1.一种碳源药剂投加设备(1),其特征在于,包括计算控制模块(10),加药控制模块(20)、进进水水量监测模块(30)、前置硝氮监测模块(41)和后置硝氮反馈模块(42),所述进水水量监测模块(30)、所述前置硝氮监测模块(41)和所述后置硝氮反馈模块(42)各自的输出接口分别与所述计算控制模块(10)的输入接口电连接,所述计算控制模块(10)的输出接口与所述加药控制模块(20)的输入接口电连接。
2.根据权利要求1所述的碳源药剂投加设备(1),其特征在于:
所述进水监测模块(30)用于获得并输出进水(6)的进水水量动态检测值a,
所述前置硝氮监测模块(41)用于获得并输出生化池(7)中前置反馈硝氮浓度监测值b,
所述后置硝氮反馈模块(42)用于获得并输出反硝化滤池(8)中后置反馈总氮浓度监测值c,
所述加药控制模块(20)在所述计算控制模块(10)的控制下向待处理和/或处理中的污水内投入碳源药剂。
3.根据权利要求1或2所述的碳源药剂投加设备(1),其特征在于,所述加药控制模块(20)通过第一加药管路(51)向生化池(7)内投入碳源药剂。
4.根据权利要求3所述的碳源药剂投加设备(1),其特征在于,所述生化池(7)具有aoaao的厌氧/好氧单元结构,所述药控制模块(20)向生化池(7)的第三厌氧单元内投入碳源药剂。
5.根据权利要求2-4任一项所述的碳源药剂投加设备(1),其特征在于,所述后置硝氮反馈模块(42)用于获得并向所述计算控制模块(10)反馈所述反硝化滤池(8)的出水口处的硝氮基值。
6.根据权利要求1-5任一项所述的碳源药剂投加设备(1),其特征在于,所述后置硝氮反馈模块(42)包括后置硝氮监测模块(421)和总氮出水监测模块(422),所述后置硝氮监测模块(421)用于获得并输出反硝化滤池(8)进水口处的后置反馈滤池进水硝氮监测值c’,所述总氮出水监测模块(422)用于获得并输出反硝化滤池(8)出水口处的后置反馈滤池出水总氮监测值e。
7.根据权利要求6所述的碳源药剂投加设备(1),其特征在于,还包括与所述第一加药管路(51)相独立的第二加药管路(52),所述加药控制模块(20)分别通过所述第一加药管路(51)和所述第二加药管路(52)独立地投入碳源药剂。
8.根据权利要求7所述的碳源药剂投加设备(1),其特征在于,所述第二加药管路(52)向所述反硝化滤池(8)的厌氧初段位置投入碳源药剂。
9.一种碳源药剂投加控制方法,其特征在于,所述方法采用权利要求1-8任一项所述的碳源药剂投加设备(1)实施,包括以下步骤:
s11、采集所述进水水量动态检测值a、所述前置反馈硝氮浓度监测值b、所述后置反馈总氮浓度监测值c,并发送至所述计算控制模块(10);
s12、所述计算控制模块(10)计算的出时间区间内的碳源药剂投加动态需求量d,并将所述碳源药剂投加动态需求量d传递至所述加药控制模块(20);
s13、所述加药控制模块(20)根据所述碳源药剂投加动态需求量d投入碳源药剂;
s14、再次采集所述进水水量动态检测值a、所述前置反馈硝氮浓度监测值b、所述后置反馈总氮浓度监测值c,发送至所述计算控制模块(10),当碳源药剂投加动态需求量d≠0时,重复步骤s11-s13。
10.根据权利要求9所述的碳源药剂投加控制方法,其特征在于,步骤s02中,所述计算控制模块(10)根据式(i)计算碳源药剂投加动态需求量d:
d=(a/a)×α×d+(b/b)×β×d+(c/c)×γ×d(i)
式中:
d-碳源药剂投加动态需求量
d-碳源药剂投加量基值
a–进水水量基值
b-前置反馈硝氮浓度基值
c-后置反馈总氮浓度基值
a–进水水量动态监测值
b-前置反馈硝氮浓度监测值
c-后置反馈总氮浓度监测值
α–进水水量与碳源投加量的波动关联影响系数
β-前置反馈硝氮浓度与碳源投加量的波动关联影响系数
γ-后置反馈总氮浓度与碳源投加量的波动关联影响系数,
要求α+β+γ=1。
11.根据权利要求10所述的碳源药剂投加控制方法,其特征在于,所述波动关联影响系数α、β、γ通过以下步骤计算得出:
s21、获得碳源加药量随时间变化曲线、进水水量随时间变化曲线、前置反馈硝氮浓度随时间变化曲线、后置反馈总氮浓度随时间变化曲线;
s22、确定碳源加药量随时间变化曲线和进水水量随时间变化曲线两者之间的同向数据曲线拟合程度和/或对应性基本匹配的区间,分别对两条曲线中对应时间阶段变量数值进行积分,并将结果相除,得到进水水量与碳源投加量的波动关联影响系数
s23、确定碳源加药量随时间变化曲线和前置反馈硝氮浓度随时间变化曲线两者之间的同向数据曲线拟合程度和/或对应性基本匹配的区间,分别对两条曲线中对应时间阶段变量数值进行积分,并将结果相除,得到前置反馈硝氮浓度与碳源投加量的波动关联影响系数
s24、确定碳源加药量随时间变化曲线和后置反馈总氮浓度随时间变化曲线两者之间的同向数据曲线拟合程度和/或对应性基本匹配的区间,分别对两条曲线中对应时间阶段变量数值进行积分,并将结果相除,得到后置反馈总氮浓度与碳源投加量的波动关联影响系数
12.根据权利要求9所述的碳源药剂投加控制方法,其特征在于,所述方法采用权利要求6-8任一项所述的碳源药剂投加设备(1)实施,包括以下步骤:
s31、采集所述进水水量动态检测值a、所述前置反馈硝氮浓度监测值b、所述后置反馈总氮浓度监测值c’、所述后置反馈滤池出水总氮监测值e,发送至所述计算控制模块(10);
s32、所述计算控制模块(10)计算的出时间区间内的碳源药剂投加动态需求量d,并将所述碳源药剂投加动态需求量d传递至所述加药控制模块(20);
s33、所述加药控制模块(20)根据所述碳源药剂投加动态需求量d投入碳源药剂;
s34、再次采集所述进水水量动态检测值a、所述前置反馈硝氮浓度监测值b、所述后置反馈总氮浓度监测值c’、所述后置反馈滤池出水总氮监测值e,发送至所述计算控制模块(10),当碳源药剂投加动态需求量d≠0时,重复步骤s31-s33。
13.根据权利要求12所述的碳源药剂投加控制方法,其特征在于,所述计算控制模块(10)根据式(ii)计算碳源药剂投加动态需求量d,并控制所述加药控制模块(20)投入碳源药剂:
d=(a/a)×α×d+(b/b)×β×d+(c’/c’)×γ’×d+(e/e)×θ×d(ii)
式中,
d-碳源药剂投加动态需求量
d-碳源药剂投加量基值
a-进水水量基值
b-前置反馈硝氮浓度基值
c’-后置反馈滤池进水硝氮浓度基值
e-后置反馈滤池出水总氮浓度基值
a-进水水量动态监测值
b-前置反馈硝氮浓度监测值
c’-后置反馈滤池进水硝氮浓度监测值
e-后置反馈滤池出水总氮浓度监测值
α-进水水量与碳源投加量的波动关联影响系数
β-前置反馈硝氮浓度与碳源投加量的波动关联影响系数
γ’-后置反馈滤池进水硝氮监测浓度与碳源投加量的波动关联影响系数
θ-后置反馈滤池出水总氮监测浓度与碳源投加量的波动关联影响系数,
要求α+β+γ’+θ=1。
14.根据权利要求13所述的碳源药剂投加控制方法,其特征在于,所述波动关联影响系数α、β、γ、θ通过以下步骤计算得出:
s41、获得碳源加药量随时间变化曲线、进水水量随时间变化曲线、前置反馈硝氮浓度随时间变化曲线、后置反馈总氮浓度随时间变化曲线;
s42、确定碳源加药量随时间变化曲线和进水水量随时间变化曲线两者之间的同向数据曲线拟合程度和/或对应性基本匹配的区间,分别对两条曲线中对应时间阶段变量数值进行积分,并将结果相除,得到进水水量与碳源投加量的波动关联影响系数进水水量与碳源投加量的波动关联影响系数
s43、确定碳源加药量随时间变化曲线和前置反馈硝氮浓度随时间变化曲线两者之间的同向数据曲线拟合程度和/或对应性基本匹配的区间,分别对两条曲线中对应时间阶段变量数值进行积分,并将结果相除,得到前置反馈硝氮浓度与碳源投加量的波动关联影响系数
s44、确定碳源加药量随时间变化曲线和后置反馈滤池进水硝氮监测浓度随时间变化曲线两者之间的同向数据曲线拟合程度和/或对应性基本匹配的区间,分别对两条曲线中对应时间阶段变量数值进行积分,并将结果相除,得到后置反馈滤池进水硝氮监测浓度与碳源投加量的波动关联影响系数
s45、确定碳源加药量随时间变化曲线和后后置反馈滤池出水硝氮监测浓度两者之间的同向数据曲线拟合程度和/或对应性基本匹配的区间,分别对两条曲线中对应时间阶段变量数值进行积分,并将结果相除,得到后置反馈滤池出水总氮监测浓度与碳源投加量的波动关联影响系数
根据算法中的设计,所有反馈监测变量与碳源投加量的波动的关联影响系数之和为1,即α+β+γ’+θ=1。
15.根据权利要求12所述的碳源药剂投加控制方法,其特征在于,所述方法采用权利要求7所述的碳源药剂投加设备(1)实施,所述第一加药管路(51)和所述第二加药管路(52)投入碳源药剂的质量比为1.5~2:1、优选1.75~1.9:1。