CN205676222U - 用于Orbal氧化沟的精确曝气控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于Orbal氧化沟的精确曝气控制系统，包括设备层、自动化层及智能监控层；设备层包括转碟、Orbal氧化沟及沉淀池，自动化层包括进水仪表、生物池仪表、出水仪表、变频器和PLC控制系统，智能监控层包括上位机监控系统、参数输入、Orbal工艺仿真和表面曝气设备仿真，基于Orbal工艺仿真和表面曝气设备仿真实现精确曝气控制，工艺仿真模型能够根据进水水质、进水量和生物池中溶解氧的变化动态计算需氧量，由表面转碟模型动态计算出设备的精确控制参数，从而使生物池处在最优化的运行状态，出水达到既定的污水排放标准，从而减少转碟的耗电量、节约运营成本。

Description

用于Orbal氧化沟的精确曝气控制系统

技术领域

本实用新型涉及城市污水处理自动控制领域，具体涉及一种用于Orbal氧化沟的精确曝气控制系统。

背景技术

Orbal氧化沟是氧化沟工艺的一种类型，氧化沟又名连续循环Orbal氧化沟，是活性污泥法的变形。氧化沟工艺因其出水水质好、运行稳定、管理方便等技术特点，是国内生活污水处理和工业污水处理采用最多的工艺。曝气是整个污水处理工艺的核心，能耗占整个污水处理厂的40％-50％，然而在国内氧化沟工艺的发展过程中，大部分污水处理厂的运行水平还停留在人工阶段，只要出水能达到排放标准，曝气量基本不会改变。由于研究不足，使得目前国内氧化沟工艺还普遍存在转碟性能不高、缺乏系统的运行标准和技术规范、工艺自动运行控制水平不高等问题，无论新厂建设还是提标改造，都迫切需要优化的运行技术和先进的设备。

在目前的曝气控制技术中，大多数污水处理厂采用溶解氧浓度检测仪和转碟作为一个闭环反馈回路。当溶解氧浓度大于设定值，调小转碟的运行频率；当溶解氧浓度过大时，调大转碟的运行频率。上述控制方法只有在进水水质稳定、生物池溶解氧分布均匀的理想状态才能起到作用，而实际污水处理厂运行中，进水水质波动很大，进水量在不同时期也是不一样的，这样对生物池中的曝气量要求也不一样，而且氧化沟中溶解氧分布及其不均，离转碟近的溶解氧值高，离转碟远的溶解氧值低，依靠在某点测量的溶解氧值是很难反应整个氧化沟的溶解氧分布情况，所以依靠溶解氧一个变量来调节曝气量，很难保证氧化沟稳定运行。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种用于Orbal氧化沟的精确曝气控制系统，可实现Orbal氧化沟工艺的动态需氧量分析和转碟的精确控制，使得氧化沟中的溶解氧浓度达到工艺设计要求，出水稳定，达到国家污水排放标准，动态需氧量的分析可以对转碟运行参数进行优化，从而减少转碟的耗电量、节约运营成本。

为实现上述目的，本实用新型的技术内容叙述如下：

一种用于Orbal氧化沟的精确曝气控制系统，包括设备层、自动化层及智能监控层；设备层包括转碟、Orbal氧化沟及沉淀池，城市污水经Orbal氧化沟处理后进入沉淀池，然后经沉淀池处理后排出，Orbal氧化沟由内沟、中沟、外沟组成，内沟、中沟、外沟均连接有转碟；

自动化层包括进水仪表、生物池仪表、出水仪表、变频器及PLC控制系统，进水仪表、生物池仪表、出水仪表、变频器均与PLC控制系统连接，进水仪表用于监测城市污水的进水的COD、NH3和进水流量，生物池仪表用于监测Orbal氧化沟中的溶解氧和浊度，出水仪表用于监测沉淀池的排水的COD、NH3和排水流量，变频器通过调节运行频率来改变转碟的曝气量；

智能监控层包括上位机监控系统、参数输入、Orbal工艺仿真和表面曝气设备仿真，上位机监控系统用于采集仪表数据和设备状态，并负责与Orbal工艺仿真、表面曝气设备仿真及PLC控制系统进行数据交换，实现转碟的优化运行，参数输入用于设置Orbal氧化沟的工艺参数和转碟的设备参数，Orbal工艺仿真和表面曝气设备仿真根据仪表的数据和参数动态分析工艺运行状态，实时调节设备的运行参数。

优选的，所述的Orbal工艺仿真是根据进水的COD、进水的NH3、进水流量和Orbal氧化沟的设计参数来动态计算需氧量。

优选的，所述的表面曝气设备仿真是根据需氧量参数计算转碟需要转速，并通过上位机监控系统将转速下载到变频器中。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型基于Orbal工艺仿真和表面曝气设备仿真实现精确曝气控制，Orbal工艺仿真能够根据进水水质、进水量和生物池中溶解氧的变化动态计算需氧量，由表面曝气设备仿真动态计算出设备的精确控制参数，从而使生物池处在最优化的运行状态，出水达到既定的污水排放标准，通过动态调整表面转碟的供气量，从而减少转碟的耗电量、节约运营成本。

附图说明

图1是本实用新型的控制系统图。

具体实施方式

具体实施方式：

本实用新型以保持Orbal氧化沟最佳的生物特性状态及转碟的节能高效运行为控制目标，重点解决进水负荷动态变化时，Orbal氧化沟需氧量如何准确地动态计算，并根据需氧量实现转碟的精确控制，本实用新型需要与现场仪表和PLC控制系统相结合，精确曝气系统的结构图如图1所示。

在图1中主要有三层结构组成：设备层、自动化层和智能监控层。

由图1所示的设备层包括Orbal氧化沟、转碟及沉淀池，Orbal氧化沟由内沟、中沟、外沟组成，每个沟都会放置4个或者6个转碟分布在不同的地方，通过这些转碟不停的转动来满足整个Orbal氧化沟的需氧量。

由图1所示的自动化层包括进水仪表、生物池仪表、出水仪表、变频器和PLC控制系统，进水仪表、生物池仪表、出水仪表、变频器均与PLC控制系统连接，进水仪表用于检测城市污水的进水的COD、NH3和进水流量，生物池仪表用于检测Orbal氧化沟中的溶解氧和浊度，出水仪表用于检测排水的COD、NH3和排水流量，这些仪表均具有模拟量输出接口，通过硬连接线接入到PLC控制系统，变频器通过调节运行频率来改变转碟的曝气量，PLC控制系统与变频器通过RS485接口进行数据交换，可以精确改变变频器的运行参数。

由图1所示的智能监控层包括上位机监控系统、参数输入、Orbal工艺仿真和表面曝气设备仿真，上位机监控系统完成对Orbal氧化沟的管理、调度、集中操作、监视、系统功能组态、控制参数在线修改和设置、记录、报表生成及打印、故障报警及打印等功能，通过现场总线和PLC控制系统进行通信，并通过ActiveX控件实现与Orbal工艺仿真和表面曝气设备仿真进行数据交换，Orbal工艺仿真通过分析上位机监控系统中的仪表数据和工艺参数，动态分析Orbal氧化沟的曝气需氧量，通过表面曝气设备仿真计算出转碟的转速，上位机监控系统将转碟的转速转换成运行频率来调整曝气量。参数输入用于设置Orbal氧化沟的工艺参数和转碟的设备参数。

当然上述说明并非对本实用新型的限制，本实用新型也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种用于Orbal氧化沟的精确曝气控制系统，其特征在于，包括设备层、自动化层及智能监控层；设备层包括转碟、Orbal氧化沟及沉淀池，城市污水经Orbal氧化沟处理后进入沉淀池，然后经沉淀池处理后排出，Orbal氧化沟由内沟、中沟、外沟组成，内沟、中沟、外沟均连接有转碟；

自动化层包括进水仪表、生物池仪表、出水仪表、变频器及PLC控制系统，进水仪表、生物池仪表、出水仪表、变频器均与PLC控制系统连接，进水仪表用于监测城市污水的进水的COD、NH3和进水流量，生物池仪表用于监测Orbal氧化沟中的溶解氧和浊度，出水仪表用于监测沉淀池的排水的COD、NH3和排水流量，变频器通过调节运行频率来改变转碟的曝气量；

智能监控层包括上位机监控系统、参数输入、Orbal工艺仿真和表面曝气设备仿真，上位机监控系统用于采集仪表数据和设备状态，并负责与Orbal工艺仿真、表面曝气设备仿真及PLC控制系统进行数据交换，实现转碟的优化运行，参数输入用于设置Orbal氧化沟的工艺参数和转碟的设备参数，Orbal工艺仿真和表面曝气设备仿真根据仪表的数据和参数动态分析工艺运行状态，实时调节设备的运行参数。

2.根据权利要求1所述的一种用于Orbal氧化沟的精确曝气控制系统，其特征在于：所述的Orbal工艺仿真是根据进水的COD、进水的NH3、进水流量和Orbal氧化沟的设计参数来动态计算需氧量。

3.根据权利要求1所述的一种用于Orbal氧化沟的精确曝气控制系统，其特征在于：所述的表面曝气设备仿真是根据需氧量参数计算转碟需要转速，并通过上位机监控系统将转速下载到变频器中。