一种连续性活性污泥法的曝气控制方法及系统的制作方法_2

文档序号:9199919阅读:来源:国知局
设定值的达标风量相当,这就有效地实现了以尽可能低的能耗达到污水处理指标的目的。
【附图说明】
[0038]图1示出了根据本发明的连续式活性污泥法的曝气控制方法的一种实施方式的流程图;
[0039]图2示出了反映反应池中污水的化学需氧量和进水流量与鼓风机风量之间关系随时间变化的曲线;
[0040]图3示出了根据本发明的连续式活性污泥法的曝气控制系统的一种实施结构的方框原理图;
[0041]图4示出了根据本发明的连续式活性污泥法的曝气控制系统的另一种实施结构的方框原理图。
【具体实施方式】
[0042]下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能解释为对本发明的限制。
[0043]本发明为了解决连续式活性污泥法中以高的进水COD总量确定固定的鼓风机运行频率存在的能量损耗高的问题,提供了一种通过合理地控制曝气时的鼓风机运行频率,以通过尽可能低的能量消耗使反应池内污水的COD浓度降低至设定值的曝气控制方法,为此,如图1所示,本发明的方法包括如下步骤:
[0044]步骤S1:获取反应池中当前污水的进水化学需氧量,即进水C0D,或者称之为进水COD浓度,作为当前进水化学需氧量,该进水COD浓度即为待注入反应池中污水的初始COD浓度,在此可采用专用的COD浓度测定仪获取反应池中当前污水的进水化学需氧量;及获取反应池中当前污水的进水流量,作为当前进水流量,在此可通过流量计获取反应池中当前污水的进水流量。
[0045]步骤S2:根据反映反应池中污水的进水化学需氧量和反应池中污水的进水流量与达标风量之间对应关系的数据,获得对应上述当前进水化学需氧量和上述当前进水流量的达标风量作为当前达标风量,其中,达标风量为在水力停留时间(HRT)为固定时间h时,使反应池中污水的化学需氧量从进水化学需氧量降低至设定值需要的风量,该设定值可根据《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)设定。
[0046]上述数据可通过在线仪表记录进水流量和进水COD浓度与鼓风机风量之间关系随曝气时间变化的关系而获得,兼顾考虑曝气控制的精确度及数据处理的速度,可将数据的小数位精确到十分位,并且监测的数据量应该超过一定数值,例如超过1000组。大量收集稳定HRT条件下,连续式污水处理工艺运行参数及运行效果数据,分析连续式污水处理反应池中鼓风机风量与进水流量和进水COD浓度随时间变化的数据,该数据的具体形式为在HRT为固定时间h的情况下:进水流量为Q 1、进水COD浓度为(^时,使出水COD浓度降至设定值Ctl需要的鼓风机风量为F 1;进水流量为Q 2、进水COD浓度为C2时,使出水COD浓度降至设定值Cci需要的鼓风机风量为F 2。
[0047]根据上述数据获得对应当前进水化学需氧量和当前进水流量的达标风量的方法例如可为:根据上述数据,通过数据插值获得对应当前进水化学需氧量和当前进水流量的达标风量,但由于反应池中污水的进水COD浓度和进水流量与达标风量之间为非线性关系,因此,采用数据插值的方法获得对应当前进水化学需氧量和当前进水流量的达标风量的精确度相对较低,为此,可以采用对反映污水的进水化学需氧量和进水流量与达标风量之间对应关系的数据进行数据拟合,进而得到反映污水的进水化学需氧量和进水流量与达标风量之间对应关系的函数的方式,获得对应当前进水化学需氧量和当前进水流量的达标风量,具体为,如果对上述数据进行数据拟合得到的函数为F = f(C, Q),即该函数表示在反应池中污水的进水COD浓度为C、进水流量为Q时,要使反应池中污水的COD浓度降低至设定值Ctl需要的达标风量F,该数据拟合可以为最小二乘法拟合,广义回归线性网络(Generalregress1n neural network,GRNN)拟合,误差逆传播(Back Propagat1n,BP)神经网络拟合,支持向量机(Support Vector Machine,SVM)的拟合等,其中的最小二乘法拟合相对其他拟合方法具有易于实现、计算速度快等优点,而且在实际应用中,通过最小二乘法进行数据拟合即可获得符合设计要求的控制精度。
[0048]步骤S3:根据当前达标风量计算反应池中鼓风机需要的运行频率,作为当前达标频率。
[0049]步骤S4:将反应池中鼓风机的运行频率调整为所述当前达标频率进行曝气。
[0050]本发明的连续式活性污泥法的曝气控制方法基于通过监测连续式活性污泥工艺的有限数据组获得的反映污水的进水化学需氧量和进水流量与达标风量之间对应关系的数据,利用数据分析手段获得对应当前进水化学需氧量和当前进水流量的当前达标风量,这样,通过控制反应池中鼓风机以对应该当前达标风量的当前达标频率运行,即可将曝气风量控制为基本与在HRT为固定时间h时,能够将反应池中当前污水的化学需氧量从当前进水化学需氧量刚好降至设定值的达标风量相当,这就有效地实现了以尽可能低的能耗达到污水处理指标的目的。
[0051]由于利用通过对监测得到的数据进行数据拟合获得的函数计算得到的对应当前进水化学需氧量和当前进水流量的当前达标风量可能与当前进水化学需氧量和当前进水流量所需的实际达标风量存在一定的误差,因此,为了进一步提高控制精度,本发明的曝气控制方法还可以包括如下步骤:
[0052]步骤S4:在将反应池中鼓风机的运行频率调整为所述当前达标频率进行曝气达到固定时间h时,获取反应池中当前污水的出水化学需氧量,作为当前出水需氧量数值,在此可采用专用的COD浓度测定仪获取反应池中当前污水的出水化学需氧量。
[0053]步骤S5:计算当前出水化学需氧量与上述设定值Ctl之间的相对误差e,相对误差e即为当前出水化学需氧量与设定值Ctl之间的差值与设定值C ^之间的比值。
[0054]步骤S6:利用该相对误差e对上述函数F = f(C,Q)进行修正,得到修正后的函数。
[0055]步骤S7:将上述函数更新为修正后的函数,以在后续注入反应池中的污水进行曝气控制时,利用已更新的函数计算对应当前进水化学需氧量和当前进水流量的当前达标风量,使控制精度随着曝气控制的不断进行而不断提高。
[0056]上述步骤S6中利用相对误差对函数F = f (C,Q)进行修正,得到修正后的函数可包括:
[0057]步骤S61a:将相对误差e加1,得到修正系数λ,即λ = l+e。
[0058]步骤S62a:将函数乘以所述修正系数,得到修正后的函数,即修正后的函数P =Af(C,Q)。
[0059]上述步骤S6中利用相对误差对函数t = f (C)进行修正,得到修正后的函数也可包括:
[0060]步骤S61b:计算进行各次曝气运行频率调整获取的相对误差的平均值,得到平均相对误差,并将平均相对误差加1,得到修正系数,例如,到获得上述相对误差e为止,已进行过五次频率调整,则上述相对误差e为e5,则修正系数λ = l+(ei+e2+e3+e4+e5)/5o
[0061]步骤S62:将函数乘以所述修正系数,得到修正后的函数,即修正后的函数P =Af(C,Q)。
[0062]与上述连续式活性污泥法的曝气控制方法相对应,如图3所示,本发明的连续式活性污泥法的曝气控制系统包括参数获取模块1、达标风量计算模块21、达标频率计算模块22和曝气执行模块3,该参数获取模块I用于获取反应池中当前污水的进水化学需氧量,作为当前进水化学需氧量;及用于获取反应池中当前污水的进水流量,作为当前进水流量;该达标风量计算模块21用于根据反映反应池中污水的进水化学需氧量和反应池中污水的进水流量与达标风量之间对应关系的数据,获得对应所述当前进水化学需氧量和所述当前进水
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