污水处理厂拟人化经验管理控制系统及方法
【专利摘要】本申请公开了一种污水处理厂拟人化经验管理控制系统，包括上位机、经验管理控制器、变频器，所述上位机用于通过水质分析仪采集选定的影响因素的实际值，并发送给经验管理控制器；所述经验管理控制器基于接收到的影响因素进行计算分析，并将计算结果转换成变频器的给定频率，并发送给变频器。相应地，还提供了一种污水处理厂拟人化经验管理控制方法。合理对鼓风机进行利用，避免长期大功率运行，可有效节省电费；有效节省外加碳源的投加，节省了药剂费；避免了好氧段过量曝气，促进了厌氧释磷和缺氧反硝化进程，促进TN、TP的稳定达标；对水质水量变化进行自适应，在线仪表完好率50％以上即可正常运行，大幅度减少了对人工调整的依赖。
【专利说明】
污水处理厂拟人化经验管理控制系统及方法
技术领域
[0001]本发明涉及污水处理过程控制设备技术领域，特别是涉及一种污水处理厂拟人化经验管理控制系统及方法。
【背景技术】
[0002]发达国家在污水的二级处理普及后投入大量资金和科研力量加强研究污水处理设施的监测、运行和管理，逐步实现了计算机控制、报警、计算和瞬时记录。近年来更有学者把目光投向智能控制系统的研究上，包括模式控制、神经网络控制、学习控制和专家控制等，并取得了一定的进展。但由于国内相关发展水平的限制，控制系统的研究和应用上起步较晚，直到二十世纪九十年代，污水处理厂才引入了自动控制系统，且大多为引进成套的国外自控设备，价格昂贵，且并不符合国内污水处理厂的实际需求。因此，研究设计适应我国目前发展水平，符合国内污水处理要求的自动化控制系统则是放在我们眼前的一个迫切任务。
[0003]传统的污水处理工艺由于采用简单而机械的运行模式，处理过程中的能量和耗费(主要为电力)较为严重。现有污水处理厂对于污水处理过程的控制方法一般分为以下三种:
[0004]1、人工控制法:通过对进水量和进水水质的人工分析，以手动方式对鼓风机风量、加药量等进行调节。目前，人工控制仍是最为普遍的控制方式，存在调节频次低，难以全面考虑各项影响因素的缺点，并且人力成本投入较高。同时人为因素影响过大，对于监控人员的个人素质要求较高，其水平的好坏也直接影响这整个污水处理厂工艺的实施效果。
[0005]2、溶解氧(DO)反馈控制法:通过设置在生化处理池内的溶解氧(DO)在线监测仪表反馈的数据进行控制。但风量变化、水质水量变化反应到溶解氧(DO)的变化均存在严重滞后，因此使得该控制方式总是慢半拍，调整也往往出现误判，因此实用性大幅度降低。并且此方法难以应对水质和水量的大幅度变化，容易造成整个系统失效。
[0006]3、数学模型控制法:通过对污水处理厂进水的长期监控，掌握一系列在线指标数据，并根据该数据建立反应动力学模型。数学模型控制要求每一台在线监控仪表的数据都要准确无误，依赖性较强。一台仪表出现故障或误差即可能导致控制失误。同时数学模型很难将所有影响因素考虑周全，而在实际污水处理厂运行过程中，曝气器堵塞、氧传递效率、菌团数量等不可控且不可测因素也会对工艺系统产生非常大的影响，所以数学模型法在实际应用的过程中，并不能发挥其预期作用。
[0007]在以上的控制技术中，前两种是以简单的单回路控制进行调节;第二种是以精确数学模型进行控制。它们对污水处理过程的控制明显难以取得理想的效果，所以采用先进的优化控制方法，对于污水处理厂的工艺控制有着十分重要的意义。
[0008]目前一般污水处理厂进水的水量和需氧型水质指标均波动较大，如果没有切实有效的自动控制手段对曝气量等工艺参数进行调整，出水水质稳定达标将无法保证，具体体现在以下方面:
[0009]1.鼓风机能耗高，占污水处理总成本的20%-40%
[0010]2.国内污水处理厂尤其北方地区进水碳源普遍不足，曝气过量又造成巨大碳源浪费，外加碳源成本高昂。
[0011 ] 3.过量曝气则非常不利于氮磷的达标。
【发明内容】
[0012](一)技术问题
[0013]本发明的目的是针对上述的污水处理过程中存在的如下问题:1.鼓风机能耗高，占污水处理总成本的20%-40%;2.国内污水处理厂尤其北方地区进水碳源普遍不足，曝气过量又造成巨大碳源浪费，外加碳源成本高昂；3.过量曝气则非常不利于氮磷的达标，提供一种污水处理厂拟人化经验管理控制系统及方法。
[0014](二)技术方案
[0015]为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是:一种污水处理厂拟人化经验管理控制系统，包括上位机、经验管理控制器、变频器，
[0016]所述上位机用于通过水质分析仪采集选定的影响因素的实际值，并发送给经验管理控制器；
[0017]所述经验管理控制器基于接收到的影响因素进行计算分析，并将计算结果转换成变频器的给定频率，并发送给变频器。
[0018]相应地，还提供了一种污水处理厂拟人化经验管理控制方法，应用于上述的污水处理厂拟人化经验管理控制系统中，包括对鼓风机曝气量控制的步骤:
[0019]步骤701:选定影响因素，选定的影响因素包括:首期因素:进水水量、进水C0D、进水氨氮；中期因素:生化池DO;末期因素:出水氨氮；
[0020]步骤702:通过上位机将目标值输入到曝气量经验管理控制器中；
[0021]步骤703:所述上位机用通过水质分析仪采集选定的影响因素的实际值，并发送给曝气量经验管理控制器；
[0022]步骤704:比较计算影响因素:进水水量、进水COD、进水氨氮、生化池DO、出水氨氮的目标值与实际值得到差值;所述目标值为预先通过上位机输入到曝气量经验管理控制器中的数值；
[0023]步骤705:将计算的上述目标值与实际值得到差值做等单位计算；
[0024]步骤706:将等单位计算后的差值进行权重比计算得到每项影响因素的占比值；
[0025]步骤707:上述占比值相加后的结果为增大风量趋势总权值或减小风量趋势总权值；
[0026]步骤708:将计算后的结果转换成鼓风机变频器的给定频率，按照新的给定频率调整风机的风量。
[0027](三)技术效果
[0028]本申请公开了一种污水处理厂拟人化经验管理控制系统，包括上位机、经验管理控制器、变频器，所述上位机用于通过水质分析仪采集选定的影响因素的实际值，并发送给经验管理控制器;所述经验管理控制器基于接收到的影响因素进行计算分析，并将计算结果转换成变频器的给定频率，并发送给变频器。相应地，还提供了一种污水处理厂拟人化经验管理控制方法。在污水处理厂的原有控制系统上添加拟人化经验管理控制系统可以达到一下效果:合理对鼓风机进行利用，避免长期大功率运行，可有效节省电费;有效节省外加碳源的投加，节省了药剂费;避免了好氧段过量曝气，促进了厌氧释磷和缺氧反硝化进程，促进TN、TP的稳定达标;对水质水量变化进行自适应，在线仪表完好率50%以上即可正常运行，大幅度减少了对人工调整的依赖，满足了客户的使用需求，便于在产业上推广和应用。
【附图说明】
[0029]图1所示为本发明控制系统第一种实施例的结构示意图；
[0030]图2所示为本发明控制系统第二种实施例的结构示意图；
[0031]图3所示为本发明控制系统第三种实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0032]以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0033]应当说明的是，本申请中所述的“连接”和用于表达“连接”的词语，如“相连接”、“相连”等，其既可以指代某一部件与另一部件直接连接，也可以指代某一部件通过其他部件与另一部件相连接。
[0034]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述【具体实施方式】，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用属于“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、部件或者模块、组件和/或它们的组合。
[0035]需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0036]为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个部件或者模块或特征与其他部件或者模块或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了部件或者模块在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的部件或者模块被倒置，则描述为“在其他部件或者模块或构造上方”或“在其他部件或者模块或构造之上”的部件或者模块之后将被定位为“在其他部件或者模块或构造下方”或“在其他部件或者模块或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该部件或者模块也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
[0037]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0038]本申请公开了一种污水处理厂拟人化经验管理控制系统，包括上位机、经验管理控制器、变频器，所述上位机用于通过水质分析仪采集选定的影响因素的实际值，并发送给经验管理控制器;所述经验管理控制器基于接收到的影响因素进行计算分析，并将计算结果转换成变频器的给定频率，并发送给变频器。
[0039]本申请控制系统的经验管理控制器的基本原理是基于控制工程领域的模糊控制理论，对于多变的或测不准的控制目标避开直接计算目标值，根据选定的在线调控因子(影响因素)对目标值进行拟人化的经验控制，通过数据选择性采集、经验化分析、和周期性调整，使得控制值不断自动趋近于合理区间，以实现污水处理的工艺优化和精确控制，达到节能降耗的目的；并具备专家经验的优化调度与管理策略，对生产过程调度和运行中产生问题的管理和控制，提供经验式诊断结果和修复指导。
[0040]经验管理控制器根据现场条件可以进行集成设置或者分别设置。
[0041]由于影响生化系统的因素非常多，并且变化性比较随机，难以实现每个因素的精确测定和统计，因此经验管理控制器仅选取主要的和根本起决定作用的影响因素，选取多因素，多个周期，将控制值不断地调整趋向于一个最合理的区间。在下述实施例中，所述经验管理控制器包括曝气量经验管理控制器、污泥回流量经验管理控制器和加药量经验管理控制器，所述曝气量经验管理控制器与鼓风机变频器连接，鼓风机变频器与鼓风机连接;所述污泥回流量经验管理控制器与回流污泥栗变频器连接，回流污泥栗变频器与回流污泥栗连接;所述加药量经验管理控制器与外加碳源投加栗变频器连接，外加碳源投加栗变频器与外加碳源投加栗连接。
[0042]实施例1
[0043]现代污水处理技术，按处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理。
[0044]一级处理，主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理的污水，BOD—般可去除30%左右，达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理。
[0045]二级处理，主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质(BOD，COD物质)，去除率可达90%以上，使有机污染物达到排放标准。可以说是污水处理厂最重要的工艺环节。主要方法有活性污泥法和生物膜法。
[0046]三级处理，进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂滤法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗分析法等。
[0047]在整个污水处理工艺系统中，二级生物处理中的鼓风机是能耗最高的设备，一般来说鼓风机随着污水处理厂的运行在时刻工作着。据统计，传统工艺下，由于鼓风机曝气的电耗能一般占了整个水厂运行成本的40%左右。因此鼓风机的控制就成为了污水处理厂工艺系统控制的重要环节。
[0048]如图1所示，本实施例提供了一种基于曝气量经验管理控制器的污水处理厂拟人化经验管理控制系统，基于上述分析选取以下影响因素:
[0049]首期因素:进水水量、进水C0D、进水氨氮
[0050]中期因素:生化池DO
[0051]末期因素:出水氨氮(因污水处理的目的即是降低污水中的污染物浓度，所以出水氨氮值既是影响因素，又是目标值。)
[0052]控制值:鼓风机曝气量
[0053]污水处理厂控制系统中的上位机通过水质分析仪表收集以上影响因素的数值，发送到曝气量经验管理控制器上。曝气量经验管理控制器对其进行计算分析，自动忽略异常数据，因此能够减少对污水处理厂内水质分析仪表的依赖性，一旦出现仪表损坏，不至于对水厂的整体控制产生影响。
[0054]由于以上五个影响因素对于控制值(鼓风机曝气量)的影响存在主次之分，又互相关联，因此曝气量经验管理控制器会将其转换为统一单位数值，再结合权重值计算出最终的参考数据，并根据它对鼓风机的开启量进行步幅式的调整，曝气量经验管理控制器的计算步骤具体如下:
[0055]步骤401:比较计算影响因素:进水水量、进水COD、进水氨氮、生化池DO、出水氨氮的目标值与实际值得到差值;所述目标值为预先通过上位机输入到曝气量经验管理控制器中的数值；
[0056]步骤402:将计算的上述目标值与实际值得到差值做等单位计算；
[0057]步骤403:将等单位计算后的差值进行权重比计算得到每项影响因素的占比值；
[0058]步骤404:上述占比值相加后的结果为增大风量趋势总权值或减小风量趋势总权值；
[0059]步骤405:将计算后的结果转换成鼓风机变频器的给定频率，按照新的给定频率调整风机的风量。
[0060]上述过程循环不间断进行，以应对实时的水质水量、工艺条件等因素的变化。
[0061]所述进水流量计测量误差小于1%;所述进水COD仪、进水氨氮在线监测仪的测量周期小于24h，测量误差小于15%;所述溶解氧在线监测仪的测量误差小于0.lmg/L;所述出水氨氮在线监测仪的周期小于12h，测量误差小于0.2mg/L。
[0062]鼓风机变频器与经验管理控制器通讯。向经验管理控制器提供远程启停信号地址或接受远程启停信号、风量大小调整的信号地址以及接受风量调整信号，并将风量大小信号实时传送到经验管理控制器上。
[0063]实施例2
[0064]在采用活性污泥法作为主工艺的污水处理厂工艺控制过程中，为了使活性污泥系统的净化功能保持稳定，必须使曝气池内的污泥浓度MLSS保持相对平衡。所以，每日必须从系统中排出一定量的剩余污泥，而剩余污泥排出的量，应该等于每日增长的污泥量。同时为了保证活性污泥处于健康高效的处理状态，还需要对生化系统进行一定数量的污泥回流。
[0065]污泥回流有以下几点作用:1、补充流失的活性污泥，增加微生物含量，保证污染物的处理效果;2、将硝态氮和亚硝态氮回流回曝气池，为反硝化提供原料;3、聚磷菌释放磷，为微生物提供养料。因此污泥回流量的多少，决定了曝气池污泥浓度MLSS能否平衡稳定，对于整个污水处理工艺效果的好坏至关重要。如果污泥回流量过多，则容易造成曝气池中污泥龄老化，处于内源呼吸的污泥过多，产生污泥上浮或膨胀，即污泥沉降比SV下降，损害生化处理系统功能；如果污泥回流量过少，则存在于系统中的活性污泥量减少，从而COD降低处理效果，同时反硝化过程被抑制，脱氮效果也会大打折扣。
[0066]一般的污水处理厂在运行的过程中，会采用最大的污泥回流比。一来浪费回流污泥栗的电力资源，二来目前并没有对此问题进行实时监控的有效办法，污泥沉降比SV需要人工监测，而一旦出水水质指标出现问题，则整个系统将面临重大问题。
[0067]针对以上问题，如图2所示，本实施例提供了一种基于回流污泥栗流量经验管理控制器的污水处理厂拟人化经验管理控制系统，基于上述分析选取以下影响因素:
[0068]首期因素:进水水量、进水C0D、进水氨氮
[0069]中期因素:曝气池MLSS
[0070]末期因素:出水氨氮(因污水处理的目的即是降低污水中的污染物浓度，所以出水氨氮值既是影响因素，又是目标值。)
[0071 ]控制值:回流污泥栗流量
[0072]污水处理厂拟人化泥回流量经验管理控制器中的上位机通过水质分析仪表收集以上影响因素的数值，发送到泥回流量经验管理控制器上。泥回流量经验管理控制器对其进行计算分析，自动忽略异常数据，因此能够减少对污水处理厂内水质分析仪表的依赖性，一旦出现仪表损坏，不至于对水厂的整体控制产生影响。
[0073]由于以上五个影响因素对于控制值(回流污泥栗流量)的影响存在主次之分，又互相关联，因此泥回流量经验管理控制器会将其转换为统一单位数值，再结合权重值计算出最终的参考数据，并根据它对回流污泥栗流量进行步幅式的调整。
[0074]泥回流量经验管理控制器具体计算步骤如下:
[0075]步骤501:比较计算影响因素:进水水量、进水⑶D、进水氨氮、曝气池MLSS、出水氨氮的目标值与实际值得到差值;所述目标值为预先通过上位机输入到污泥回流量经验管理控制器中的数值；
[0076]步骤502:将计算的上述目标值与实际值得到差值做等单位计算；
[0077]步骤503:将等单位计算后的差值进行权重比计算得到每项影响因素的占比值；
[0078]步骤504:上述占比值相加后的结果为增大流量趋势总权值和减小流量趋势总权值；
[0079]步骤505:将计算后得出的结果转换成回流污泥栗变频器的给定频率，按照新的给定频率调整回流污泥栗的流量。
[0080]上述过程循环不间断进行，以应对实时的水质水量、工艺条件等因素的变化。
[0081 ] 实施例3
[0082]近年来，由于大量的含氮生活污水和工业废水排入水体，以及农用化肥的过度使用等原因，进入污水处理厂的原水氮污染指标越来越高。采用活性污泥法的污水处理厂的脱氮机制分为硝化过程和反硝化过程，硝化过程是在好氧条件下，硝化菌和亚硝化菌将氨氮转化为硝酸氮或亚硝酸氮;反硝化过程是通过异养反硝化菌在缺氧环境下，以有机碳源作为电子供体将硝化过程中产生的硝酸氮和亚硝酸氮转化为氮气，从而达到对氨氮的去除。
[0083]为保证反硝化反应的顺利进行，必须有充足的碳源，即我们常说的五日生化需氧量B0D5，一般要求B0D5/TKN>4，因此可以说碳源是传统生物脱氮工艺的控制因素之一。而目前我国有非常多的污水处理厂逐渐面临原水碳氮比降低的情况，为了保证脱氮效率，则必须选择投加外加碳源。而原水水质的波动，水量的变化，导致什么时候投加外加碳源和投加量的控制则变得很难把握。外加碳源投加的少了，则影响脱氮效率，若投加的过多，剩余的碳源将进入下游污水处理环节中而无法被去除，导致出水B0D5指标升高。
[0084]如图3所示，本实施例提供了一种基于加药量经验管理控制器的污水处理厂拟人化经验管理控制系统，针对以上问题选取以下影响因素:
[0085]首期因素:进水水量、进水C0D、进水氨氮
[0086]中期因素:无
[0087]末期因素:出水氨氮(因污水处理的目的即是降低污水中的污染物浓度，所以出水氨氮值既是影响因素，又是目标值。)
[0088]控制值:外加碳源投加栗流量
[0089]污水处理厂拟人化经验管理控制器中的上位机通过水质分析仪表收集以上影响因素的数值，发送到经验管理控制器上。经验管理控制器对其进行计算分析，自动忽略异常数据，因此能够减少对污水处理厂内水质分析仪表的依赖性，一旦出现仪表损坏，不至于对水厂的整体控制产生影响。
[0090]由于以上四个影响因素对于控制值(外加碳源投加栗流量)的影响存在主次之分，又互相关联，因此经验管理控制器会将其转换为统一单位数值，再结合权重值计算出最终的参考数据，并根据它对外加碳源投加栗流量进行步幅式的调整。
[0091]加药量经验管理控制器基于接收到的影响因素的实际值进行计算分析，并将计算结果转换成变频器的给定频率，并发送给变频器的步骤具体包括:
[0092]步骤601:比较计算影响因素:进水水量、进水C0D、进水氨氮、出水氨氮的目标值与实际值得到差值;所述目标值为预先通过上位机输入到加药量经验管理控制器中的数值；
[0093]步骤602:将计算的上述目标值与实际值得到差值做等单位计算；
[0094]步骤603:将等单位计算后的差值进行权重比计算得到每项影响因素的占比值；
[0095]步骤604:上述占比值相加后的结果为增大流量趋势总权值和减小流量趋势总权值；
[0096]步骤605:将计算后得出的结果转换成外加碳源投加栗变频器的给定频率，按照新的给定频率调外加碳源投加栗的流量。
[0097]上述过程循环不间断进行，以应对实时的水质水量、工艺条件等因素的变化。
[0098]本申请还提供了一种污水处理厂拟人化经验管理控制方法，应用于上述的污水处理厂拟人化经验管理控制系统中包括对鼓风机曝气量控制的步骤:
[0099]步骤701:选定影响因素，选定的影响因素包括:首期因素:进水水量、进水C0D、进水氨氮；中期因素:生化池DO;末期因素:出水氨氮；
[0100]步骤702:通过上位机将目标值输入到曝气量经验管理控制器中；
[0101]步骤703:所述上位机用通过水质分析仪采集选定的影响因素的实际值，并发送给曝气量经验管理控制器；
[0102]步骤704:比较计算影响因素:进水水量、进水COD、进水氨氮、生化池DO、出水氨氮的目标值与实际值得到差值;所述目标值为预先通过上位机输入到曝气量经验管理控制器中的数值；
[0103]步骤705:将计算的上述目标值与实际值得到差值做等单位计算；
[0104]步骤706:将等单位计算后的差值进行权重比计算得到每项影响因素的占比值；
[0105]步骤707:上述占比值相加后的结果为增大风量趋势总权值或减小风量趋势总权值；
[0106]步骤708:将计算后的结果转换成鼓风机变频器的给定频率，按照新的给定频率调整风机的风量。
[0107]在优选的实施例中，上述方法还可以包括对回流污泥栗流量控制的步骤:
[0108]步骤801:选定影响因素，选定的影响因素包括:首期因素:进水水量、进水COD、进水氨氮；中期因素:曝气池MLSS;末期因素:出水氨氮；
[0109]步骤802:通过上位机将目标值输入到污泥回流量经验管理控制器中；
[0110]步骤803:所述上位机用通过水质分析仪采集选定的影响因素的实际值，并发送给污泥回流量经验管理控制器；
[0111]步骤804:比较计算影响因素:进水水量、进水⑶D、进水氨氮、曝气池MLSS、出水氨氮的目标值与实际值得到差值;所述目标值为预先通过上位机输入到污泥回流量经验管理控制器中的数值；
[0112]步骤805:将计算的上述目标值与实际值得到差值做等单位计算；
[0113]步骤806:将等单位计算后的差值进行权重比计算得到每项影响因素的占比值；
[0114]步骤807:上述占比值相加后的结果为增大流量趋势总权值和减小流量趋势总权值；
[0115]步骤808:将计算后得出的结果转换成回流污泥栗变频器的给定频率，按照新的给定频率调整回流污泥栗的流量。
[0116]在优选的实施例中上述方法还可以包括外加碳源投加栗控制的步骤:
[0117]步骤901:选定影响因素，选定的影响因素包括:首期因素:进水水量、进水COD、进水氨氮；中期因素:无;末期因素:出水氨氮；
[0118]步骤902:通过上位机将目标值输入到加药量经验管理控制器中；
[0119]步骤903:所述上位机用通过水质分析仪采集选定的影响因素的实际值，并发送给加药量经验管理控制器；
[0120]步骤904:比较计算影响因素:进水水量、进水COD、进水氨氮、出水氨氮的目标值与实际值得到差值;所述目标值为预先通过上位机输入到加药量经验管理控制器中的数值；[0121 ]步骤905:将计算的上述目标值与实际值得到差值做等单位计算；
[0122]步骤906:将等单位计算后的差值进行权重比计算得到每项影响因素的占比值；
[0123]步骤907:上述占比值相加后的结果为增大流量趋势总权值和减小流量趋势总权值；
[0124]步骤908:将计算后得出的结果转换成加药量经验管理控制器的给定频率，按照新的给定频率调整外加碳源投加栗的流量。
[0125]与现有控制技术相比，本控制器将污水处理厂运行中的影响因素确定为最主要的四至五个，通过实时采集计算，将每项数据根据污水处理工艺原理转换为一个标准单位来计算它们的权重值(占比值)和调节周期。最终将这几种影响因子中正负反馈信号叠加，并应用变频器的模糊控制原理形成对控制值拟人化经验控制的逻辑关系。分别参与控制值的调控，使其自动接近最合理值，从而使目标值达到预期效果。
[0126]它大大减弱了单台仪表的故障或测量误差对系统判断结果的影响，保证整个系统的稳定运行。节约了曝气量，在提高TN、TP等水质指标处理效果的同时还能降低污水处理厂运行的电耗和药耗，在改善水环境和降低污水处理的成本方面有较大的效果。
[0127]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种污水处理厂拟人化经验管理控制系统，其特征在于，包括上位机、经验管理控制器、变频器， 所述上位机用于通过水质分析仪采集选定的影响因素的实际值，并发送给经验管理控制器; 所述经验管理控制器基于接收到的影响因素进行计算分析，并将计算结果转换成变频器的给定频率，并发送给变频器。2.根据权利要求1所述的污水处理厂拟人化经验管理控制系统，其特征在于，所述经验管理控制器包括曝气量经验管理控制器、污泥回流量经验管理控制器和加药量经验管理控制器， 所述曝气量经验管理控制器与鼓风机变频器连接，鼓风机变频器与鼓风机连接； 所述污泥回流量经验管理控制器与回流污泥栗变频器连接，回流污泥栗变频器与回流污泥栗连接； 所述加药量经验管理控制器与外加碳源投加栗变频器连接，外加碳源投加栗变频器与外加碳源投加栗连接。3.根据权利要求2所述的污水处理厂拟人化经验管理控制系统，其特征在于， 上位机向曝气量经验管理控制器发送的选定影响因素的实际值包括:首期因素:进水水量、进水COD、进水氨氮；中期因素:生化池DO;末期因素:出水氨氮； 上位机向污泥回流量经验管理控制器发送的选定影响因素的实际值包括:首期因素:进水水量、进水COD、进水氨氮；中期因素:曝气池MLSS;末期因素:出水氨氮； 上位机向加药量经验管理控制器发送的选定影响因素的实际值包括:首期因素:进水水量、进水COD、进水氨氮；中期因素:无;末期因素:出水氨氮。4.根据权利要求3所述的污水处理厂拟人化经验管理控制系统，其特征在于，曝气量经验管理控制器基于接收到的影响因素的实际值进行计算分析，并将计算结果转换成变频器的给定频率，并发送给变频器的步骤具体包括: 步骤401:比较计算影响因素:进水水量、进水COD、进水氨氮、生化池DO、出水氨氮的目标值与实际值得到差值;所述目标值为预先通过上位机输入到曝气量经验管理控制器中的数值； 步骤402:将计算的上述目标值与实际值得到差值做等单位计算； 步骤403:将等单位计算后的差值进行权重比计算得到每项影响因素的占比值； 步骤404:上述占比值相加后的结果为增大风量趋势总权值或减小风量趋势总权值； 步骤405:将计算后的结果转换成鼓风机变频器的给定频率，按照新的给定频率调整风机的风量。5.根据权利要求3所述的污水处理厂拟人化经验管理控制系统，其特征在于，污泥回流量经验管理控制器基于接收到的影响因素的实际值进行计算分析，并将计算结果转换成变频器的给定频率，并发送给变频器的步骤具体包括: 步骤501:比较计算影响因素:进水水量、进水COD、进水氨氮、曝气池MLSS、出水氨氮的目标值与实际值得到差值;所述目标值为预先通过上位机输入到污泥回流量经验管理控制器中的数值； 步骤502:将计算的上述目标值与实际值得到差值做等单位计算； 步骤503:将等单位计算后的差值进行权重比计算得到每项影响因素的占比值； 步骤504:上述占比值相加后的结果为增大流量趋势总权值和减小流量趋势总权值；步骤505:将计算后得出的结果转换成回流污泥栗变频器的给定频率，按照新的给定频率调整回流污泥栗的流量。6.根据权利要求3所述的污水处理厂拟人化经验管理控制系统，其特征在于，加药量经验管理控制器基于接收到的影响因素的实际值进行计算分析，并将计算结果转换成变频器的给定频率，并发送给变频器的步骤具体包括: 步骤601:比较计算影响因素:进水水量、进水COD、进水氨氮、出水氨氮的目标值与实际值得到差值;所述目标值为预先通过上位机输入到加药量经验管理控制器中的数值； 步骤602:将计算的上述目标值与实际值得到差值做等单位计算； 步骤603:将等单位计算后的差值进行权重比计算得到每项影响因素的占比值； 步骤604:上述占比值相加后的结果为增大流量趋势总权值和减小流量趋势总权值；步骤605:将计算后得出的结果转换成外加碳源投加栗变频器的给定频率，按照新的给定频率调外加碳源投加栗的流量。7.—种污水处理厂拟人化经验管理控制方法，应用于如权利要求1所述的污水处理厂拟人化经验管理控制系统中，其特征在于，包括对鼓风机曝气量控制的步骤: 步骤701:选定影响因素，选定的影响因素包括:首期因素:进水水量、进水COD、进水氨氮；中期因素:生化池D0;末期因素:出水氨氮； 步骤702:通过上位机将目标值输入到曝气量经验管理控制器中； 步骤703:所述上位机用通过水质分析仪采集选定的影响因素的实际值，并发送给曝气量经验管理控制器； 步骤704:比较计算影响因素:进水水量、进水COD、进水氨氮、生化池DO、出水氨氮的目标值与实际值得到差值;所述目标值为预先通过上位机输入到曝气量经验管理控制器中的数值； 步骤705:将计算的上述目标值与实际值得到差值做等单位计算； 步骤706:将等单位计算后的差值进行权重比计算得到每项影响因素的占比值； 步骤707:上述占比值相加后的结果为增大风量趋势总权值或减小风量趋势总权值；步骤708:将计算后的结果转换成鼓风机变频器的给定频率，按照新的给定频率调整风机的风量。8.根据权利要求7所述的污水处理厂拟人化经验管理控制方法，其特征在于，还包括对回流污泥栗流量控制的步骤: 步骤801:选定影响因素，选定的影响因素包括:首期因素:进水水量、进水COD、进水氨氮；中期因素:曝气池MLSS;末期因素:出水氨氮； 步骤802:通过上位机将目标值输入到污泥回流量经验管理控制器中； 步骤803:所述上位机用通过水质分析仪采集选定的影响因素的实际值，并发送给污泥回流量经验管理控制器； 步骤804:比较计算影响因素:进水水量、进水COD、进水氨氮、曝气池MLSS、出水氨氮的目标值与实际值得到差值;所述目标值为预先通过上位机输入到污泥回流量经验管理控制器中的数值； 步骤805:将计算的上述目标值与实际值得到差值做等单位计算； 步骤806:将等单位计算后的差值进行权重比计算得到每项影响因素的占比值； 步骤807:上述占比值相加后的结果为增大流量趋势总权值和减小流量趋势总权值；步骤808:将计算后得出的结果转换成回流污泥栗变频器的给定频率，按照新的给定频率调整回流污泥栗的流量。9.根据权利要求7所述的污水处理厂拟人化经验管理控制方法，其特征在于，还包括外加碳源投加栗控制的步骤: 步骤901:选定影响因素，选定的影响因素包括:首期因素:进水水量、进水COD、进水氨氮；中期因素:无;末期因素:出水氨氮； 步骤902:通过上位机将目标值输入到加药量经验管理控制器中； 步骤903:所述上位机用通过水质分析仪采集选定的影响因素的实际值，并发送给加药量经验管理控制器； 步骤904:比较计算影响因素:进水水量、进水COD、进水氨氮、出水氨氮的目标值与实际值得到差值;所述目标值为预先通过上位机输入到加药量经验管理控制器中的数值； 步骤905:将计算的上述目标值与实际值得到差值做等单位计算； 步骤906:将等单位计算后的差值进行权重比计算得到每项影响因素的占比值； 步骤907:上述占比值相加后的结果为增大流量趋势总权值和减小流量趋势总权值；步骤908:将计算后得出的结果转换成加药量经验管理控制器的给定频率，按照新的给定频率调整外加碳源投加栗的流量。
【文档编号】C02F3/02GK105906032SQ201610470947
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年6月20日
【发明人】王营利
【申请人】天津机科环保科技有限公司