CN110436609B - 一种具有自学习功能的智能化污水处理曝气控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有自学习功能的智能化污水处理曝气控制方法。该方法包括：初步选定气水比λ0＝Q气/Q水,根据实际的进水流量Q水，计算得到污水处理所需的曝气量Q气，调整曝气鼓风机的风量使得曝气量Q气满足所需；测量得到经过曝气处理后的污水的实际溶解氧值DO，并将实际溶解氧值DO与设定溶解氧值范围进行比较以调整曝气鼓风机的风量；运行设定时间后得到累积进水流量Q总水和累计曝气量Q总气，从而计算得到新的气水比λ1＝Q总气/Q总水，将新的气水比λ1代替上述气水比λ0；步骤4、循环重复上述步骤1‑步骤3，以使得污水在最合理的气水比条件下实现曝气处理。本发明在保证出水水质的同时，最大限度的避免曝气过度、降低能耗，保证生化处理系统的稳定、可靠运行。

Description

一种具有自学习功能的智能化污水处理曝气控制方法
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体是涉及一种具有自学习功能的智能化污水处理曝气控制方法。
背景技术
污水处理工艺运行数量最多、技术最成熟的是活性污泥法，曝气系统是改处理工艺的核心设备，占整个污水处理能耗的50-60％。曝气量与进水流量(处理水量)以及水质有关，曝气系统的节能除选用高效的曝气鼓风机外，还需控制曝气量，既要避免曝气量不足造成的出水不达标问题，又要避免过度曝气造成的能源浪费问题。目前污水厂多采用，根据溶解氧，定时巡检时增减曝气量，或根据设定溶解氧实现自动控制，但溶解氧参数有较大的滞后性，为避免曝气不足导致出水不达标的风险，一般溶解氧设定值比实际需求大较多，存在一定的过度曝气。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种具有自学习功能的智能化污水处理曝气控制方法。该方法在保证出水达标的同时，能最大限度的避免过度曝气、节能降耗。
为了实现本发明的目的，本发明采用了以下技术方案：
一种具有自学习功能的智能化污水处理曝气控制方法，包括以下步骤：
步骤1、根据污水性质初步选定气水比λ0＝Q气/Q水,根据实际的进水流量Q水，计算得到污水处理所需的曝气量Q气，然后反馈至中控室上位机以实时调整曝气鼓风机的风量使得曝气量Q气满足所需；
步骤2、测量得到经过曝气处理后的污水的实际溶解氧值DO，并将实际溶解氧值DO与设定溶解氧值范围进行比较，当实际溶解氧值DO大于设定溶解氧值范围上限值时，通过中控室上位机调低曝气鼓风机的风量；当实际溶解氧值DO小于设定溶解氧值范围下限值时，通过中控室上位机调高曝气鼓风机的风量；
步骤3、运行设定时间后得到累积进水流量Q总水和累计曝气量Q总气，从而计算得到新的气水比λ1＝Q总气/Q总水，将新的气水比λ1代替上述气水比λ0；
步骤4、循环重复上述步骤1-步骤3，以实现自学习并获得最合理的气水比。
进一步的技术方案：步骤3中设定时间为10-720小时。
进一步的技术方案：所述污水为市政污水或工厂污水。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明通过实时采集进水流量和实际溶解氧值数据，然后与设定溶解氧值进行对比，实时调整曝气量，并通过不断的循环自学习获得最合适、最接近的气水比。本发明有效的解决了污水处理过程中曝气控制滞后及曝气过度的问题，在保证出水水质的同时，最大限度的避免曝气过度、降低能耗，保证生化处理系统的稳定、可靠运行。
(2)关于设定时间的选择，如果水质比较稳定可选取较大时间作累计时间，跟为精确，且避免季节性的影响时间不宜太长，以30天为上限；若水质不稳定或变化较大，宜选取较小的时间作累计时间，比较合适当下的水质情况。
(3)本发明使用范围广，可以对各种类型的污水处理过程进行控制。
附图说明
图1为本发明智能化污水处理曝气装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明技术方案做出更为具体的说明：
如图1所示：本发明智能化污水处理曝气装置包括生化反应池、曝气设备、进水流量计、溶解氧在线监测仪、中控室上位机和若干台曝气鼓风机，所述进水流量计设置在所述生化反应池进水处或整厂的进水处，所述溶解氧在线监测仪设置在所述生化反应池的出水处，所述进水流量计和所述溶解氧在线分析仪均与中控室上位机连接，所述中控室上位机内安装有控制平台，所述曝气鼓风机通过管道与所述生化反应池内曝气设备连接，所述曝气鼓风机与中控室上位机通过网线连接。
某市政污水设计30000t/d处理能力，目前污水量在20000-24000t/d。生物池水中溶解氧值与进水量直接相关，还与进水水质以及季节性的环境因素有关，溶解氧值低于2.0控制系统即会报警。
该厂最初的曝气控制方法：定时巡检根据水中溶解氧值来调整曝气鼓风机的风量(或低于报警值及时调整)，定时巡检白天一般2-3小时一次，晚上23时至次日6日一般不做调整，这种粗放的控制方式避免出水不达标，要求溶解氧值在3-6不做调整。统计3个月的平均处理污水的单耗为0.1557kwh/t(即每处理1吨污水，耗电0.1557kwh)，存在较大的过度曝气。
后改用溶解氧值控制，即设定溶解氧值范围3±0.5，当实际溶解氧值DO大于设定溶解氧值范围上限值时，通过中控室上位机调低曝气鼓风机的风量；当实际溶解氧值DO小于设定溶解氧值范围下限值时，通过中控室上位机调高曝气鼓风机的风量。该方法中曝气鼓风机的风量增加或减小后，水中溶解氧值变化存在滞后性的特点，为避免因进水量增大，导致出水不达标的隐患，所以设定溶解氧值按偏大设定，存在过度曝气。统计3个月的平均处理污水的单耗为0.1276kwh/t，比最初的方法节能约18％。
再后来，按本发明控制方法进行控制，具体步骤如下：
步骤1、根据污水性质初步选定λ0，比如按最近10天处理的平均气水比5.26作为λ0，引入气水比λ0可快速实时因进水流量变化对溶解氧值的需求，即根据实际进水流量Q水，计算得到污水处理所需的曝气量Q气，然后反馈至中控室上位机以实时调整曝气鼓风机的风量使得曝气量Q气满足所需。
步骤2、设定溶解氧值范围2.5±0.25，此控制过程只需满足水质变化符合设定溶解氧值范围需求即可，即当实际溶解氧值DO在2.5±0.25内时，曝气鼓风机的风量不做调整；当实际溶解氧值DO大于2.75时，通过中控室上位机调低曝气鼓风机的风量；当实际溶解氧值DO小于2.25时，通过中控室上位机调高曝气鼓风机的风量。
步骤3、运行设定时间后得到累积进水流量Q总水和累计曝气量Q总气，从而计算得到新的气水比λ1＝Q总气/Q总水，将新的气水比λ1代替上述气水比λ0；本实施例中以24小时为设定时间，即以上一天(上一个24小时)中累积进水流量Q总水和累计曝气量Q总气计算得到的气水比λ1作为下一天(下一个24小时)的气水比。因水质的变化有一定的持续性，这样得到的气水比更适合当前的水质对设定溶解氧值的需求，避免实际溶解氧值DO出现大幅度的变化，本发明对曝气的控制更精准，进一步降低了过度曝气。
步骤4、循环重复上述步骤1-步骤3，统计3个月的平均处理污水的单耗为0.1121kwh/t，比只用溶解氧值控制节能约12％，比最初的方法节能28％左右。

Claims (3)

1.一种具有自学习功能的智能化污水处理曝气控制方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1、根据污水性质初步选定气水比λ0＝Q气/Q水,根据实际的进水流量Q水，计算得到污水处理所需的曝气量Q气，然后反馈至中控室上位机以实时调整曝气鼓风机的风量使得曝气量Q气满足所需；
步骤2、测量得到经过曝气处理后的污水的实际溶解氧值DO，并将实际溶解氧值DO与设定溶解氧值范围进行比较，当实际溶解氧值DO大于设定溶解氧值范围上限值时，通过中控室上位机调低曝气鼓风机的风量；当实际溶解氧值DO小于设定溶解氧值范围下限值时，通过中控室上位机调高曝气鼓风机的风量；
步骤3、运行设定时间后得到累积进水流量Q总水和累计曝气量Q总气，从而计算得到新的气水比λ1＝Q总气/Q总水，将新的气水比λ1代替上述气水比λ0；
步骤4、循环重复上述步骤1-步骤3，以实现自学习并获得最合理的气水比。
2.如权利要求1所述的具有自学习功能的智能化污水处理曝气控制方法，其特征在于步骤3中设定时间为10-720小时。
3.如权利要求1所述的具有自学习功能的智能化污水处理曝气控制方法，其特征在于所述污水为市政污水或工厂污水。
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