一种基于OTE实时监控的曝气优化节能控制系统及方法与流程

本发明涉及污水处理，特别涉及一种基于ote实时监控的曝气优化节能控制系统及方法。

背景技术：

1、在全球范围内，水正成为一种非常有价值的商品，污水处理作为水的回收再利用中的关键环节，其过程控制和优化正变得越来越重要。

2、曝气作为污水处理工艺中的重要组成部分之一，其消耗了污水处理厂50％至80％的能耗，主要来自于氧气的供应和传递过程，目前在曝气方面的控制策略主要以do、氨氮控制为主，并不能直接反映生物反应的实际需氧量，只是反映了曝气池中分子态氧的累积浓度，存在滞后性、不敏感性，无法实现对曝气的优化节能控制。因此，许多能源在污水处理厂中可能被浪费了。

技术实现思路

1、本发明的目的克服现有技术存在的不足，为实现以上目的，采用一种基于ote实时监控的曝气优化节能控制系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、一种基于ote实时监控的曝气优化节能控制系统，所述控制系统包括曝气池单元、氧转移效率ote实时监控单元，以及曝气优化节能控制单元；

3、所述曝气池单元包括曝气池、设置于曝气池的主气管，以及设置于主气管的支气管；

4、所述氧转移效率ote实时监控单元包括设置于曝气池水面上的集气罩，以及设置于集气罩上的ote实时监测仪；

5、所述曝气优化节能控制单元包括用于曝气池数据采集的数据采集器，以及优化节能控制器，所述数据采集器配合优化节能控制器对曝气池的状态参数数据进行实时监控，并分析优化后进行调控。

6、作为本发明的进一步的方案：所述曝气池设置有若干个微孔曝气器。

7、作为本发明的进一步的方案：所述数据采集器包括用于检测曝气池出水氨氮浓度的氨氮传感器、用于检测曝气池的曝气池溶解氧的do传感器、用于检测曝气池的鼓风机转速、用于检测进气流量的主气管流量计和支气管流量计，以及用于检测进气阀开关信息的主气管进气阀和支气管进气阀。

8、作为本发明的进一步的方案：所述主气管进气阀设置于主气管，且主气管的端部设置有鼓风机。

9、作为本发明的进一步的方案：所述支气管进气阀设置于支气管。

10、作为本发明的进一步的方案：所述曝气池两侧设置有用于污水进入的曝气池污水入流管，以及用于污水流出的曝气池污水出流管。

11、作为本发明的进一步的方案：所述曝气池底端设置有曝气器。

12、另一方面的技术方案：一种包括如上述任一项所述的一种基于ote实时监控的曝气优化节能控制系统的控制方法，包括以下步骤：

13、步骤s1、获取历史监测数据，并建立ote数学函数关系；

14、步骤s2、通过建立ote数学函数关系计算当前曝气池运行状态下的最佳ote值，作为优化节能控制器中目标设定初始值oteset；

15、步骤s3、实时获取鼓风机供气量、曝气池do，以及曝气池出水氨氮浓度，判断当前曝气池出水氨氮浓度、曝气池ote，以及曝气池do是否等于目标设定值；

16、步骤s4、根据判断结果进行相应控制。

17、作为本发明的进一步的方案：所述历史监测数据包括曝气池进水流量、进水水质、出水水质、曝气池溶解氧、鼓风机供气量，以及曝气池ote。

18、作为本发明的进一步的方案：所述步骤s4中具体步骤包括：

19、判断当前曝气池出水氨氮浓度是否等于目标设定值nh3-nset；

20、判断当前曝气池ote是否等于目标设定值oteset；

21、判断当前曝气池do是否等于目标设定值doset；

22、若当前监测曝气池出水氨氮浓度高于目标设定值nh3-nset，则提高鼓风机转速、调节进气阀，增大供气量，直至出水氨氮浓度达到设定要求；

23、若当前监测曝气池出水氨氮浓度等于目标设定值nh3-nset，且当前监测曝气池do低于目标设定值doset，则提高鼓风机转速、调节进气阀，增大供气量，直至曝气池do达到设定要求；

24、若当前监测曝气池出水氨氮浓度低于目标设定值nh3-nset，且当前监测曝气池ote低于目标设定值oteset，则降低鼓风机转速、调节进气阀，减少供气量，提高ote等于目标设定值oteset；若当前监测曝气池do低于目标设定值doset，则提高鼓风机转速、调节进气阀，增大供气量，直至曝气池do达到设定要求；若当前监测曝气池ote高于目标设定值oteset，则迭代更新ote与水质、供气量的函数关系，更新目标设定值oteset，重新判断曝气池ote与oteset关系。

25、与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：

26、采用上述的技术方案，通过基于在不同工艺类型的污水处理厂曝气池布置若干集气罩，通过ote实时监测仪对曝气池ote进行实时监控，同时，综合分析曝气池运行状态参数数据变化，通过优化节能控制单元实时分析、决策、调控，从而实现曝气池出水稳定达标，同时最优化提升曝气效率，最大限度地降低曝气能耗。

技术特征：

1.一种基于ote实时监控的曝气优化节能控制系统，其特征在于，所述控制系统包括曝气池单元、氧转移效率ote实时监控单元，以及曝气优化节能控制单元；

2.根据权利要求1所述一种基于ote实时监控的曝气优化节能控制系统，其特征在于，所述曝气池设置有若干个微孔曝气器。

3.根据权利要求1所述一种基于ote实时监控的曝气优化节能控制系统，其特征在于，所述数据采集器包括用于检测曝气池出水氨氮浓度的氨氮传感器、用于检测曝气池的曝气池溶解氧浓度的do传感器、用于检测曝气池的鼓风机转速、用于检测进气流量的主气管流量计和支气管流量计，以及用于检测进气阀开关信息的主气管进气阀和支气管进气阀。

4.根据权利要求3所述一种基于ote实时监控的曝气优化节能控制系统，其特征在于，所述主气管进气阀设置于主气管，且主气管的端部设置有鼓风机。

5.根据权利要求3所述一种基于ote实时监控的曝气优化节能控制系统，其特征在于，所述支气管进气阀设置于支气管。

6.根据权利要求1所述一种基于ote实时监控的曝气优化节能控制系统，其特征在于，所述曝气池两侧设置有用于污水进入的曝气池污水入流管，以及用于污水流出的曝气池污水出流管。

7.根据权利要求6所述一种基于ote实时监控的曝气优化节能控制系统，其特征在于，所述曝气池底端设置有曝气器。

8.一种包括如权利要求1至7任一项所述的一种基于ote实时监控的曝气优化节能控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述一种基于ote实时监控的曝气优化节能控制系统的控制方法，其特征在于，所述历史监测数据包括曝气池进水流量、进水水质、出水水质、曝气池溶解氧、鼓风机供气量，以及曝气池ote。

10.根据权利要求8所述一种基于ote实时监控的曝气优化节能控制系统的控制方法，其特征在于，所述步骤s4中具体步骤包括：

技术总结
本发明公开了一种基于OTE实时监控的曝气优化节能控制系统及方法，控制系统包括曝气池单元、氧转移效率OTE实时监控单元，以及曝气优化节能控制单元；曝气池单元包括曝气池、设置于曝气池的主气管，以及设置于主气管的支气管；氧转移效率OTE实时监控单元包括设置于曝气池水面上的集气罩，以及设置于集气罩上的OTE实时监测仪；曝气优化节能控制单元包括用于曝气池数据采集的数据采集器，以及优化节能控制器，所述数据采集器配合优化节能控制器对曝气池的状态参数数据进行实时监控，并分析优化后进行调控。本发明基于OTE实时监控，综合分析状态参数数据变化，通过优化节能控制单元实时分析、决策、调控，实现最大化降低能耗的综合效能。

技术研发人员：叶勇,杨丹丹,孙长远,郭洪瑞,方兴,王淦
受保护的技术使用者：安徽泛湖生态科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8