CN208413970U - 精确曝气控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及污水自动处理设备领域，具体涉及一种精确曝气控制系统，可实现缺支包装箱的自动排除与称重，提高生产环节的自动化。一种精确曝气控制系统，包括控制器、曝气池与鼓风装置，所述曝气池内设置曝气管，曝气管与鼓风装置连接，曝气池设置污泥浓度传感器与氧气含量传感器，所述污泥浓度传感器与氧气含量传感器均连接控制器，鼓风装置连接控制器。污泥浓度传感器与氧气含量传感器可检测曝气池内污泥与氧含量，控制器根据测得信息来调整鼓风机风量，使曝气量满足即时工况的基本要求，避免不必要的电力消耗，以实现节约能源的效果。

Description

精确曝气控制系统

技术领域

本实用新型涉及污水自动处理设备领域，具体涉及一种精确曝气控制系统。

背景技术

生物处理工艺是目前广为采用的污水处理技术，其过程是一个复杂的生化过程，曝气控制(溶解氧控制)是其中一个非常重要的环节。不同的工艺，对曝气控制方式也有所不同，但是在几乎所有的采用生物处理工艺的污水厂中，曝气始终是最重要的能耗环节。从一些国内的污水处理厂耗电量来，曝气占据了总耗电量的50-70％，所以曝气系统是整个污水厂节能降耗运行的关键环节。传统处理方式中曝气量恒定，曝气系统造成较多的能源浪费。

实用新型内容

本实用新型提供一种精确曝气控制系统，可实现缺支包装箱的自动排除与称重，提高生产环节的自动化。

本实用新型采用的技术方案为：

一种精确曝气控制系统，包括控制器、曝气池与鼓风装置，所述曝气池内设置曝气管，曝气管与鼓风装置连接，曝气池设置污泥浓度传感器与氧气含量传感器，所述污泥浓度传感器与氧气含量传感器均连接控制器，鼓风装置连接控制器。污泥浓度传感器与氧气含量传感器可检测曝气池内污泥与氧含量，控制器根据测得信息来调整鼓风机风量，使曝气量满足即时工况的基本要求，避免不必要的电力消耗，以实现节约能源的效果。

优选的，所述曝气池设置进水流量计与液位计，所述进水流量计与液位计均连接控制器。控制器还可根据进水流量及液位调整曝气量。

优选的，所述曝气管与鼓风装置通过空气管路连接，所述空气管路设置压力传感器与空气流量计，所述压力传感器与空气流量计均连接控制器。压力传感器与空气流量计可检测曝气系统的空气流动情况，并反馈给控制器。

其中，所述空气管路设置流量调节阀，所述流量调节阀与控制器连接。流量调节阀的开闭可调整气体气压，配合鼓风装置调整曝气量。

优选的，所述曝气管包括内管与外管，所述内管与外管转动连接，外管表面均布多个出气孔，内管设置气体通道，所述内管连接鼓风装置，外管连接驱动装置。外管可转动，使曝气更加均匀，同时使曝气池内检测设备的检测结果更加准确。

其中，所述驱动装置包括带轮与皮带，外管通过带轮与皮带连接电机。电机可带动驱动装置，实现外管的转动曝气。

本实用新型根据曝气池内污水水质、水量等相关参数，自动调整鼓风量及空气压强，使曝气量在满足污水处理的基本要求的情况下，调整曝气量，避免不必要的能源浪费。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是曝气管结构示意图；

图中：1-控制器，2-曝气池，3-曝气管，4-鼓风装置，5-进水流量计，6-污泥浓度传感器，7-液位计，8-氧气含量传感器，9-空气管路，10-压力传感器，11-流量调节阀，12-空气流量计，13-电机，14-外管，15-内管，16-出气孔，17-气体通道，18-带轮，19-皮带。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式做进一步详细描述。

如图1图2所示，一种精确曝气控制系统，包括控制器1、曝气池2与鼓风装置4，曝气池2内设置曝气管3，曝气管3与鼓风装置4连接，鼓风装置4与控制器1连接。

曝气池2设置进水流量计5、污泥浓度传感器6、液位计7与氧气含量传感器8，所述进水流量计5、污泥浓度传感器6、液位计7与氧气含量传感器8均连接控制器1。

鼓风装置4与曝气管3通过空气管路9连接，空气管路9设置压力传感器10、流量调节阀11与空气流量计12，所述压力传感器10、流量调节阀11与空气流量计12均连接控制器1。

所述曝气管3包括外管14与内管15，所述外管14与内管15转动连接，外管14表面均布多个出气孔16，内管15设置气体通道17，内管15连接空气管路9，外管14连接驱动装置，驱动装置包括带轮18、皮带19与电机13，带轮18与外管14连接。

本实用新型工作过程如下：

控制器1根据进水流量计5、污泥浓度传感器6、液位计7与氧气含量传感器8测得的数据调整鼓风装置4的功率，从而改变曝气管3的曝气量，控制器1根据压力传感器10与空气流量计12测得的数据调整流量调节阀11的开度。外管14通过驱动装置可进行转动，在曝气过程中使曝气更加均匀。

AVS(Aeration Volume control System)精确曝气系统是一个智能控制系统，旨在为生物处理工艺提供精确曝气，即实现精确溶解氧(DO)控制。AVS的核心是生物处理过程建模(ASM模型)和鼓风曝气精确配气调节，在控制过程中其模型会根据系统的在线数据进行自动的优化调整。

AVS可以使各种复杂的供气方案得以实现，间歇曝气、微量曝气、正常曝气、溶解氧分布控制等。帮助用户实现工艺的精细调节。AVS还可以根据当前需要的曝气量，通知鼓风机主控(MCP)进行风量调节，使鼓风机节能运行，防止发生喘震等异常情况，节约鼓风机电耗。

生物处理过程是通过人为地维持好氧/厌氧环境，使曝气池中的微生物持续特定的生化过程，去除或降低污水中的目标物质，从而达到排放要求。传统方法因缺乏依赖精确模型的控制策略，造成过量曝气或DO控制波动过大，控制效果不佳，易造成去除率的波动。AVS以精确模型为基础，以曝气流量控制为目标，实现DO精确控制。

生物处理工艺中，DO是快时标变量，其动力学特性是非线性和时变的，传统控制方式无法及时准确地应对各种扰动的影响，要达到精确控制必须建立可靠的动力学模型。AVS针对污水生物处理过程建模，通过对特定污水厂的历史运行数据或在线运行数据进行分析处理，确定该污水厂生物处理过程的一些特征参数和补偿参数；再通过仿真，检验这些特征参数的有效性。

针对常见扰动输入如水量变化、水质变化、PH值变化等，AVS通过生物处理过程模型块和历史数据综合处理，得出系统需要的曝气量提前进行反操作，而不是等到DO发生变化后再进行调节；对曝气流量调节性能和空气压力损失的关系进行了平衡，得到最优阀门开度组合(最小的压力损失)，给出鼓风机允许的最小输出压力；曝气流量控制为基本就地控制回路，由电动流量调节阀、热值气体流量计和模型给定的瞬时设定流量组成回路，可快速、准确地根据实际的负荷波动按需供气，使生物池的每一部分都能达到高效，从而稳定解溶氧，达到精细控制。

电动流量调节阀在全开的情况下压力损失比较小，但随着开度的减小压力损失会逐步上升。出于优化运行和节能的考虑，需要尽量使电动流量调节阀在大开度工况条件下工作，对流量调节性能和空气压力损失的关系进行平衡，减少因压力损失造成的能源损耗，寻找最优阀门开度组合(最小的压力损失)，并在此条件下给出鼓风机允许的最小输出压力。液位是另一个重要因素，较低的液位意味曝气头出口压力低，会诱导气体从压力低的地方释放，使较过高的液位供气不足，甚至会发生液位过高，以至于无法曝气。污水厂每日进水的时间分布特性导致生物池液位经常产生波动，所以实际控制中必须考虑这个因素。

模型是对污水厂生物处理工艺主要特征的抽象和再现，AVS据此可以对处理过程中各种扰动进行及时判度并适当应对，以达到精确控制的效果。污水厂是一个开放的系统，必然受到环境的影响；除此之外，污水厂的进水变化也具有一定的趋势性，这些因素无一不造成了污水处理模型特征数值的变化，AVS需要能够及时跟踪这些变化，并对自身的模型做出响应的调整才能保证其模型控制的精确性。在运行的过程中，AVS不断地将运行数据采集到模型特征数据库里面，利用该数据库里面的数据定期进行模型的自整运算，保证了模型不至于随时间和环境的变化而偏离真实。

Claims (6)

1.一种精确曝气控制系统，其特征在于：包括控制器、曝气池与鼓风装置，所述曝气池内设置曝气管，曝气管与鼓风装置连接，曝气池设置污泥浓度传感器与氧气含量传感器，所述污泥浓度传感器与氧气含量传感器均连接控制器，所述鼓风装置连接控制器。

2.根据权利要求1所述的精确曝气控制系统，其特征在于：所述曝气池设置进水流量计与液位计，所述进水流量计与液位计均连接控制器。

3.根据权利要求1所述的精确曝气控制系统，其特征在于：所述曝气管与鼓风装置通过空气管路连接，所述空气管路设置压力传感器与空气流量计，所述压力传感器与空气流量计均连接控制器。

4.根据权利要求3所述的精确曝气控制系统，其特征在于：所述空气管路设置流量调节阀，所述流量调节阀与控制器连接。

5.根据权利要求1所述的精确曝气控制系统，其特征在于：所述曝气管包括内管与外管，所述内管与外管转动连接，外管表面均布多个出气孔，内管设置气体通道，所述内管连接鼓风装置，外管连接驱动装置。

6.根据权利要求5所述的精确曝气控制系统，其特征在于：所述驱动装置包括带轮与皮带，外管通过带轮与皮带连接电机。