本發明專利技術公開了屬于環保技術領域的一種城市污水廠曝氣池溶解氧穩定智能控制方法及其裝置。在曝氣池的供氣環路上連接鼓風機、供氣干管。曝氣區域分為四個子區，每個子區采用獨立的供氣干管供氣，每個供氣干管上安裝有電動閥門，每個子區安裝了溶解氧測定儀，該系統在可編程序控制器上實現了溶解氧和電動閥門的智能反饋控制。本發明專利技術適應城市污水廠進水的水質和水量的變化，保持曝氣池中溶解氧濃度的穩定。根據分布在各個供氣支管上氣體流量計測定值的變化規律，反映污水廠進水水質和水量變化的綜合結果，從而降低曝氣單元的能耗，節省曝氣單元運行費用。
Intelligent control method for dissolved oxygen stabilization of aeration tank in urban sewage treatment plant and device thereof
The invention discloses an intelligent control method for dissolved oxygen stabilization of aeration tank in a sewage treatment plant, belonging to the technical field of environmental protection, and a device thereof. Connect the blower to the air supply circuit of the aeration tank. The aeration area is divided into four sub regions, each sub region by independent air supply main pipe gas supply, gas supply pipe is installed on each electric valve, each sub area has dissolved oxygen meter, the system on programmable controller realizes intelligent dissolved oxygen and electric valve feedback control. The invention adapts to the change of the water quality and the water quantity in the sewage treatment plant of the city, and maintains the stability of the dissolved oxygen concentration in the aeration tank. According to the distribution regularity of the value determination of the gas flow meter in each gas supply pipe, the comprehensive results reflect the change of the water quality and sewage water, thereby reducing the energy consumption of aeration unit, save aeration unit operation cost.
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于環保
，具體涉及一種城市污水廠曝氣池溶解氧穩定智能 控制方法及其裝置。技術背景在當前污水處理領域中，活性污泥法是應用最為廣泛的處理工藝之一，該工 藝以曝氣池為核心處理設備，在曝氣作用下，曝氣池混合液得到足夠的氧氣并使 存活在活性污泥上的微生物分解可溶性有機物，使污水得到凈化。其中，曝氣池 中溶解氧濃度的高低直接影響有機物的去除效率，并在活性污泥法污水處理過程 中影響活性污泥的生長，同時也是影響運行費用和出水水質的重要因素，所以在 活性污泥法處理系統的運行中溶解氧濃度是過程控制的重要控制參數。在污水處 理過程的不同工況下(如進水水量水質發生變化、供氣系統管壓發生變化、環 境溫度發生變化等)，對曝氣池各段分支供氣管道上的閥門的開度進行快速有效 調節，保持溶解氧的穩定，對工藝的過程控制和降低曝氣單元的能耗具有重大的 現實意義。在先技術中，大多數以活性污泥法為處理工藝的城市污水廠的曝氣系統采用 了簡單的控制回路來自動控制或人工就地控制。簡單控制回路采用了 PID(比例-積分-微分)進行調節控制，根據曝氣池中溶解氧檢測儀的溶解氧測定值與溶解氧設定值進行比較，將兩者偏差通過PID運算后輸出電動閥門的開度信號，然后通 過閥門的行程控制器進行相應調節，進而控制池內的溶解氧濃度；人工就地控制 通過操作人員對當前工藝運行情況和溶解氧測定值與設定值的偏差分析，根據經 驗人為對閥門開度進行調節，從而控制池內的溶解氧濃度。上述在先技術控制方 法的缺點在于 一是由于時間延遲，即從閥門開度的調節到池內溶解氧的測定值 變化需要一段時間，造成溶解氧的調節滯后，從而引起波動；二是污水廠中的現 有調節閥門一般都是非線性的，曝氣量隨閥門開度呈非線性變化，使用簡單的PID 控制容易造成溶解氧濃度的振蕩；三是人工控制的效果與操作人員的經驗有密切的關系，而且控制的可靠性比較低，容易產生調節過度的情況，造成溶解氧濃度 的波動；四是上述的方法的曝氣能耗高，這是由于上述方法調節下溶解氧濃度波 動范圍較大，為了保證工藝的安全運行，系統的溶解氧設定值只能保持在較高的 數值上，保持了過大的冗余度而造成曝氣量的增加，從而增加曝氣單元的能耗 五是溶解氧濃度的波動范圍大會影響曝氣池內微生物的生長繁殖，對污水處理工 藝的運行造成干擾，從而影響出水水質。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種城市污水廠曝氣池溶解氧穩定智能控制方法及其裝置。其特征在于鼓風機1通過供氣干管2接在曝氣池22的供氣環路上，在 曝氣池22內中部的供氣環路兩邊各接第一供氣支管6、第二供氣支管7和第三供 氣支管8、第四供氣支管9;在各供氣支管上連接對應編號的第一電動閥門14、 第二電動閥門15、第三電動閥門16、第四電動閥門17;第一溶解氧測定儀IO、 第二溶解氧測定儀ll、第三溶解氧測定儀12、第四溶解氧測定儀13和第一氣體 流量計18、第二氣體流量計19、第三氣體流量計20、第四氣體流量計21;在曝 氣池22左端設置有進水口 3和出水口 4，在曝氣池22右端安裝可編程序控制器 5。城市污水廠曝氣池溶解氧穩定智能控制方法為 (1)當曝氣池的進水水質和水量相對較穩定時，曝氣池中各個分段需要的 空氣量基本保持穩定，通過對各個分段閥門的微調，抵御曝氣系統中因管壓或流 量波動引起的曝氣量的變化，內置在可編程序控制器上的控制程序通過對各個分 段溶解氧測定儀測定的當前測定值和10分鐘平均值變化趨勢進行分析，從而保 持曝氣量的穩定；同時，根據溶解氧在較長歷史時間的變化規律，對閥門的調節 進行進一步修正，使得曝氣量的變化趨勢恰好能夠抵御溶解氧濃度的變化趨勢， 即溶解氧濃度測定值低于設定值時，略微增大閥門開度，使得曝氣量略微增大， 從而使得溶解氧濃度升高；溶解氧濃度測定值高于設定值時，略微減小閥門開度， 使得曝氣量略微減少，從而使得溶解氧濃度降低；特別的是當溶解氧濃度測定值與設定值的差值的絕對值小于O. lmg/L時，閥門開度不變化，這是由于過于頻繁的閥門調節會導致溶解氧濃度發生振蕩。(2)當曝氣池的進水水質和水量發生相對較大變化時，曝氣池中各個分段 需要的空氣量基本將按照水流經過的順序依次發生變化，最靠近進水口的分段上 的監測設備將很快監測到本段溶解氧濃度、閥門開度和曝氣量的變化趨勢。根據 這些變化趨勢，對閥門開度的調節量進行設定。當調節前10分鐘的曝氣量平均 值增大而溶解氧濃度的平均值減少時，說明該段的處理負荷增加，實際需要的空 氣量不足，閥門的開度快速增大，從而使曝氣量增加，減緩溶解氧濃度的下降趨 勢-，當調節前10分鐘的曝氣量平均值減少而溶解氧濃度的平均值增加時，說明 該段的處理負荷減少，實際需要的空氣量過剩，閥門的開度快速減少，從而使曝 氣量減少，減緩溶解氧濃度的上升趨勢。特別的是，為了防止這種調整方法造成 溶解氧的波動，閥門每次的步進調節值最大為5%，這樣就可以避免由于閥門調節 幅度過大造成的曝氣量的周期性振蕩，有利于保持曝氣池溶解氧濃度的穩定。所述溶解氧濃度在穩定時間段內，曝氣池中各個分段應在設定值的士O. 2 0. 5mg/L內。所述城市污水廠曝氣池溶解氧穩定智能控制方法，具體控制過程為(1) 當曝氣池22的進水3的水質和水量相對較穩定時，曝氣池22中各個 分段生化反應需要的空氣量基本保持穩定，內置在可編程序控制器5上的控制程 序通過對各個分段的第一至第四溶解氧測定儀的當前測定值和10分鐘平均值變 化趨勢進行分析，分別對第一至第四電動閥門進行微調，從而保持第一至第四供 氣支管的曝氣量較為穩定。(2) 當曝氣池22的進水口 3的水質和水量發生相對較大變化時，曝氣池22中各個分段生化反應需要的空氣量將按照水流經過的順序依次發生變化，最靠近 進水口 3的分段上的第一監測設備溶解氧測定儀10將很快監測到溶解氧濃度的 變化，為了使得溶解氧保持穩定，可編程序控制器5將對第一電動閥門14的閥 門開度進行步進式調節，從而增大或者減少第一供氣支管6的曝氣量，并利用第一氣體流量計18進行調節的反饋，以減緩曝氣池22靠近進水口 3的溶解氧濃度 的減小或者增大的趨勢。在控制過程中，第一電動閥門14將每30秒調節一次， 調節步長根據曝氣池22的實際運行的相關參數通過經驗設定，可以在10分鐘后 將第一供氣支管6的第一氣體流量計18的測定值調整到比較穩定的水平，以滿 足曝氣池22的進水口 3的水質和水量發生變化后，第一供氣支管6所負責的供 氣區域微生物的生長在氧量上的實際需求；曝氣池22中第二電動閥門15、第三 電動閥門16和第四電動閥門17的調節方式基本與第一電動閥門14的調節方式 一致，主要區別在于后續電動閥門的調節將參考距離進水口 3的距離比較近的供 氣支管上在前10分鐘的氣體流量計和溶解氧測定儀的測定值的平均值的變化趨 勢，從而反映曝氣池22的進水口 3的水質和水量的變化，按照曝氣池22當前的 處理負荷的增加和減少情況，調節電動閥門開度，并利用各個空氣支管上的氣體 流量計進行反饋，從而實現各個供氣支管的按需曝氣，達到控制曝氣池22中第 一溶解氧測定儀IO、第二溶解氧測定儀ll、第三溶解氧測定儀12和第四溶解氧 測定儀13的測定值穩定的效果。 本專利技術的有益效果曝氣池中溶解氧濃度的穩定控制本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種城市污水廠曝氣池溶解氧穩定智能控制裝置，其特征在于：鼓風機（１）通過供氣干管（２）接在曝氣池（２２）的供氣環路上，在曝氣池（２２）內中部的供氣環路兩邊各接第一供氣支管（６）、第二供氣支管（７）和第三供氣支管（８）、第四供氣支管（９）；在各供氣支管上連接對應編號的第一電動閥門（１４）、第二電動閥門（１５）、第三電動閥門（１６）、第四電動閥門（１７）；第一溶解氧測定儀（１０）、第二溶解氧測定儀（１１）、第三溶解氧測定儀（１２）、第四溶解氧測定儀（１３）和第一氣體流量計（１８）、第二氣體流量計（１９）、第三氣體流量計（２０）、第四氣體流量計（２１）；在曝氣池（２２）左端設置有進水口（３）和出水口（４），在曝氣池（２２）右端安裝可編程序控制器（５）。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳吉寧，趙冬泉，佟慶遠，
申請(專利權)人：清華大學，
類型：發明
國別省市：11[中國|北京]
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