一种优化sbr工艺鼓风机频率的工程方法
【技术领域】
[0001]发明涉及一种适用于SBR工艺污水处理厂中的节能控制方法。更具体地说，本发明涉及一种优化SBR工艺污水处理厂中鼓风机运行频率的工程方法。
【背景技术】
[0002]城市污水处理厂是能源密集的行业之一，在保证出水水质达标的条件下，优化SBR工艺污水厂运行状态，提高污水厂能源利用率，对于节能降耗具有重要意义。SBR工艺是间歇式活性污泥处理系统的简称，又称序批式活性污泥处理系统，在活性污泥处理技术开创的早期，污泥处理系统即是按照间歇的方式运行的，但由于操作、技术等问题而被搁浅，随着自控技术的发展，该工艺被重新启用。
[0003]SBR工艺包括进水、反应、沉淀、排水、待机五个工序，构成一个处理周期。污水注入反应池，与反应池内接种污泥接触，鼓风机曝气充氧，同时使活性污泥与污水互相混合、充分接触，使活性污泥反应，有机物得以去除，然后经沉淀、排水、待机工序，完成一个污水处理周期。SBR工艺的绝大部分能耗集中于鼓风机进行曝气时产生的动力消耗，约占总能耗的60?80%左右，因此对于SBR工艺中对鼓风机进行曝气时产生的动力消耗进行降低，对SBR工艺的优化具有重要的意义，因此，SBR工艺节能降耗的主要环节在于鼓风机的调节与优化控制。对鼓风机而言，输入的电能主要用于充氧和混合，为节约能耗，在SBR污水处理过程中，需要控制鼓风机频率、曝气时间，在排水达标的前提下，及时调节鼓风机运行频率、及其启闭。
【发明内容】
[0004]本发明的一个目的是解决至少上述问题或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
[0005]本发明还有一个目的是提供一种优化SBR工艺鼓风机频率的工程方法，其建立以出水化学需氧量COD浓度为控制目标的控制系统，实现SBR工艺污水处理厂运行状态的节能优化，在出水达标的前提下，达到节约能耗的目的。
[0006]本发明还有一个目的是提供一种建立以进水化学需氧量COD浓度与反应池内化学需氧量浓度降至设定值所需达标风量为变量的辅助判断曲线的方法，通过辅助判断拟合曲线判定当前进水化学需氧量COD浓度降至设定值所需达标风量，根据达标风量调节鼓风机运行频率，保证出水达标的同时实现鼓风机的节能运行，实现鼓风机运行频率的智能控制，达到节能降耗的目标。
[0007]为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种优化SBR工艺鼓风机频率的工程方法，用于以出水水体化学需氧量的浓度为控制目标，实现SBR工艺污水处理厂运行状态的节能优化，包括以下步骤:
[0008]I)采集SBR工艺中的生产数据，储存入数据库，所述生产数据包括鼓风机风量、曝气时间与反应池内水体化学需氧量COD浓度；
[0009]2)建立以时间为横轴，以水体化学需氧量COD浓度为纵轴的不同风量下反应池内COD浓度变化的历史数据曲线，根据所述历史变化曲线获得反应池内进水水体化学需氧量COD初始浓度与所述反应池内初始水体化学需氧量COD浓度降低到设定值所需达标风量的关系数据，其中所述设定值Ctl为水体化学需氧量排放达标值；
[0010]3)固定曝气时间，以进水水体化学需氧量COD初始浓度与反应池内化学需氧量浓度降至所述设定值所需达标风量为变量建立辅助判断曲线；
[0011]4)获取当前进水水体化学需氧量COD初始浓度，通过所述辅助判断拟合曲线获得当前进水水体化学需氧量COD初始浓度降低至所述设定值所需达标风量，根据所述所需达标风量对鼓风机运行频率进行调整。
[0012]优选的是，其中，所述步骤2)具体包括:建立以时间为横轴，以反应池内水体化学需氧量COD浓度为纵轴的不同风量下反应池内水体化学需氧量COD浓度变化的历史数据曲线，所述历史数据曲线、固定曝气时间的垂直线和设定值Ctl水平线相交于一点，根据所述历史数据曲线与相交点对应数据获得反应池内进水水体化学需氧量COD初始浓度与所述反应池内进水水体化学需氧量COD初始浓度降低到设定值所需达标风量的关系数据。
[0013]优选的是，其中，所述步骤3)具体包括:以进水水体化学需氧量COD初始浓度为横坐标，反应池内化学需氧量COD初始浓度降至所述设定值所需达标风量为纵坐标，分布数据点，根据数据点以最小二乘法拟合获得进水水体化学需氧量COD初始浓度-所需达标风量的关系曲线，所述最小二乘法是一种数学优化技术，用于寻找数据的最佳函数匹配，可以简便地求得未知的数据，并使得求得的数据与实际数据之间误差的平方和为最小。
[0014]优选的是，其中，所述步骤4)具体包括:获取当前进水水体化学需氧量COD初始浓度，通过辅助判断拟合曲线计算获得当前进水水体化学需氧量COD初始浓度降低至所述设定值所需达标风量，根据所述所需达标风量通过智能控制系统对鼓风机运行频率进行调整，保证出水达标的同时实现鼓风机的节能运行，达到节能降耗的目标。
[0015]优选的是，其中，所述步骤I)中采集SBR工艺中的生产数据，储存入数据库包括:通过软件技术，从所述SBR工艺过程采集生产数据，并储存入大数据库，所述生产数据的小数位精确到十分位，并且监测的生产数据量超过1000条生产数据，SBR工艺每一个反应周期内记录的数据组作为一条数据储存入所述数据库，所述反应周期为污水处理周期中的反应时间段。
[0016]优选的是，其中，还包括:对获得进水水体化学需氧量COD初始浓度-所需达标风量的关系曲线进行优化，以出水化学需氧量COD浓度与所述设定值之间的相对误差对所得关系曲线的函数进行修正得到修正后的函数，以在对下一次注入反应池中的污水进行鼓风频率控制时，利用已修正的函数计算对应当前进水化学需氧量COD初始浓度降至所述设定值的当前所需达标风量，使控制精度随着工艺的不断进行而不断提高。
[0017]优选的是，其中，所述污水处理周期为SBR工艺中的进水、反应、沉淀、排水以及待机五个工序构成的污水处理周期。
[0018]优选的是，其中，所述C。以城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002为依据人工设定。
[0019]本发明至少包括以下有益效果:
[0020]1、以出水水体化学需氧量COD为控制目标，实现SBR工艺污水处理厂运行状态的优化，达到节约能耗的目的；
[0021]2、根据进水水体化学需氧量COD初始浓度降低至所述设定值所需达标风量，在保证了出水达标排放的前提下，实现了节能降耗的目的；
[0022]3、通过智能控制系统控制鼓风机运行频率，实现鼓风机运行频率的智能控制；
[0023]4、可以在工程中发挥高效节能效果，解决现有理论方法难以实际应用的问题；
[0024]5、操作简单，调控精度高。
[0025]本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研宄和实践而为本领域的技术人员所理解。
【附图说明】
[0026]图1为本发明的一个实施例中优化SBR工艺鼓风机频率的工程方法的流程示意图；
[0027]图2说明的是本发明中以以时间为横轴，以水体化学需氧量COD浓度为纵轴的不同风量下反应池内COD浓度变化的历史数据曲线示意图；
[0028]图3为本发明中最优化的以进水水体化学需氧量COD初始浓度与反应池内化学需氧量浓度降至所述设定值所需达标风量建立辅助判断曲线示意图；
[0029]图4为本发明中实际生产应用中的以进水水体化学需氧量COD初始浓度与反应池内化学需氧量浓度降至所述设定值所需达标风量为变量建立辅助判断曲线的拟合曲线的示意图。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0031]图1示出了根据本发明的一种实现形式，示出了优化SBR工艺鼓风机频率的工程方法。其中包括:
[0032]S100、采集SBR工艺中的生产数据，储存入数据库，所述生产数据包括鼓风机风量、曝气时间与反应池内水体化学需氧量COD浓度；
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