曝气池智能供氧系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种曝气池智能供氧系统，主要由流量计算回路和流量控制回路组成，流量计算回路包括一数据控制中心，ＰＬＣ与数据控制中心相连，溶解氧测量仪与数据控制中心相连，流量控制回路主要由气体流量计、菱形电动控制阀和现场控制器组成，本实用新型专利技术涉及的智能供氧系统对于存在滞后或随机干扰的情况下具有良好的控制效果，当污水处理过程中出现因水质、水量及其他外界因素干扰时，智能供氧系统会及时根据气体流量测量值、溶解氧设定值、溶解氧测量值及溶解氧变化趋势，计算出平衡系统溶解氧浓度所需的气体流量值，并将该数据输出到流量控制回路进行平衡分配和调节，从而使整个系统及时恢复稳定。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种污水处理设备，特别是涉及一种曝气池智能 供氧系统。
技术介绍
污水处理的好氧工艺段是污水处理厂消减污染物最主要的工艺 单元，其处理成本也是污水处理的各段工艺中最好，其中曝气池供氧这一项约占到全厂总能耗的70 80%，因此，要实现污水处理厂的节能降耗，如何提高供氧效率是最重要的课题，曝气池溶解氧(简称 D0)过低，不利于处理质量，过高，则会造成能源的浪费，目前，曝 气系统的控制模式主要有以下几种，如风量时间控制；曝气倍率控制； 溶解氧控制及串级调控；前两种模式控制简单，但实际效果不稳定不 便于节能控制，溶解氧控制及串级控制模式是一种闭环调控的自动控 制模式，根据溶解氧的偏差来调整鼓风机流量，从而实现关于水量、 水质的最优控制，从理论上可以得到较好的曝气和节能效果，但在实 际应用中，由于设备和软件设计的局限，往往不能达到预期的效果， 裕解氧控制不稳定，波动幅度在1.5 4.5mg/L,造成曝气不均衡， 影响污水处理效果，且增加了电耗。二
技术实现思路
为了解决现有技术存在的问题，本技术的目的在于提供一种 能实现溶解氧稳定控制、节约能耗的曝气池智能供氧系统。本技术采取的技术方案如下 一种曝气池智能供氧系统，主 要由流量计算回路1和流量控制回路2组成，流量计算回路1包括一 数据控制中心10，数据控制中心10为一台内部存储有大量的经验数 据、历史数据及溶解氧变化趋势，并安装有内置特殊算法的智能计算软件的计算机，PLC11与数据控制中心10相连，向数据控制中心10 提供一个溶解氧设定值，该溶解氧设定值为曝气池中溶解氧的基准 值，溶解氧测量仪12与数据控制中心10相连，用来检测曝气池内实 际的溶解氧浓度，并传输到数据控制中心10，流量控制回路2主要 由气体流量计21、菱形电动控制阀22和现场控制器20组成，现场 控制器20与数据控制中心10相连，接收数据控制中心10的控制指 令，并对曝气池内的气体流量进行控制，气体流量计21与数据控制 中心10及现场控制器20相连，用来测量曝气池的实际气体流量，并 将实际的气体流量值输出至数据控制中心10和现场控制器20，菱形 电动控制阀22与现场控制器20相连，接收现场控制器20的控制指 令，调整进入曝气池中的空气管路中的气体流量。本技术的有益效果是:本技术涉及的智能控制系统对于 存在滞后或随机干扰的情况下具有良好的控制效果，在系统稳定情况 下，假设进水水量、水质、水温等条件都保持不变，鼓风机出口压力、 曝气量也不变，耗氧速率和充氧速率基本平衡，溶解氧浓度稳定在给 定值上；当污水处理过程中出现因水质、水量及其他外界因素干扰时， 智能供氧系统会及时根据气体流量测量值、溶解氧设定值、溶解氧测 量值及溶解氧变化趋势，计算出平衡系统溶解氧浓度所需的气体流量值，并将该数据输出到流量控制回路进行平衡分配和调节，从而使整 个系统及时恢复稳定。以下结合附图和具体实施方式对本技术做进一步描述。附图说明图1为本技术曝气池智能供氧系统的物理框图2为本技术曝气池智能供氧系统的控制原理框图。具体实施方式参照图1所示，本技术主要由流量计算回路1和流量控制回 路2两部分组成。流量计算回路1包括一数据控制中心10，数据控制中心10为一 台内部存储有大量的经验数据、历史数据及溶解氧变化趋势，并安装 有内置特殊算法的智能计算软件的计算机，PLC11与数据控制中心10 相连，向数据控制中心10提供一个溶解氧设定值，该溶解氧设定值 为曝气池中溶解氧的基准值，溶解氧测量仪12与数据控制中心10相 连，用来检测曝气池内实际的溶解氧浓度，并传输到数据控制中心 10。流量控制回路2主要由气体流量计21、菱形电动控制阀22和现 场控制器20组成，现场控制器20与数据控制中心10相连，接收数 据控制中心10的控制指令，并对曝气池内的气体流量进行控制，气 体流量计21与数据控制中心10及现场控制器20相连，用来测量曝 气池的实际气体流量，并将实际的气体流量值输出至数据控制中心 10和现场控制器20，菱形电动控制阀22与现场控制器20相连，接收现场控制器20的控制指令，调整进入曝气池中的空气管路中的气 体流量。请再参照图2，本技术的操作方法及工作原理如下一、 操作方式1 、系统运行前，对系统各参数包括生化池尺寸、溶解氧浓度(DO )、 流量设定值进行初始化。2、 检査各种仪表，包括溶解氧测量仪12、气体流量计21、菱形 电动控制阀22，是否处于正常工作状态，当出现异常时，进入到安 全运行模式，将菱形电动控制阀22开度到最大。3、 流量计算回路1的数据控制中心10对接收到的溶解氧设定值、溶解氧实际值、实际气体流量，结合系统数据库内的经验数据、历史 数据及溶解氧变化趋势，通过智能计算软件处理，确定流量控制目标值即气体流量设定值，并将该气体流量设定值输出到流量控制回路2 的现场控制器20。4、 流量控制回路2的现场控制器20根据数据数据控制中心10 的流量控制目标值，控制菱形电动控制阀22调整进入曝气池的气体 流量。5、 流量控制回路2中的气体流量计21对进入曝气池的实际气体 流量进行检测，并反馈至数据控制中心10及现场控制器20，由数据 控制中心IO通过进行再次计算对其进行修正，并重新给出新的气体 流量设定值到现场控制器20。二、 工作原理1、 系统无干扰状态在系统稳定情况下，假设进水水量、水质、水温等条件都保持不 变，气体流量、曝气量也不变，耗氧速率和充氧速率基本平衡，溶解 氧浓度稳定在PLC提出的溶解氧设定值上，此为系统理想的平衡状 态。但在污水处理过程中不可能永远处于这么理想的平衡状态，干扰 发生时必然会破坏上述的平衡。2、 当系统出现干扰时① 、干扰进入供气系统假如进水水质、水量相对比较稳定，但系统受到外界因素的影响 使气体流量发生了变化，或由于其他原因使曝气量发生了变化，平衡 状态被打破。流量控制回路2中的气体流量计21会连续并且精确的测量气体 流量的变化，当受到干扰时，该回路的气体流量计21立即测量到了 这个变化，及时的反应到现场控制器20和流量计算回路1中的数据 控制中心IO，现场控制器20的马上对这个变化作出判断，迅速改变 该回路中高精度菱形电动控制阀22的开度以保持曝气流量不变。这 样，经过流量控制回路2的控制，在干扰还未波及到溶解氧之前就己 经被智能供氧系统所克服，即便是干扰较大，其大部分影响已经被流 量控制回路2所克服，波及到溶解氧时，干扰已经很小，再通过流量 计算回路1进一步调节，彻底消除干扰影响，使溶解氧回复到给定值。② 、干扰进入工艺处理系统假如供气系统稳定，而进入曝气池的水质、水量等发生了变化，使溶解氧发生了波动，破坏了原来的平衡。当干扰发生时，气体流量计21将实际测得的气体流量反应到流 量计算回路1的数据控制中心10，同时，PLC给出的溶解氧设定值、 溶解氧测量仪12测得的溶解氧实际值同时输送至数据控制中心10 中，结合数据控制中心IO庞大数据库中的历史经验数据及溶解氧变 化趋势，经过内置特殊算法的专家智能计算，流量计算回路l和流量 控制回路2串连使用，总的放大倍数为两个回路调节器放大倍数的乘 积，加快了调节作用，系统会根据实际需要重新给本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种曝气池智能供氧系统，其特征在于：该系统主要由流量计算回路（１）和流量控制回路（２）组成，流量计算回路（１）包括数据控制中心（１０），ＰＬＣ（１１）和溶解氧测量仪（１２）与数据控制中心（１０）相连，流量控制回路（２）主要由现场控制器（２０）、气体流量计（２１）和菱形电动控制阀（２２）组成，现场控制器（２０）与数据控制中心（１０）相连，气体流量计（２１）与数据控制中心（１０）及现场控制器（２０）相连，菱形电动控制阀（２２）与现场控制器（２０）相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡芝斌，徐建祥，杨立峰，
申请(专利权)人：绍兴水处理发展有限公司，
类型：实用新型
国别省市：33[中国|浙江]