所消耗氧气的速度，是表征污泥中微生物活性的重要指标，代表了实际需氧量；氧转移效率(OTE)是指通过曝气系统转移到混合液中的氧量占总供氧量的比，代表了曝气系统的充氧性能。

本申请所述曝气控制系统通过PLC控制单元根据在线自动采集的OUR值、OTE值与DO值，先进行DO实际值与DO设定值的比较，若差值较大，则首先调节曝气量；若差值较小，则计算需供给的曝气量，再将信号输出改变鼓风流量，本申请通过计算模式与DO反馈控制模式结合的方式，保证了曝气控制的准确性和稳定性。

本申请还提供了一种利用上述曝气控制系统进行曝气控制的方法，包括以下步骤：

在所述PLC控制单元中输入溶解氧设定值；

检测实际溶解氧浓度，若|溶解氧设定值-实际溶解氧值|＞k1，调节曝气池中的曝气量；

若|溶解氧设定值-实际溶解氧值|≤k1，根据检测的污泥耗氧速率、实际溶解氧浓度与氧转移效率，得到溶解氧设定值所需要的曝气量；所述k1为0.3～0.5mg/L；

根据所述曝气量调节鼓风机，控制曝气池中的曝气量。

上述过程具体为：

在所述PLC控制单元中输入溶解氧设定值；

检测实际溶解氧浓度，若|溶解氧设定值-实际溶解氧值|＞k1，根据DO反馈调节曝气池中的曝气量；

若|溶解氧设定值-实际溶解氧值|≤k1，根据检测的污泥耗氧速率与实际溶解氧浓度，由PLC控制单元计算，得到供氧量，根据实际曝气参数与氧转移效率，由PLC控制单元计算，得到曝气系统性能评估参数；

根据所述供氧量、溶解氧设定值与曝气系统性能评估参数，由PLC控制单元计算，得到溶解氧设定值所需要的曝气量；

根据所述曝气量调节鼓风机，控制曝气池中的曝气量。

本申请利用所述曝气控制系统进行曝气控制的过程为：在所述的PLC控制单元内的软件中输入期望的DO值，根据DO实际值与设定值(期望值)的差值来进行控制模式的选择；在出现较大冲击负荷或者其他因素导致DO实际值与设定值偏差超过±k1时，系统自动切换到DO反馈控制模式，使DO实际值迅速回到正常波动范围，再根据所述耗氧速率(OUR)测定仪的测定值、所述氧转移效率(OTE)测定仪的测定值及所述上次实际风量计算所需要的曝气量；根据所述的曝气量对风机进行调节，使曝气量达到精确控制。

本申请提供了一种曝气控制的方法，根据所测得的实际溶解氧值来判定是否启动DO反馈保护系统。具体的，若所述的实际溶解氧值高于或低于设定值超过k1时，则DO反馈保护单元启动，通过降低或者增加曝气量来使得实际溶解氧迅速迫近设定值；当实际溶解氧与设定值的差值小于k1时，DO反馈保护单元关闭，进行曝气量的计算过程。所述k1为0.3～0.5mg/L，其根据曝气池的具体情况而定。

按照本发明，所述曝气控制的方法是在一定条件下进行不同的操作。如图2所示，图2为本发明曝气控制方法的流程示意图。根据所述实际溶解氧与所述设定值的差值判断使用哪种控制模式，当|C_设定值-C_实际值|>k1时，控制系统启用DO反馈控制模式；具体的，在PLC控制单元中输入溶解氧设定值，检测实际溶解氧浓度，若|溶解氧设定值-实际溶解氧值|>k1，调节曝气池中的曝气量；具体的，若C_设定值-C_实际值>k1时，在上次曝气量的基础上需要增加曝气量，风量的调节具体为：在上次曝气量的基础上增加变化系数β正比于(C_设定值-C_实际值)的值；在C_实际值-C_设定值>k1时，在上次曝气量的基础上减去变化系数β正比于(C_实际值-C_设定值)的值；由此可以实现当波动幅度超过±k1时，及时通过迅速增大或者减小风量缩小波动幅度，所述变化系数β＞0，且根据曝气池的具体情况进行调整。

此算法，|C_设定值-C_实际值|>k1时启用。

在进行上述风量调整后，若DO值与DO设定值的差值仍大于k1，则继续直接进行曝气量的调整，若差值小于k1，则进行曝气量的计算过程。按照本发明，所述系统是不停运行的，上述DO反馈保护与基于OUR测定值的精确算法的先后顺序是不受限制的，即本申请提供的控制方法实质是一个条件的控制方法。

所述的|C_设定值-C_实际值|≤k1时，控制系统启用基于OUR与OTE检测值计算法的模式，所述的基于OUR、OTE检测值算法模式，即根据检测的污泥耗氧速率、氧转移效率及DO实际值，由PLC控制单元计算，得到此时所需要的曝气量。

若|C_设定值-C_实际值|≤k1时，所述PLC控制单元植入的控制规则具体为：

上述计算过程均通过PLC控制得到。

上述公式的推导过程具体如下所示：

首先是供氧量的计算过程，供氧量的计算式如下式所示：

其中，OUR为活性污泥耗氧速率，V_曝气池为曝气池体积，t_控制周期为OUR仪器测定周期，C_设定值为调控之后要达到的目标值，C_实际值为溶解氧探头的实际测定值；以上参数中，V_曝气池、C_设定值、t_控制周期为事先设定好的参数，OUR与C_实际值为仪器测定值；根据上述计算式与仪器测定值，即可计算得到供氧量。

然后再进行曝气系统性能评估参数的计算，计算式如下所示：

其中，Q为实际曝气量，SOTR为Q气量下曝气器清水充氧能力，为标准状态下饱和溶解氧，k为饱和溶解氧的修正参数；θ为氧转移效率的温度修正参数；以上参数中，OTE、C_实际值为仪器测定值，SOTR、k、θ为设定值，其中：θ＝0.888。

SOTR会随着曝气量的变化而变化，k会随着水质的变化而变化，会随着温度的变化而变化，会随着测试现场位置的变化而变化，因此参数k为变量。相比较而言，SOTR可通过污水处理厂所用曝气器产品的性能指标说明中获得，k可先进行污水中饱和溶解氧的测定及现场大气压力测定后，之后默认为定值。在计算曝气系统性能评估参数的过程中，Q为实际曝气量，具体为：若曝气系统首次启动，则Q为设定的曝气量，若曝气系统运行一段时间后，则Q为上次计算得到的曝气量，此过程中为了将上次曝气量与实际曝气量进行区别，将上次曝气量设定为Q1，通过上述Q、OTE、C_实际值的测定值，即可计算得到曝气系统性能评估参数。

在上述过程中，所述污泥耗氧速率是由活性污泥耗氧速率在线测定装置测得，所述测定装置时间间隔为15min；所述实际溶解氧浓度由溶解氧测定仪测得；所述的实际曝气量由流量计测得。

最后进行曝气量的计算，曝气量的按照如下规则进行：

其中，SOTE为曝气器在标准状态下的氧利用率。

带入公式得出实际所需曝气量Q的计算公式如下：

本申请曝气控制方法利用所述曝气控制系统进行了曝气量的实时监测与计算，在实际曝气控制过程中，曝气量是随着监测仪器以及上述参数的变化实时变动的，由PLC控制单元直接输出来控制曝气单元的。

此算法，|C_设定值-C_实际值|≤k1时启用。

经过上述计算过程后，调节曝气量，使DO稳定在设定值，波动范围不超过±k1mol/L。

由此，本申请提供的曝气控制方法是DO保护反馈与OUR计算过程的不断切换过程，在实际溶氧量与设定溶氧量的差值波动范围大于±k1，则进行DO反馈保护，小于等于±k1，则进行基于OUR和OTE仪器的精确曝气控制。

本发明提供了一种基于耗氧速率OUR和氧转移效率OTE为控制参数的曝气控制系统，先设定期望溶解氧(DO)浓度，通过溶解氧测定仪测出实际溶解氧的值，计算设定的溶解氧浓度与实际溶解氧浓度的差值，再根据此差值选择控制的模式。本发明提供的曝气控制方法采用两种不同的控制模式实现了曝气量的精确控制，准确监测污泥活性、曝气池中氧气的转移效率以及实际溶解氧和设定溶解氧的差值可以实现曝气量的精确控制，达到长期稳定的出水水质及节能降耗的目的。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的曝气控制系统与曝气控制方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。

实施例1

设定期望溶解氧浓度，设定的溶解氧值是通过改变曝气量使得实际曝气量与期望值尽量接近或一致；

根据DO实际值与设定值(期望值)的差值来进行控制模式的选择；

根据所述的DO设定值与所述的DO实际值的差值、所述耗氧速率(OUR)测定仪的测定值、所述氧转移效率(OTE)测定仪的测定值及所述上次实际风量计算所需要的曝气量；

根据所述的曝气量对风机进行调节；并且在出现较大冲击负荷或者其他因素导致DO实际值与设定值偏差超过±k1时，系统自动切换到DO反馈控制模式，使DO实际值迅速回到正常波动范围。

首先将控制程序算法写入PLC控制单元5，当曝气控制系统开始运转后，溶解氧(DO)测定仪2实时测定污水中DO浓度，通过数据信号传输线7发送到PLC控制单元5，PLC控制单元5会根据实际溶解氧与设定溶解氧的差值选择控制模式，将OUR测定仪3和OTE测定仪6反馈的数据进行整合，计算出所需要的曝气量，通过数据信号传输线9控制鼓风机8实现实时曝气量的调整。

具体的，所述OUR测定仪3的具体工作为吸取所测混合液经过一段时间的测试得出微生物的OUR值；所述OUR测定仪3的测样时间间隔为15min，OUR测定仪3每测定一个OUR值，直至下一个测定值反馈前，PLC控制单元5会根据该OUR值及实时的DO测定仪2和OTE测定仪6测得数据进行计算得出所需曝气量；

所述OTE测定仪6通过分析曝气时出气和进气成分，对比两者相对变化，经过数字信号输出得出OTE值；

所述PLC控制单元5控制柜、显示屏等硬件及控制软件，所述控制软件具体为实现自动控制的程序，所述控制柜包括数据收集模块命令发送模块，所述数据显示屏可以显示实时数据变化曲线及记录历史数据，通过观察实际溶解氧值的变化趋势与溶解氧设定值的偏离度来判断曝气控制系统的品质。

实施例2

曝气池的体积为0.25m³，由于OUR测定仪的测定周期为15分钟故设定控制周期为15min，SOTE＝20％，SOTR＝0.03kg/h，k＝0.75，C^* _∞20为20℃下的饱和溶解氧值；

溶解氧的初始设定值为2，将OUR测定仪、OTE测定仪、DO测定仪与曝气系统全部接入PLC后即可开始实施曝气控制，OUR、OTE、DO三个值每次的变化都会通过信号传输线传给PLC控制柜，并计算出实际所需要的风量，命令传输给流量控制阀通过改变其开度达到命令值，并通过信号线将实际风量的数值显示在信号屏幕上。

在稳定状况下OUR和OTE值变化并不大，溶解氧的控制品质稳定在±k1的范围；若出现不可预测的问题使得溶解氧值波动超过±k1，则此时自控会自动启动DO反馈系统来进行调节。

以下为具体实施例：

1、当OUR＝30mg/L·h，DO_设定值＝2.0mg/L，OTE＝8％时，若此时实际溶解氧DO_实际值＝1.5mg/L，则Q＝9.21L/min；

2、当OUR＝30mg/L·h，DO_实际值上升到2.0mg/L时，此时Q＝7.86L/min；

3、若此时OUR＝30mg/L·h，k1＝0.5mg/L，DO_实际值下降到1.4mg/L时，系统启动DO反馈控制，设定β＝5，上次的曝气量Q为8.48L/min，此时曝气量Q上升到11.48L/min。

由1到2，由于此时实际溶解氧在较大风量的作用下从1.5mg/L上升到2mg/L，曝气量也相应的减小，使得实际溶解氧逐渐回落至更接近设定值；由1到3，由于|C_设定值-C_实际值|>k1(k1＝0.5mg/L)，启动DO反馈保护系统，曝气量根据|C_设定值-C_实际值|差值大小进行调节，使实际溶解氧值能迅速回升到正常波动范围。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。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 (7)

1.一种曝气控制系统，包括：数据采集单元、PLC控制单元与曝气单元，所述数据采集单元包括耗氧速率测定仪、氧转移效率测定仪与溶解氧测定仪，所述PLC控制单元包括控制柜与显示屏，所述控制柜中设置有控制软件，所述控制软件中包括基于耗氧速率值、氧气转移效率值及溶解氧值的控制单元和以DO反馈的保护单元，所述曝气单元包括鼓风机、微孔曝气头与流量计；

所述耗氧速率测定仪的检测部伸入曝气池中，所述耗氧速率测定仪与PLC控制单元信号连接；

所述氧转移效率测定仪的检测部伸入曝气池中，所述氧转移效率测定仪与PLC控制单元信号连接；

所述溶解氧测定仪的检测部伸入曝气池中，所述溶解氧测定仪与PLC控制单元信号连接；

所述微孔曝气头置于曝气池内，所述微孔曝气头的进口与所述鼓风机连通，所述流量计设置于所述微孔曝气头和鼓风机之间的管路上，所述流量计和所述鼓风机均与PLC控制单元连接。

2.根据权利要求1所述的曝气控制系统，其特征在于，所述曝气控制系统还包括搅拌装置，所述搅拌装置的一端设置于曝气池中。

3.利用权利要求1所述的曝气控制系统进行曝气控制的方法，包括以下步骤：

在所述PLC控制单元中输入溶解氧设定值；

检测实际溶解氧浓度，若︱溶解氧设定值-实际溶解氧值︱＞k1，根据DO反馈调节曝气量；

若︱溶解氧设定值-实际溶解氧值︱≤k1，根据检测的污泥耗氧速率、实际溶解氧浓度与氧转移效率，得到溶解氧设定值所需要的曝气量；所述k1为0.3～0.5mg/L；

根据所述曝气量调节鼓风机，控制曝气池中的曝气量。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，︱溶解氧设定值-实际溶解氧值︱＞k1时，所述实际溶解氧值小于溶解氧设定值时，在上次曝气量的基础上增加变化系数β正比于(C_设定值-C_实际值)的值；所述 实际溶解氧值大于溶解氧设定值时，在上次曝气量的基础上减去变化系数β正比于(C_实际值-C_设定值)的值，β＞0，且根据曝气池的具体情况进行调整。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述污泥耗氧速率由耗氧速率测定仪在线测定得到，所述在线测定的时间间隔15min。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述实际溶解氧浓度由溶解氧监测仪实时监测得到，所述氧转移效率由氧转移效率测定仪实时监测得到。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，若|C_设定值-C_实际值|≤k1时，得到溶解氧设定值所需要的曝气量的计算式为：

其中，Q为实际曝气量，OUR为活性污泥耗氧速率，V_曝气池为曝气池体积，t_控制周期为耗氧速率测定仪的测定周期，C_设定值为调控之后要达到的目标溶解氧浓度，C_实际值为溶解氧探头的实际测定溶解氧浓度；

SOTR为Q气量下曝气器清水充氧能力，C^* _∞20为标准状态下饱和溶解氧，k为饱和溶解氧的修正参数，SOTE为曝气器在标准状态下的氧利用率，Q1为上次实际曝气量。