CN203350734U - 污水处理过程溶解氧浓度控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种污水处理过程溶解氧浓度控制系统，应用于污水处理厂，污水处理厂包括：曝气池和二沉池，二沉池与曝气池相连通，该系统包括：进气阀；通过进气阀与曝气池相连通的空压机；设置在曝气池内的氧浓度传感器；设置在曝气池内的pH传感器；设置在二沉池内的浊度传感器；数据采集端分别与氧浓度传感器、pH传感器和浊度传感器相连接的PLC控制器；与PLC控制器相连接，接收PLC的采集数据，根据采集数据生成开度指令且通过PLC控制器发送给进气阀的微处理器。该系统通过优化的控制算法实现曝气池溶解氧浓度的精确控制，实现空气流量的优化输入，从而降低风机电能消耗，节约能源，提升经济效益，自动化生产还可以提高生产效率。

Description

污水处理过程溶解氧浓度控制系统

技术领域

本申请涉及污水处理技术领域，特别是涉及一种污水处理过程溶解氧浓度控制系统。

背景技术

现有的污水处理过程中，对溶解氧浓度的调节多采用人力手工或半自动操作，调节方式主要依靠操作员的经验进行，这就导致生产过程中无法准确确定曝气池中的PH值、曝气量、以及二沉池浊度，曝气时间也不固定，最终将直接影响处理过程除碳和除氮的质量，从而引起出水水质不稳定。

实用新型内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种污水处理过程溶解氧浓度控制系统，以实现准确对溶解氧浓度进行控制，提高污水处理效率。

为了实现上述目的，本申请实施例提供的技术方案如下：

一种溶解氧浓度控制系统，应用于污水处理厂，所述污水处理厂包括：曝气池和二沉池，所述二沉池与所述曝气池相连通，所述溶解氧浓度控制系统包括：

进气阀；

通过所述进气阀与所述曝气池相连通的空压机；

设置在所述曝气池内的氧浓度传感器；

设置在所述曝气池内的PH传感器；

设置在所述二沉池内的浊度传感器；

数据采集端分别与氧浓度传感器、PH传感器和浊度传感器相连接的PLC控制器；

通过数据交互接口与所述PLC控制器相连接，接收所述PLC控制器的采集数据，根据所述采集数据生成开度指令且通过PLC控制器发送给所述进气阀的微处理器。

优选地，所述氧浓度传感器为多个，多个所述氧浓度传感器均匀分散设置在所述曝气池内。

优选地，所述PH传感器为多个，多个所述PH传感器均匀分散设置在所述曝气池内。

优选地，所述浊度传感器为多个，多个所述浊度传感器均匀分散设置在所述二沉池内。

优选地，所述PLC控制器内设置有分别与多个氧浓度传感器、多个PH传感器和/或多个浊度传感器相连接，用于将计算氧浓度均值、PH均值和/或浊度均值的均值计算器。

优选地，所述微处理器还包括：用于根据氧浓度数据进行PID调节得到稳定的开度指令的PID控制器。

优选地，所述进气阀内设置有执行机构，所述执行机构与所述PLC控制器的输出控制端相连接，根据所述开度指令控制所述进气阀的开度。

优选地，进气阀为电动控制阀。

由以上技术方案可见，本申请实施例提供的该污水处理过程溶解氧浓度控制系统，通过优化的控制算法实现曝气池溶解氧浓度的精确控制，实现空气流量的优化输入，从而降低风机电能消耗，节约能源，提升经济效益，自动化生产还可以提高生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例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申请中记载的一些实施例，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为本申请实施例提供的一种污水处理过程溶解氧浓度控制系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的微处理器的一种控制算法的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

图1为本申请实施例提供的一种污水处理过程溶解氧浓度控制系统的结构示意图。

图中，污水处理厂包括：曝气池3和二沉池7，其中，二沉池7与曝气池3相连通，并且曝气池3的作用是提供一定污水停留时间，满足好氧微生物所需要的氧量以及污水与活性污泥充分接触的混合条件，利用活性污泥中的微生物对污水进行处理，而二沉池7的作用主要是使污泥分离，使混合液澄清、浓缩和回流活性污泥。其工作效果能够直接影响活性污泥系统的出水水质和回流污泥浓度。

如图1所示，该污水处理过程溶解氧浓度控制系统包括：空压机1、进气阀2、氧浓度传感器4、PH传感器5、浊度传感器6、PLC控制器8和微处理器9。

空压机1通过进气阀2与曝气池3相连通，空压机1的作用是将空气输入到曝气池3内，提高曝气池3内的溶解氧浓度，以便于微生物对污水进行处理。

为了提高曝气池内的溶解氧浓度，位于曝气池3内的出气口位于曝气池3内的液面以下，在本申请实施例中，位于曝气池3内的出气口可以位于曝气池3内的中心位置。另外，在本申请其他实施例中，位于曝气池3内的出气口还可以为多个，并且多个出气口均匀分散设置在曝气池3的内壁上。

进气阀2为可调式进气阀，其作用是控制空压机1输入到曝气池3内的空气量，进而调节曝气池3内的溶解氧浓度。

氧浓度传感器4和PH传感器5均设置在曝气池3内，氧浓度传感器4的作用是检测曝气池3内污水的溶解氧浓度，PH传感器5的作用是检测曝气池3内污水的PH值。在本申请实施例中，氧浓度传感器4和PH传感器5均位于曝气池3内液面下，且位于曝气池3的中心位置。

由于对曝气池3内的中心位置或其他某一个位置的溶解氧浓度或PH值进行检测，并不能反应出整个曝气池3内的整体情况，为此，在本申请其他实施例中，氧浓度传感器4和PH传感器5可以分别为多个，并且多个氧浓度传感器4均匀分散设置在所述曝气池3内，同样，多个PH传感器5均匀分散设置在曝气池3内。这样就可以利用多个氧浓度传感器4的检测值的均值来确定曝气池3内的溶解氧浓度，利用多个PH值传感器5的检测值的均值来确定曝气池3内的PH值。

在本申请实施例中，氧浓度传感器4和PH传感器5可以固定在曝气池内固定深度位置，但由于曝气池3内的液面会随着污水处理过程而出现高低变化，为此，该污水处理过程溶解氧浓度控制系统还可以包括：漂浮装置，在漂浮装置上设置有浮子，并且曝气池3内垂直方向设置有滑轨，漂浮装置可以沿所述滑轨上下滑动，氧浓度传感器4和PH传感器5均设置在漂浮装置下方的支撑杆上。采用上述设计，当曝气池内的液面出现变化时，漂浮装置可以在浮子以及滑轨的作用下，自由上下浮动，并且氧浓度传感器4和PH传感器5均设置在漂浮装置下方的支撑杆上，即可以保证氧浓度传感器4和PH传感器5保持位于曝气池3内的液面以下。

浊度传感器6设置在二沉池7内液面以下，并且位于二沉池7的中心位置。由于对二沉池7内的中心位置或其他某一个位置的浊度进行检测，并不能反应出整个二沉池7内的整体情况，同样，在本申请其他实施例中，浊度传感器6也可以为多个，并且多个浊度传感器6均匀分散设置在二沉池7内。为了保证浊度传感器6始终位于液面以下，同样，在二沉池7内也可以设置漂浮装置，并且在二沉池7内设置有滑轨，且浊度传感器6设置在漂浮装置下方的支撑杆上，这样就可以保证无论二沉池7内液面如何变化，浊度传感器6均位于二沉池7内。

PLC控制器8的数据采集端分别与氧浓度传感器4、PH传感器5以及浊度传感器6相连接，用于采集曝气池3的溶解氧浓度、PH值数据以及二沉池7内的浊度数据。

微处理器9通过数据交互接口与PLC控制器相连接，微处理器9用于接收所述PLC的采集数据，根据溶解氧浓度、PH值以及浊度数据生成开度指令且发送给PLC控制器8。

PLC控制器8的输出控制端与进气阀2相连接，用于将开度指令发送给进气阀2，进而控制进气阀2的开度大小。通过控制进气阀2的开度大小，可以控制输送到曝气池3内的空气量，进而调节溶解氧浓度，提高微生物处理污水的效率。

在本申请实施例中，在进气阀2上设置有执行机构，并且执行机构与所述PLC控制器8的输出控制端相连接，根据所述开度指令控制所述进气阀2的开度。另外，在具体应用中，进气阀2可以为电动控制阀。

如图1所示，微处理器9包括：操作系统10、数据库MySQL11和Matlab软件12。

另外，为了实现溶解氧浓度最优控制，该微处理器9内还可以包括PID控制器，如图2所示，微处理器9的控制实施方式为：

（1）将传感器实测浓度与DO设定值进行比较，得到控制误差，送入控制器，实现空气流量的调整，从而实现曝气过程中溶解氧浓度始终稳定于设定值左右；

（2）Matlab软件12用于过程的模拟与参数的计算，实现模型辨识，并最终转化为最优控制问题，完成最优PID参数的计算，送入PID控制器；

整个过程不断的重复进行模型预测、滚动优化和反馈校正等步骤，实现污水生物处理过程曝气池溶解氧浓度的精确控制，并有效节约曝气能耗，降低处理成本。

由以上技术方案可见，本申请实施例提供的该污水处理过程溶解氧浓度控制系统，通过优化的控制算法实现曝气池溶解氧浓度的精确控制，实现空气流量的优化输入，从而降低风机电能消耗，节约能源，提升经济效益，自动化生产还可以提高生产效率。

以上对本申请所提供的一种该污水处理过程溶解氧浓度控制系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

需要说明的是，在本文中，诸如“大于”或“超过”或“高于”或“小于”或“低于”等之类的关系描述，均可以理解为“大于且不等于”或“小于且不等于”，也可以理解为“大于等于”或“小于等于”，而不一定要求或者暗示必须为限定的或固有的一种情况。

另外，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

需要说明的是，以上所述仅仅是本申请技术方案的一部分优选具体实施方式，使本领域技术人员能够充分理解或实现本申请，而不是全部的实施例，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，基于以上实施例，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理，不做出创造性劳动前提下，还可以做出多种显而易见的修改和润饰，通过这些修改和润饰所获得的所有其他实施例，都可以应用于本申请技术方案，这些都不影响本申请的实现，都应当属于本申请的保护范围。因此，本申请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 (8)

1.一种污水处理过程溶解氧浓度控制系统，应用于污水处理厂，所述污水处理厂包括：曝气池和二沉池，所述二沉池与所述曝气池相连通，其特征在于，

所述污水处理过程溶解氧浓度控制系统包括：

进气阀；

通过所述进气阀与所述曝气池相连通的空压机；

设置在所述曝气池内的氧浓度传感器；

设置在所述曝气池内的PH传感器；

设置在所述二沉池内的浊度传感器；

数据采集端分别与氧浓度传感器、PH传感器和浊度传感器相连接，输出控制端与所述进气阀相连接的PLC控制器；

通过数据交互接口与所述PLC控制器相连接，接收所述PLC控制器的采集数据，根据所述采集数据生成开度指令且通过PLC控制器发送给所述进气阀的微处理器。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述氧浓度传感器为多个，多个所述氧浓度传感器均匀分散设置在所述曝气池内。

3.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于，所述PH传感器为多个，多个所述PH传感器均匀分散设置在所述曝气池内。

4.根据权利要求3所述的控制系统，其特征在于，所述浊度传感器为多个，多个所述浊度传感器均匀分散设置在所述二沉池内。

5.根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于，所述PLC控制器内设置有分别与多个氧浓度传感器、多个PH传感器和/或多个浊度传感器相连接，且用于将计算氧浓度均值、PH均值和/或浊度均值的均值计算器。

6.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于，所述微处理器还包括：用于根据氧浓度数据进行PID调节得到稳定的开度指令的PID控制器。

7.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，所述进气阀内设置有执行机构，所述执行机构与所述PLC控制器的输出控制端相连接，根据所述开度指令控制所述进气阀的开度。

8.根据权利要求7所述的控制系统，其特征在于，进气阀为电动控制阀。

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