CN1997602A

CN1997602A - 使用其中调节连续注入到反应器中的空气速度的生物反应器的水处理方法和相应的设备

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Publication number: CN1997602A
Application number: CNA2005800177814A
Authority: CN
Inventors: C·勒穆瓦纳; M·佩罗多
Original assignee: OTV SA
Current assignee: Veolia Water Solutions and Technologies Support SAS
Priority date: 2004-06-02
Filing date: 2005-05-27
Publication date: 2007-07-11
Anticipated expiration: 2025-05-27
Also published as: CA2567616C; WO2006000680A1; FR2871153A1; US20070221580A1; CA2567616A1; KR101287407B1; JP2008501500A; BRPI0511658A; US7407584B2; RU2006142355A; KR20070020064A; RU2390502C2; AU2005256734B2; EP1756012A1; JP5457631B2; FR2871153B1; CN1997602B; AU2005256734A1; MXPA06013832A; NO20066064L

Abstract

本发明涉及借助于生物反应器来对抗被称为输入负荷且包含在所述的水中的含氮污染物的处理水的方法，其中反应器包含由注入空气通风的生物物质。本发明的方法包括至少一个注入空气速度调节阶段并且在于连续测量包含在水中的所述的输入N－NH₄(Cv＜SB＞EDD＜/SB>)负荷，其中通过时间补偿时所述测量的输入负荷进行具体权衡，用这样一种方法，推导出可注入空气的依赖时间的速度控制。

Description

使用其中调节连续注入到反应器中的空气速度的生物反应器的水处理方法和相应的设备

本发明涉及水处理。更确切地说，本发明涉及通过自由或者固定培养在固体材料上的生物物质消除含氮或者含碳污染物的方法对城市或者工业污水的处理。

常规的水去污技术使用例如生物过滤器的生物反应器或者活性污泥。

根据这种技术，对反应器曝气以便处理污染。现有技术通常基于两个不同的处理阶段，一种是需氧的硝化(N)，而另一种是需要缺氧的反硝化(DN)。这两个处理阶段可以在具有曝气和然后不曝气周期(顺序曝气)的单相反应器中，或者在具有两个特定隔室的反应器中(一个连续曝气而另一个从不曝气)进行。

本发明由在没有任何专用于一个或者另一个反应的特定间隔区并且具有持续曝气的同一反应器中同时进行这两个相反的反应(硝化/反硝化)。但是，必须恰当地控制这种曝气的水平，因为反应器中可用的过量氧气的量越高，反硝化越受抑止，反之亦然。

因而，该去污方法的总效率直接依赖于曝气调节。

在根据现有技术的方法中，通常在反应器中或者在反应器的出口测量特定的参数，以便可以调节生物物质的曝气。它们的目的是确定系统在特定时刻的状态。当确定了这种状态时，计算气体流量控制然后应用。通常是铵、硝酸盐、氧化还原电位或者溶解氧的测量。也可以使用被称为“复合”的其它参数。它们是测量的变量的线性组合。

因而，在城市残留水处理方法的控制体制中，污染含量指标(每天每立方米曝气反应器中N-NH₄的千克质量)已被确认为对控制有用的数据。

专利申请公开WO01/02306A1定义了一种源于电导率和混浊度测量的这种污染含量的估计量。

但是，它是估算而不是直接的测量。这种类型的工具不能用于需要高精确度的调节。

使用这种估计量的理由之一是基于特定分析器的购买和维护成本。因此，可以理解这种低成本伴有非常有限的性能。

目前，现有工艺水平在不同种类的调节策略之间加以区别。

根据这些调节策略之一，计算生物物质对分配的氧气的使用效率“Ct”来调节气体流量。这在专利公布FR2764817中进行了描述。

这项技术需要使用自身依赖于待处理的污染的参数Ct。但是，难度在于污染含量随时间变化，因此这种参数Ct需要有规律地变化以便它总是一致的，这排除了它在激烈变化的污水情况中的应用。

其它技术使用系统输入变量(铵、硝酸盐等)的线性组合来计算要应用的空气流量控制，如在国际专利申请公布WO93/07089中具体描述的。

但是，这些技术是基于经验或者半经验模型。使用的控制函数实质上是基于在从前的运行经验中获得的数据。如果由于生物物质或者过滤器性能的变化模型不再适用，曝气将不再是最佳的。

现有技术也提出了使用被称为“反馈/前馈”调节回路的控制系统。

根据这些系统的一种方法，一些作者提出了通过在输入处使用铵测量控制生物反应器中溶解氧浓度的策略。

根据另一种方法，使用待处理的铵含量的概念来预测溶解氧设定值的必要改变。本发明没有使用仅代表可用氧而非生物物质必需氧的溶解氧测量。

根据其它技术，曝气体积的调节基于反应器的分隔化(而不是基于气体流量或者速度的调节)。但是，这种类型策略的根本上的不连续性质(曝气体积的不连续变化)是为什么作者总是用溶解氧调节支持他们的系统的原因。

在任何情况下，大多数公布是基于从使用合成水的模拟(活性污泥模型)或者分批测试获得的结果。

实际上，已经进行的小规模或者在现场的实验非常少。此外，进行的实验几乎全部是对于活性污泥生物反应器。

特别地，本发明的目的是克服现有技术的劣势和/或不足。

更确切地说，本发明的目的是提出一种使用不分隔的生物反应器，加入通过连续的空气注入曝气的生物物质处理水的方法，其中与根据现有工艺的技术相比空气注入控制得到最优化。

在本文中，本发明的目的是在相同的腔和相同的时间同时进行硝化、反硝化和碳去除步骤。

本发明的另一个目的是提供在任何情况下，包括当待处理的水的污染含量随时间具有大的变化时都有效的这样一种方法。

本发明的另一个目的是提供调整作为生物物质性能的函数的注入空气控制的这样一种方法。

本发明的另一个目的是提供拟相对快地返回投资和运行费用的这样一种方法。在这种意义上讲，本发明的目的是提出避免由污染含量的日峰值引起的额外操作费用的方法。

本发明的另一个目的是提供控制注入空气而不必测量溶解氧的这样一种方法。

本发明的又一个目的是提供容易实现的这样一种方法。

本发明实现了这些目标以及稍后将变得更加清楚的其它目标，其目的是：一种水处理方法，包括在生物反应器的相同腔中发生的硝化和反硝化过程以便去除所述的水中含有的被称作输入含量的含氮污染，所述反应器结合通过氧化气体的注入曝气的生物物质，所述的方法包括至少一个调整所述注入气体速度的步骤，其特征在于：所述的气体注入是连续的并且所述的硝化和反硝化过程基本上是同时发生的，所述的方法包括连续测量所述水中含有的N-NH₄(CV_EDD)的输入含量，通过时间的补偿测量和权衡所述的输入含量来推导对作为时间函数的要注入的所述气体的速度的控制。

应注意氧化气体的连续注入是指持久然而可变的注入。

应注意输入量CV_EDD可以表示为如下：

其中：Q是供应流量(这里用升/小时表示)，C_NH4是测得的输入铵浓度(以每升N-NH₄的mg表示)而V_曝气是曝气反应器的体积(m³)。

在存在几个并联的相同反应器的情况下，曝气体积等于运行中的曝气反应器的数量(nf)和每个反应器的个体表面积(S_u)和个体高度(h_mat)的积，即V_曝气＝nf×S_u×h_mat和S＝nf×S_u(曝气反应器的总表面积)。

因而，根据本发明的方法是基于对作为数学模型输入参数的含量的直接测量来预测空气需求(或者更通常为氧气需求)。

以这种方式，获得了比根据现有技术的方法更有效和更精确控制的水处理方法，这在下面将变得更加清楚。这种控制允许连续气体注入但是可对应于生物物质的需要随时间变化并且允许硝化和反硝化同时进行。

通过其进行输入含量测量权衡的这种时间的补偿(能够可变的)，尤其能够考虑到关于从测量点到降解位置的转变时间的补偿。

这种关于转变的补偿实质上对应于水进入反应器的真实时间和铵开始降解的时间之间的补偿。

这种补偿也是考虑在反应器中的经过时间或者平均停留时间的一种方法。

在下面将变得更清楚的是，这样的方法的一个特别令人感兴趣的结果是它可以限制引起额外运行费用的污染含量的日峰值期间的过高-或者过低-曝气。

由于大的运行节约，这个发明也使投资能够快速收回(在1和2年之间)。

而且，根据本发明的方法可以应用于生物过滤器和大多数水处理方法，尤其是例如包括膜生物反应器的活性污泥，具有固定培养例如生物过滤器、流化床的方法，具有混合培养的方法。

根据一个优选的解决方案，所述的一个或多个调节步骤是基于下面的作为时间函数的空气速度控制法则：

V空气(t)＝α(H(t)*CV_EDD(t)-CV_设定值)+β

其中CV_设定值是输出含量设定值而H(t)是相延迟函数H(S)的拉普拉斯逆变换。

应注意“*”符号表示卷积。

因而，作为连续进行的测量中的输入含量变化的函数可以持久地校正空气注入控制，因此可以对不同污水实现高的处理效率，尤其是对含量随时间变化大的污水。

下面详细描述用于建立这样一个趋势控制法则的论证。

该控制法则的目的是将进入到生物反应器中的N-NH₄输入含量(以每D曝气

反应器的N-NH₄/m³的kg表示)与空气流量并然后与空气速度相联系，N-NH₄输入含量是实际应用到反应器的含量，也就是说从澄清水和再循环水的混合估算的含量。

使用这个变量同时考虑流量和浓度变化。

它也是用于工业现场的设计参数。

观察到除去的实际含量在24小时的时期内对于给定的空气流量是不变的。通过在不变的空气流下使用缓冲水的几个测试的分析证实了这种假定。

在实验期间，使铵浓度和供应流量变化使得施用的含量保持不变。

这些实验显示了在瞬态相之后，除去的N-NH₄含量返回到相等的水平并且仅有的不变参数为空气流。

在表示下列随时间变化的图1中的曲线图中清楚地显示了这一点：

-输入含量11；

-除去的含量12；

-输出含量13。

因此，产生了在稳定状态条件下除去的N-NH₄含量(Cve)和空气速度之间的线性关系：

V_空气(t)＝α*CVe(t)+β

其中

但是，获得的关系仍然没有考虑瞬态现象。

因此，本发明的一个特别的特征是如何考虑到瞬态现象以获得上述关系中的参数。

为了将除去的含量与空气速度联系，必须考虑反应器中的过渡时间或者平均停留时间Tg(所考虑的反应器中流体粒子的平均过渡时间)。实际上，通过研究将稀释的澄清水浓度(澄清水+再循环水)与该方法输出测量相联系的交叉相关系数获得参数Tg。

根据早先的观察，除去含量对于固定的空气流是不变的，并且如果供应流量固定，则有效结果是不变的N-NH4去除(输入/输出浓度之间的差值)。

因而，这时将输出铵浓度作为稀释输入浓度的函数表示为：

[NH4]，(t)＝[NH4]_θ(t-Tg)-Cst

其中Cst将是例如由测量所限定的常数。

此外，交叉相关系数对于步骤n是对应于时间补偿Tg＝nTe(其中Te是取样周期)的最大值。

通过扩展，通过取输入含量和应用等于Tg的延迟的输出含量之间的差来计算除去的含量。然后t时刻的空气速度可以被表示成同时计算的除去含量的函数(见图2，曲线(F(t)))。

然而，这种方法没有考虑稀释澄清水渗透到反应器中和铵开始降解的实际时间，这种补偿关系到从测量点到降解位置的过渡。

类似地，它没有考虑到可能对系统的水力学没有立即作用的曝气变化。

所有这些现象引起数值的分散(如在生物过滤器情况下的图2所示)和因此待应用的空气速度的不确定性最高达±15％大约7Nm/h。因此，本发明的另一个特别特征涉及纠正这些漏算并获得期望的线性度(如在图2中曲线H(t)*F(t)所示)的相延迟函数H(s)的应用。

因而，随时间除去的含量(C_ve)等于被H(t)卷积(相延迟函数H(s)拉普拉斯逆变换)的输入(CV_EDD)和输出(C_ve)之间的含量差。

可以使用这种方法来获得空气速度与先前计算的除去含量之间的线性关系。因此，获得如下控制法则：

V空气(t)＝α(H(t)*Cv_EDD(t)-Cv_设定值)+β

此外，已知使用具有经验参数的模型导致在现场使用方面的劣势。

获得设置所必需的值并不总与处理设备中的操作优先级相兼容。

因此，本发明提供了获得初步设置的理论方法。

这通过模型的验证来证实，由比较观察的经验法则与理论法则以便克服确定尺寸和比例转换问题组成。

获得的经验法则依赖与硝化和碳去除相对应的理论氧需求的计算。使用下面的已知关系确定O₂需求：

硝化：B.02NH4＝4.57×N-NH4的除去质量

反硝化：B.02NO3＝-2.86×(N-NH4的除去质量-产生的NO3的质量)

碳B.02CODs＝0.90×CODs的除去质量

因此，生物反应器的氧需求被表示成先前需求的总和。空气需求从这些氧需求导出。它们与转化效率之间有关系，它的值随着空气速度减小。

图3是用来比较生物过滤器的经验空气需求量32和理论空气需求量31的图。该图显示了这样计算的理论空气需求与经验法则非常一致。因此存在获得需要的现场参数的理论基础。

注意到两个线性回归的系数与α和β的值对应(α理论等于25.7，测量等于24.1，β理论等于-4.2，测量等于-3.6)，R²表示100％与每一个线性回归相关的置信系数(首先通过测量其次通过理论获得的系数实际上相同)。

优选地，以如下开环表示该控制法则：

V空气(t)＝α(H(t)*Cv_EDD(t)-CV_设定值(t+Δt))+β

以这种方式，术语CV_设定值(t+Δt)预见了输出量设定值的未来变化。这种解决方法可以提供不可忽略的额外灵活性来优化设备的使用。

根据一个优选的实施方案，所述延迟函数是下面的类型：

{H (S) = [\frac{1}{1 + \frac{V}{nQ} s}]}^{n}

-n是在所述一个或多个反应器中的分布调节参数；

-V是所述一个或多个反应器的表观容积；

-Q是所述待处理水的供应流量；

-s是变量t的拉普拉斯变换。

这个函数与拉普拉斯空间中的一系列n个完美搅拌的反应器(RPA)的传递函数对应，其中n是正整数。

这里描述的这个相延迟函数是以一系列完美搅拌的反应器(RPA)的数学形式，其参数是流量和容积。该流量从属于柱过滤流量，因为仅仅使用表观容积V来调节该函数。

更一般地说，可以使用任何利用理想反应器降递函数组合的数学表达式。

因此，在其它可能的实施方案中，相延迟函数可以是不同类型。

例如，这个函数可以表示成代表一系列四个RPAs的传递函数的形式，其中n＝4。

根据一个有利的解决方案，该方法包括至少一个测量输出含量(Cv_s)和/或所述处理水中含有的溶解铵浓度的步骤。

在这种情况下，优选使用所述输出含量(Cv_s)的所述测量通过应用下面的等式来调节所述设定值：

Cv_设定值(t)-Cv_s＝误差(t)

其中

信号e(t)定义为：

e(t)＝[NH₄]_设定值(t)-[NH₄]_s(t)

其中h_mat是所述反应器中所述生物物质的高度而S是所述一个或多个反应器的表面积，h_mat和S的积所得体积代表所述生物反应器的曝气体积。

这个公式由含量计算导出，这个公式中的e(t)代表设定值[NH₄]_设定值(t)和输出测量[NH₄]_s(t)之间的浓度差。

本发明提供了使用这种类型的反馈系统对预测模型的连续修正，因此它总是与实际一致。

因而，通过加入反馈项可以补偿趋势曲线模型中的误差或者不可测扰动。可以使用具有趋势曲线的闭合环路来得到比单独“前馈”或者“反馈”调节器更好的结果。

因此，该反作用的特定特征之一在于误差评估。

它不只是输出处溶解铵的测量结果与设定值之间的差(表示为e(t))，而且是输出含量和设定含量之间的差(表示为误差(t))。

虽然e(t)和误差(t)之间有关联，但这些两个参数之间的区别是根本的。

根据第一个实施方案，连续进行对输出含量(CV_s)和/或所述处理水中含有的溶解铵浓度的测量。

调节器在计算将应用的操作中隐含考虑了供应流量的变化。

根据一个优选实施方案，该方法包括对信号e(t)进行变换步骤，使得：

-如果e＞0，f(e)＝e

-如果e≤0，f(e)＝1-exp(-k，e)，其中k＞0。

注意到k提供了一种对信号变换强度分级的方法。

因而，使用信号e(t)的变换进行了改善。铵的输出浓度不严格是气体流量线性函数，因为它受限于0。例如，当设定值为2mg N-NH₄/L时，测量结果和设定值之间的误差可以仅考虑了[-2，+^∞]区间内的值，并且在这种情况下存在不希望的调节区间的不对称。

因此，这样的变换可以考虑这种不对称性。

这种变换提供了一种当调节器的反应接近下限时放大其的方法。

在设定值等于2mg N-NH₄/L的情况下，如果k＝1，这时误差将等于[-6.4，+^∞]区间内的值。

因而，由于这种操作条件增益的增加，以系统的弱不稳定性为代价限制饱和效应。

可以设想其它的变换例如f(x)＝x²，其可以当接近设定值时提供小的控制变化，和当距离设定值的误差增加时较大的变化。

最后，反馈或者前馈调整回路的使用提供了增强的安全性，因为该控制是几个信号的组合。当一些信息丢失时，其它的信息仍然可以提供调节，尽管其性能较低。

本发明也涉及用于上面所述的包括在生物反应器的同一个腔中硝化和反硝化相的水处理方法的设备，所述反应器包括通过空气注入曝气的生物物质和调节所述注入空气速度的装置，

其特征在于它包含

-连续测量所述的进入含量的装置；

-设置输出含量和/或输出浓度(Cv_设定值)的设定值的装置；

-基于控制法则设计对所述调节装置作用的计算装置，其中通过时间补偿特别权衡所述的测量输入含量根据其作为时间的函数推导对待注入的空气速度的控制，所述的空气注入是连续的且所述的硝化和反硝化过程基本上是同时的。

这样的计算装置可以包括软件工具的使用。

还可以注意到本发明没有使用任何溶解氧测量或者设定值来实现这些目标。

根据一个优选实施方案，该设备包含反作用回路，该反作用回路包含测量输出含量(CV_s)和/或所述处理水中含有的溶解铵的浓度的装置，以及比较所述输出含量与所述输出含量设定值的装置。

在这种情况下，所述的比较装置优选与所述的计算装置相关联以调节所述的控制法则中使用的所述设定值。

在阅读了作为说明性和非限制实施例给出的本发明的优选实施方案和附图的下面描述之后，本发明的其它的特定特征和优点将变得更加更清楚，其中：

-图1是显示在缓冲水中，在恒定含量下铵浓度变化的曲线图；

-图2显示了空气速度作为计算的生物过滤器除去含量的函数的两条记录；

-图3是显示生物过滤器的经验和理论空气需求的比较的图；

-图4是根据本发明的试验性单元的图解视图；

-图5是根据本发明的“反馈/前馈”调节区段的图解视图；

-图6显示了使用根据本发明的方法利用固定的供应流量和再循环率获得的记录曲线；

-图7显示了使用根据本发明的方法利用变化的供应流量和固定的再循环率获得的记录曲线；

-图8显示了使用根据本发明的方法利用变化的供应流量和再循环率获得的记录曲线；

下面通过使用如图4中所示的试验性单元进行测试来论证根据本发明的方法的效率。

可以看到，这个单元由两个内部直径为29cm的高5m的有机玻璃圆柱组成。用来同时进行硝化/反石硝化(NDN)测试的材料高度(hmat)为2.75m并且在其中使用的球的平均直径为3.34mm±0.19mm。

从城市水网获得处理的污水；在通过重力被送到持久搅拌的30升缓冲罐42中之前首先使其沉降(分层沉降罐)。然后通过两个SEEPEX泵提升流入液装满两个增压圆柱。这些提供了2.40mCe的最大可得压力损失。

在硝化/反硝化框架中再次使用处理水的一部分43供应给试验性单元。在增压圆柱中将该水与供应水混合。再一次，使用两个Seepex泵再循环所需的流量。

从两个圆柱输出的未再循环的处理水44在普通的10升罐中混合，从其中取样进行分析。在这个配置中，该试验性单元的运行类似于包含两个过滤单元的现场。该处理因此是均匀的并且在线测量是多余的。

使用位于距每个圆柱底部20cm的两个空气支管(没有显示)连续但是可变地注入处理过的空气遍及反应器，并且使用每一个底部的两个其它的孔用于冲洗空气的注入。在这两种情况下，由压缩空气网确保空气生产。

在测试期间基于全部的材料计算的应用量在0.3和0.6kg N-NH₄/m³/D之间且平均0.45kgN-NH₄/m³/D，对于平均125％的再循环率相应的平均水供应流速V_水是1.2m/h。这个比率不同于传统的NDN(也就是说具有曝气区域和非曝气区域的反应器)，因为牵涉的效率不同。

三个研究案例说明了本发明的性能。首先(图6)论证了具有固定流量和固定再循环率的调节的效率。第二(图7)说明了具有变化的流量和固定的再循环率的调节的性能。和第三(图8)显示了具有变化的流量和变化的再循环率的调节获得的结果。

因此图6显示了通过预见空气需求来消除每日峰值含量。不同于现有技术中所发生的，在峰含量之前或者之后没有过低或者过高曝气区域。因此，没有使反硝化抑制来获得硝化的目标，因为曝气控制提供了全天精确维持相同铵浓度的途径。

看到根据本发明的调节在变化的供应流量条件下正确运行并预见到峰含量(图7)。除去其间该含量使得已经达到空气速率的饱和的短时期。减少曝气使得它不超过15Nm/h以便作为装置主要部分的代表。

最后，当以可变化的供应流量和可变化的再循环率(图8)使用时，其不是典型的工业装置，结果变差但是仍好于现有技术。

使用与根据本发明方法的优选实施方案对应的图5中所示类似的调节区段获得这些结果。

如图所示，将被处理的水51直接引入生物反应器52，使供应流量Q和输入含量数据与这将被处理的水联系。应记得根据本发明的原理，硝化和反硝化过程在反应器的同一腔中发生(反应器实际上积具有一个隔室)并且这些硝化和反硝化过程基本上是同时发生的。

使用被称作“前馈”调节器的第一调节器53对这将被处理的水进行测量，尤其是对C_VEDD之间的含量进行连续测量。

该调节器还接收关于输出含量设定值Cv_设定值的信息。

被称作“反馈”调节器的另一个调节器54收集信息并且尤其是连续测量的输出含量C_VS。

调节器54也接收关于输出量设定值Cv_设定值的信息。

用于反作用回路的调节器可以是PID(比例积分微分调节器)类型或者PFC(预测函数控制)类型。

设定这些调节器使得每一个输出命令。对相应的命令进行处理以便通过应用作为时间函数的空气速度控制法则作用于空气速度V_空气：

V空气(t)＝α×(H(t)*Cv_EDD(t)-Cv_设定值(t))+β+V空气_反作用

如上所述，通过测量或者通过计算可以得到系数α和β。

V空气反作用对应于通过反作用回路中的调节器计算的必需空气流量的变化。

此外，在先前描述的试验性单元的情形中，相延迟函数H(s)如下表示：

H (s) = {[\frac{1}{1 + \frac{V}{4 Q} s}]}^{4}

此外，通过与下面指示对应的计算获得来自调节器54的命令输出。

Cv_设定值(t)-Cv_s＝误差(t)

其中，

符号e(t)定义为：

e(t)＝[NH₄]_设定值(t)-[NH₄]_s(t)

根据上面提到的参数(V_水＝1.2m/h和h_mat＝2.75m)，误差(t)定义如下：误差(t)＝1.05×10^-2e(t)

Claims

1、水处理方法，使用生物反应器以除去所述水中含有的被称作输入含量的氮污染，所述反应器结合通过空气注入曝气的生物物质，所述的方法包括调节所述的注入空气速度的至少一个步骤，

其特征在于：它包括对所述水中含有的N-NH₄(CV_EDD)的输入含量的连续测量，通过时间补偿测量和权衡所述输入含量来推导对作为时间函数的所述待注入的空气速度V空气的控制。

2、根据权利要求1所述的水处理方法，其特征在于：所述的一个或多个调节步骤基于作为时间函数的、下面的空气速度控制法则：

V空气(t)＝α(H(t)*Cv_EDD(t)-Cv_设定值)+β，

3、根据权利要求1或者2所述的水处理方法，其特征在于：所述的一个或多个调节步骤基于如下控制法则：

V空气(t)＝α(H(t)*Cv_EDD(t)-Cv_设定值)+β。

4、根据权利要求3或者4所述的水处理方法，其特征在于：所述的相延迟函数是下面的类型：

H (S) = {[\frac{1}{1 + \frac{V}{nQ} s}]}^{n}

其中

-n是在所述一个或多个反应器中的分布调节参数；

-V是所述一个或多个反应器的表观容积；

-Q是所述待处理水的供应流量；

-s是变量t的拉普拉斯变换。

5、根据权利要求1-4任一个所述的水处理方法，其特征在于：它包括测量输出含量(CV_s)和/或所述待处理的水中含有的溶解铵浓度的至少一个步骤。

6、根据权利要求5所述的水处理方法，其特征在于：通过下面公式的应用优选使用所述的输出含量(CV_s)的所述测量来调节所述的设定值：

Cv_设定值(t)-Cv_s＝误差(t)

其中，

误差

(t) = \frac{24 xQxe (t)}{(1000 x 1000 x h_{mat} xS)}

符号e(t)定义为：

e(t)＝[NH₄]s(t)-[NH₄]_设定值(t)，

h_mat是所述反应器中所述生物物质的高度而S是所述一个或多个反应器的表面积，h_mat和S的积所得体积表示所述生物反应器的曝气体积。

7、根据权利要求5或者6所述的水处理方法，其特征在于：连续进行输出量(CV_s)和/或所述的处理水中含有的溶解铵浓度的测量。

8、根据权利要求5或者6所述的水处理方法，其特征在于：它包含对所述符号e(t)进行的变换步骤，使得：

-如果e＞0，f(e)＝e

-如果e≤0，f(e)＝1-exp(-k，e)，其中k＞0。

9、用于权利要求1-8任一个所述的水处理方法的设备，包括至少一个反应器，该反应器包含通过空气注入曝气的生物物质和调节所述注入空气速度的装置，

其特征在于它包含：

-连续测量所述的进入含量的装置；

-设置输出含量和/或输出浓度(Cv_设定值)的设定值的装置；

-基于控制法则设计对所述调节装置作用的计算装置，其中通过时间补偿具体权衡所述的测量的输入含量来根据其作为时间的函数推导对待注入的空气的速度的控制。

10、根据权利要求9所述的设备，其特征在于：它包含反作用回路，该反作用回路含有测量输出含量(CV_s)和/或所述的处理水中含有的溶解铵浓度的装置，和比较所述输出含量与所述输出含量设定值的装置。

11、根据权利要求10所述的设备：其特征在于：所述的比较装置与所述的计算装置相关联以调节所述的控制法则中使用的所述设定值。