一种用于精准曝气系统的风量控制方法与流程

1.本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种用于精准曝气系统的风量控制方法。


背景技术：

2.目前在污水处理厂中，曝气单元是污水处理活性污泥法及其变形工艺的核心技术单元之一，也是污水生物处理过程中的主要能耗单元，因此曝气单元是污水厂节能降耗的重点关注单元之一，使用精准曝气技术控制曝气系统既能将生物处理工艺的溶解氧控制在一定范围内，保障污水处理系统的稳定运行，又能实现节能降耗，目前使用精准曝气技术的污水处理厂之中多采用生物模型前馈+反馈或后馈+硬件集成的控制方式，其中生物模型前馈又以国际水协asm系列模型居多。
3.但是，采用asm系列模型进行前馈控制时，模型复杂，参数较多，现场实施起来困难较大，采用后馈-硬件集成控制方式时，由于只通过溶解氧控制风量，容易忽视中间过程的运行情况，一旦进水水质、水量波动较大时，很难保证工艺运行稳定及出水水质，本专利开发了一种前馈+do后馈辅助的风量控制方法，既能达到按需曝气的效果，在工程应用过程中也较容易实现。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种用于精准曝气系统的风量控制方法，旨在为实际运行项目提供可操作性强的调控方法，同时提高风机的运行效能。
5.为实现上述目的，本发明采用的一种用于精准曝气系统的风量控制方法，包括如下步骤：
6.精准曝气系统包括数据采集器、数据计算分析单元及信号反馈单元；
7.所述数据采集器需采集活性污泥耗氧速率在线测定仪、氧转移效率在线测定仪、溶解氧测定仪、污泥浓度测定仪、进水流量计、进水cod在线测定仪、出水cod在线测定仪、生化池液位计、生化池温度计和热式空气流量计的数据；
8.通过工作人员在所述精准曝气系统中输入溶解氧的控制范围；
9.利用所述数据计算分析单元通过所述数据采集器采集的数据对曝气量进行计算；
10.所述数据计算分析单元根据好氧池实时溶解氧值是否在溶解氧控制范围内判定鼓风机的输入风量，并通过所述信号反馈单元将鼓风机输入风量反馈至鼓风机，以此来精准的控制曝气量。
11.其中，所述精准曝气系统中需要设定好氧池溶解氧的控制范围do
l
～doh。
12.其中，好氧池需氧量的计算公式为：s＝our
×
v-b
×
θ，式中，s为好氧池需氧量，kg/h；our为活性污泥耗氧速率，g/(l
·
h)；v为好氧池体积，m3；θ为灵敏度因子，kg/h；b为灵敏度因子修正系数，取值1.5～1.7。
13.其中，所述灵敏度因子θ的计算公式为：式中，为剩余污泥的
需氧量，kg/h，为当前时刻的瞬时值，为当前时刻往前t小时内的平均值，t的取值范围为12～24小时。
14.所述剩余污泥的需氧量的计算公式为：的计算公式为：式中，q
进水
为进水水量，m3/h；codi为进水cod，g/l；code为出水cod，g/l；t为生化池水温，℃。
15.其中，所述好氧池需氧量转化为曝气量的计算公式为：其中，所述好氧池需氧量转化为曝气量的计算公式为：式中，q
空气
为所需要的曝气量，m3/h；s为好氧池需氧量，kg/h；c
s(20)
为标准状况下饱和溶解氧浓度，mg/l；α为污水与清水传氧速率之比，取0.83；β为污水与清水中饱和do之比，取0.95；ρ为压力修正系数，取1.009；t为水温，℃；c
s(t)
为水温t时好氧池中平均do饱和度，mg/l；c为好氧池中do的修正值，mg/l；ea为氧利用率，％，由所述氧转移效率在线测定仪给出，若无该条件，则ea取经验值25％～35％。
16.其中，曝气量的计算公式中c的修订方法为：若上一时段的do在控制范围do
l
～doh内，那么c取上一时段溶解氧测定仪do值，否则c按需修正为do控制范围的平均值，即
17.其中，所述数据计算分析单元判定鼓风机输入风量的方法是：当实际溶解氧保持在控制范围内(do
l
～doh)时，则本时刻鼓风机的输入风量维持上一时刻的输入风量，当实际溶解氧未在控制范围内(do
l
～doh)时，则所述数据计算分析单元计算的模拟曝气量为鼓风机的输入风量。
18.本发明的有益效果：将溶解氧的控制范围输入至所述精准曝气系统之中，将所述数据采集器采集的数据通过所述数据计算分析单元进行曝气量计算，而后由所述数据计算分析单元判定鼓风机的输入风量，并通过所述信号反馈单元将输入风量信号传输给鼓风机，同时通过所述精准曝气系统将流量计的数据与鼓风机的输入风量进行对比，以此来对鼓风机的输出风量进行修正。当实际溶解氧保持在控制范围内(do
l
～doh)时，则本时刻鼓风机的输入风量维持上一时刻的输入风量，当实际溶解氧未在控制范围内(do
l
～doh)时，则所述数据计算分析单元计算的模拟曝气量为鼓风机的输入风量，以上方法，可以对曝气系统实现精准控制，风机按需供气，提高运行效能，达到节能的目的，同时操作简便，在工程应用过程中也较易实现。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1是本发明的一种用于精准曝气系统的风量控制方法的具体流程图。
21.图2是本发明的一种用于精准曝气系统的风量控制方法的实施例一的实际曝气量
及溶解氧控制变化图。
22.图3是本发明的一种用于精准曝气系统的风量控制方法的步骤流程图。
具体实施方式
23.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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
24.请参阅图1至图3，本发明提供了一种用于精准曝气系统的风量控制方法，包括如下步骤：
25.s1：精准曝气系统包括数据采集器、数据计算分析单元及信号反馈单元；
26.s2：所述数据采集器需采集活性污泥耗氧速率在线测定仪、氧转移效率在线测定仪、溶解氧测定仪、污泥浓度测定仪、进水流量计、进水cod在线测定仪、出水cod在线测定仪、生化池液位计、生化池温度计和热式空气流量计的数据；
27.s3：通过工作人员在所述精准曝气系统中输入溶解氧的控制范围；
28.s4：利用所述数据计算分析单元通过所述数据采集器采集的数据对曝气量进行计算；
29.s5：所述数据计算分析单元根据好氧池实时溶解氧值是否在溶解氧控制范围内判定鼓风机的输入风量，并通过所述信号反馈单元将鼓风机输入风量反馈至鼓风机，以此来精准的控制曝气量。
30.进一步地，所述精准曝气系统中需要设定好氧池溶解氧的控制范围do
l
～doh。
31.进一步地，好氧池需氧量的计算公式为：s＝our
×
v-b
×
θ，式中，s为好氧池需氧量，kg/h；our为活性污泥耗氧速率，g/(l
·
h)；v为好氧池体积，m3；θ为灵敏度因子，kg/h；b为灵敏度因子修正系数，取值1.5～1.7。
32.进一步地，所述灵敏度因子θ的计算公式为：式中，为剩余污泥的需氧量，kg/h，为当前时刻的瞬时值，为当前时刻往前t小时内的平均值，t的取值范围为12～24小时。
33.进一步地，所述剩余污泥的需氧量的计算公式为：的计算公式为：式中，q进水为进水水量，m3/h；codi为进水cod，g/l；code为出水cod，g/l；t为生化池水温，℃。
34.进一步地，所述好氧池需氧量转化为曝气量的计算公式为：进一步地，所述好氧池需氧量转化为曝气量的计算公式为：式中，q
空气
为所需要的曝气量，m3/h；s为好氧池需氧量，kg/h；c
s(20)
为标准状况下饱和溶解氧浓度，mg/l；α为污水与清水传氧速率之比，取0.83；β为污水与清水中饱和do之比，取0.95；ρ为压力修正系数，取1.009；t为水温，℃；c
s(t)
为水温t时好氧池中平均do饱和度，mg/l；c为好氧池中do的修正值，mg/l；ea为氧利用率，％，由所述氧转移效率在线测定仪给出，若无该条件，则ea取经验值25％～35％。
35.进一步地，曝气量的计算公式中c的修订方法为：若上一时段的do在控制范围do
l
～doh内，那么c取上一时段溶解氧测定仪do值，否则c按需修正为do控制范围的平均值，即
36.进一步地，所述数据计算分析单元判定鼓风机输入风量的方法是：当实际溶解氧保持在控制范围内(do
l
～doh)时，则本时刻鼓风机的输入风量维持上一时刻的输入风量，当实际溶解氧未在控制范围内(do
l
～doh)时，则所述数据计算分析单元计算的模拟曝气量为鼓风机的输入风量。
37.本发明的实施例一：
38.某生活污水厂日处理水量1.0-1.5万吨，采用a2o工艺，一组生化池，所述进水cod波动范围为100-500mg/l，进水氨氮波动范围为5-48mg/l，进水总氮波动范围18-65mg/l。
39.将该厂活性污泥耗氧速率在线测定仪、氧转移效率在线测定仪、溶解氧测定仪、污泥浓度测定仪、进水流量计、进水cod在线测定仪、进水氨氮在线测定仪、进水tn在线测定仪、出水cod在线测定仪、出水氨氮在线测定仪、出水tn在线测定仪、生化池液位计、生化池温度计及流量计和鼓风机数据信号全部接入所述数据采集器。
40.该厂do控制范围一般选择在1.0-2.0mg/l的区间内。
41.先将上述说明书中的控制方法写入所述精准曝气系统中，当系统开始运转后，上述各所述仪表将实时数据信号传输给所述数据采集器，所述数据计算分析单元通过算法整合计算曝气量，而后所述数据计算分析单元对计算曝气量进行判定，确定鼓风机的输入风量，并通过所述信号反馈单元将输入风量信号给到鼓风机，同时，所述信号反馈单元将流量计的数据与鼓风机输入风量进行对比，修正鼓风机的输出风量。
42.图2是本实施例中某污水厂进行曝气控制后连续运行1000小时实际曝气量及溶解氧控制变化情况。
43.在进行曝气控制后，该污水厂气水比平均值为3.3，实际溶解氧保持在控制范围内的稳定性达到80％，且出水稳定达到gb18918-2002中的一级a标，已达到稳定好氧池溶解氧和节能降耗的目的。
44.以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。