一种曝气量控制方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及污水处理技术领域，具体地说涉及一种曝气量控制方法及系统。 技术背景
[0002] 当下污水处理领域中，以生物法应用最为广泛，即通过人为地维持好氧、缺氧或厌 氧环境，使生物池中的微生物按照需求持续发生特定的生化反应以降低目标污染物的浓 度，如降低水中的BOD5、COD、TP、TN等污染物的浓度，从而实现达标排放。而曝气量是影响 生物处理效果的首要因素，曝气量的控制水平在很大程度上决定了污水的处理效果，同时 也是最重要的能耗单元，一般占厂区能耗的45%-一70%。实际应用中，如果曝气系统操 作不当，曝气量过小，好氧段硝化反应受到抑制，易造成出水氨氮值不达标；当曝气量过大 时，除额外增加的运行费用外，高强度的曝气搅拌作用会将污泥絮状体打碎，影响二沉池内 污泥沉降，进而影响出水效果；同时会因混合液的回流作用造成缺氧段的溶解氧含量过高， 抑制反硝化反应的发生，造成出水TN的不达标及碳源的不必要浪费。
[0003] 污水处理过程中，曝气量的控制受到诸多因素影响，是快速时标变量，其动力学特 性是非线性和时变的，因此简单的控制策略或仪表依赖程度过高的控制方法难以满足曝气 量的控制要求。目前，污水生物处理工艺中曝气环节一般采用简单的人工就地控制、PID(比 例一积分一微分）自动控制以及基于国际水协模型（ASMs)为内核的自动控制这三种控制 方式。
[0004] 人工就地控制，即工艺人员根据运行需要比对曝气控制区域内的DO(溶解氧浓 度）以及DO控制期望，人为调节阀门开度以对相应曝气控制区域内的气量供应进行调节， 进而实现溶解氧的控制。但如前所述，污水处理厂的进水水量和水质为快速时标变量，具有 非线性特征，此外，从曝气量的改变到DO的改变具有无规律的时滞性，且该时滞性受多种 因素影响，因此很难准确判断出能够实现相应DO控制期望的阀门开度的增/减量，因此，DO 的稳定受控基本难以实现。
[0005] PID自动控制，与人工就地控制机理类似，即比对曝气控制区域内的DO反馈信号 和DO控制期望，由PID控制回路根据DO偏差对电动调节阀进行定值调节，以改变相应曝气 控制区内的曝气量，进而实现DO的稳定受控。但如前所述，从曝气量的改变到DO的改变具 有无规律的时滞性，且该时滞性受多种因素影响，PID自动控制难以准确计算出相应的阀门 开度的增/减量，进而难以实现DO的稳定受控。
[0006] 基于国际水协模型（ASMS)为内核的自动控制，该控制思路主要依托国际水协 A SM s系列模型构架延伸的一个应用方向，目前较为成熟的国际水协模型分别为A SM1、 ASM2、ASM2D、ASM3系列模型。其中以ASM2D生化降解机理考虑较为全面，接受度较高。但 从机理角度来看，该控制思路更注重于生化过程的计算及优化，需要采集、辨识及修正大量 参数，用作实现相应DO控制需气量的计算，通过对相应控制区的阀门进行调节进而实现DO 的稳定受控。该控制思路有两方面缺陷：一是计算结果的准确与否受采集信号是否充分、准 确，水质比例参数辨识是否准确，生化动力学参数辨识是否准确以及充氧设备效率设定是 否准确等诸多因素的影响；二是对计算结果执行的准确性受执行控制逻辑层面的影响亦无 法妥善解决DO信号的时滞性影响，因此DO的稳定受控难以得到保障。
[0007] 综上所述，现有技术中的曝气量控制方法，均难以实现水体中DO (溶解氧浓度）的 稳定受控，污水处理效果难以达到预期。
【发明内容】
[0008] 为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中的曝气量控制方法，均难以实 现水体中DO(剩余氧气量）的稳定受控，污水处理效果难以达到预期。
[0009] 为解决上述技术问题，本发明的技术方法如下：
[0010] 本发明提供了一种曝气量控制方法，包括：
[0011] 设定期望的溶解氧浓度；
[0012] 根据实际溶解氧浓度计算出耗氧吸收速率；
[0013] 根据曝气装置的参数计算出第一氧转移率；
[0014] 根据所述实际溶解氧浓度与所述期望的溶解氧浓度的差值、所述耗氧吸收速率以 及所述第一氧转移率确定能够使所述实际溶解氧浓度达到所述期望的溶解氧浓度的曝气 量的增/减量；
[0015] 根据所述曝气量的增/减量确定曝气量控制参数；
[0016] 根据所述曝气量控制参数进行曝气量的调节。
[0017] 本发明所述的曝气量控制方法，所述根据曝气装置的参数计算出第一氧转移率的 步骤后还包括：
[0018] 对所述第一氧转移率进行修正获取第二氧转移率；
[0019] 并且，根据所述实际溶解氧浓度与所述期望的溶解氧浓度的差值、所述耗氧吸收 速率以及所述第一氧转移率确定能够使所述实际溶解氧浓度达到所述期望的溶解氧浓度 的曝气量的增/减量的步骤被替换为：
[0020] 根据所述实际溶解氧浓度与所述期望的溶解氧浓度的差值、所述耗氧吸收速率以 及所述第二氧转移率确定能够使所述实际溶解氧浓度达到所述期望的溶解氧浓度的曝气 量的增/减量。
[0021] 本发明所述的曝气量控制方法，所述曝气装置包括曝气器和曝气池，所述曝气装 置的参数包括曝气器污染系数、新曝气器标准氧转移率、基于水质及池型结构的修正系数、 温度修正系数、曝气池水体实际温度、稳态饱和溶解氧浓度、曝气池处于预定条件下的饱和 溶解氧浓度以及曝气池平均溶解氧浓度。
[0022] 本发明所述的曝气量控制方法，所述根据曝气装置的参数计算出第一氧转移率的 步骤中，通过如下公式计算第一氧转移率：
[0023]
【主权项】
1. 一种曝气量控制方法，其特征在于，包括： 设定期望的溶解氧浓度； 根据实际溶解氧浓度计算出耗氧吸收速率； 根据曝气装置的参数计算出第一氧转移率； 根据所述实际溶解氧浓度与所述期望的溶解氧浓度的差值、所述耗氧吸收速率W及所 述第一氧转移率确定能够使所述实际溶解氧浓度达到所述期望的溶解氧浓度的曝气量的 增/减量； 根据所述曝气量的增/减量确定曝气量控制参数； 根据所述曝气量控制参数进行曝气量的调节。
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