一种基于自动控制的精确曝气方法技术

本发明专利技术公开了一种基于自动控制的精确曝气方法，属于城市污水处理技术领域。本发明专利技术包括以下步骤：步骤一：安装曝气所需硬件设施，完成基本电气自动化改造；步骤二：在系统中设置基本参数；步骤三：每分钟定时读取溶解氧、进水COD、进水氨氮、进水流量、管道压力、阀门开度、风机频率、风量的值；步骤四：根据N小时前的进水COD、进水氨氮、进水量计算当前所需总风量；步骤五：每分钟计算溶解氧目标差值和X分钟内的变化值。本发明专利技术可稳定控制溶解氧，保证出水达标，出现异常时可立即反应，减少人员失误造成的损失，即可以避免曝气过度，又能最大限度保证出水达标保证生化处理系统的稳定、可靠运行，可减少运营成本，节能降耗。

A precise aeration method based on automatic control

The invention discloses an accurate aeration method based on automatic control, which belongs to the technical field of urban sewage treatment. The invention comprises the following steps: Step 1: install the hardware facilities required for aeration, and complete the basic electrical automation transformation; step 2: set the basic parameters in the system; step 3: read the values of dissolved oxygen, COD of influent water, ammonia nitrogen of influent water, flow of influent water, pipe pressure, valve opening, fan frequency and air volume at a fixed time every minute; step 4: according to the COD of influent water and the value of influent water before n hours Calculate the current total air volume of ammonia nitrogen and water inflow; step 5: calculate the target difference of dissolved oxygen per minute and the change value within X minutes. The invention can stably control the dissolved oxygen, ensure the effluent to reach the standard, react immediately in case of abnormality, reduce the loss caused by personnel error, which can not only avoid over aeration, but also guarantee the effluent to reach the standard to the maximum extent, ensure the stable and reliable operation of the biochemical treatment system, reduce the operation cost, save energy and reduce consumption.

【技术实现步骤摘要】
一种基于自动控制的精确曝气方法
本专利技术涉及城市污水处理
，更具体地说，涉及一种基于自动控制的精确曝气方法。
技术介绍
城市污水处理中通常采用氧化沟、AAO及其它好氧处理工艺等作为主体工艺进行污水处理，其中生物池曝气是好氧处理工艺的控制核心，最常使用活性污泥法。以生物处理为基础的活性污泥法运行成本低，有近百年的发展历史，是较成熟的污水处理工艺。活性污泥法最重要的就是生物池中溶解氧的控制，可以说好氧环节溶解氧的值是出水达标最大的影响因素。传统曝气控制方式多依赖人工经验或只是进行简单的自动控制，为了保证污水处理系统正常运行，常需要进行大余量曝气。中国专利技术专利CN201811181907.7公开了一种基于出水氨氮和溶解氧的精确曝气控制方法，如果遇到进水污染情况严重的场景，或遇到进水水质存在较大幅度波动的场景，这种方法存在性能上的局限性。中国专利技术专利CN201811621599.5公开了一种污水处理趋近循优精确曝气方法，对于目前污水处理厂越来越多的使用变频风机的场景，该专利对于这一方面没有考虑。
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题针对现有技术存在的缺陷与不足，本专利技术提供了一种基于自动控制的精确曝气方法，本专利技术可稳定控制溶解氧，保证出水达标，出现异常时可立即反应，减少人员失误造成的损失，即可以避免曝气过度，又能最大限度保证出水达标保证生化处理系统的稳定、可靠运行，可减少运营成本，节能降耗。2.技术方案为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为：本专利技术的一种基于自动控制的精确曝气方法，其步骤为：步骤一：安装曝气所需硬件设施，完成基本电气自动化改造，采集仪表、阀门、风机频率数据；步骤二：在系统中设置基本参数，通过曝气程序自动调节阀门和风机频率，N为进水到好氧池的流转时间，X为溶解氧变化时间；步骤三：每分钟定时读取溶解氧、进水COD、进水氨氮、进水流量、管道压力、阀门开度、风机频率、风量的值；步骤四：当进水COD、进水氨氮、进水量在某段时间突然升高时，生成一个定时器，在N小时后执行操作，根据N小时前的进水COD、进水氨氮、进水量计算当前所需总风量，将计算总风量作为目标值，PID控制风机频率，若压力报警则增大低溶氧的阀门；步骤五：每分钟计算溶解氧目标差值和X分钟内的变化值，当溶解氧不在目标值附近时，根据调节策略来控制风机频率和阀门开度；步骤六：当需要调节风机频率时，根据当前的溶解氧目标差值和变化值计算变化的频率，若减小频率，此时阀门不用动作，若增大频率则需监控管道压力，压力达到报警值时需增大各阀门开度释放压力；步骤七：当需要调节阀门开度时，根据当前的溶解氧目标差值和变化值计算应变化的阀门开度，若减小阀门则需监控管道压力，达到报警值时，需升高其他阀门，若已开到最大需降低频率。进一步地，所述的步骤一，曝气硬件设施包括变频风机、电动调节阀、风量在线仪表、COD在线仪表、氨氮在线仪表、水量在线仪表、溶解氧在线仪表、管道压力在线仪表，在生物池中的好氧区前端后端分别安装溶解氧在线仪表和曝气管道，进水口安装COD在线仪表、氨氮在线仪表、水量在线仪表，风管各曝气支管安装电动调节阀和风量在线仪表。进一步地，所述的步骤二，估算出进水到好氧池的滞后时间，通过滞后时间、进水COD、进水氨氮、进水流量根据污水需氧量公式计算出当前的好氧池总需氧量，将该需氧量作为风机频率的初始依据。进一步地，所述的步骤五，变频风机调节策略：理论所需需氧量和每个溶解氧的目标差值，即当前溶解氧-目标溶解氧，作为参数，首先将需氧量作为总风量目标值，使用比例控制频率到稳定值，再根据溶解氧目标差值微调频率，溶解氧目标差值即每个溶解氧目标差值设置权重系数。进一步地，所述的步骤七，阀门调节策略：一个阀门对应一个溶解氧，在未达到调节风机频率的条件下调节，将溶解氧目标差值和溶解氧变化值作为参数，使用PID反馈控制方法。3.有益效果采用本专利技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：本专利技术可稳定控制溶解氧，保证出水达标，出现异常时可立即反应，减少人员失误造成的损失，即可以避免曝气过度，又能最大限度保证出水达标保证生化处理系统的稳定、可靠运行，可减少运营成本，节能降耗。附图说明图1为本专利技术的工艺流程图；图2为本专利技术的曝气流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的描述：实施例1从图1-2可以看出，本实施例的一种基于自动控制的精确曝气方法，其步骤为：步骤一：安装曝气所需硬件设施，完成基本电气自动化改造，采集仪表、阀门、风机频率数据，曝气硬件设施包括变频风机、电动调节阀、风量在线仪表、COD在线仪表、氨氮在线仪表、水量在线仪表、溶解氧在线仪表、管道压力在线仪表，在生物池中的好氧区前端后端分别安装溶解氧在线仪表和曝气管道，进水口安装COD在线仪表、氨氮在线仪表、水量在线仪表，风管各曝气支管安装电动调节阀和风量在线仪表；步骤二：在系统中设置基本参数，通过曝气程序自动调节阀门和风机频率，N为进水到好氧池的流转时间，X为溶解氧变化时间，估算出进水到好氧池的滞后时间，通过滞后时间、进水COD、进水氨氮、进水流量根据污水需氧量公式计算出当前的好氧池总需氧量，将该需氧量作为风机频率的初始依据；污水需氧量公式为：O2＝[0.001×1.47×Q×CODIN/1.5-1.42×0.6×Q×CODIN/1.5×0.001+4.57(0.001×Q×NH3(IN)×1.5-0.12×0.6×Q×CODIN/1.5×0.001)-0.62×4.57(0.001×Q×NH3(IN)×1.62-0.12×0.6×Q×CODIN/1.5×0.001)]/1.008CODIN、NH3(IN)单位：mg/L；O2单位m3/h步骤三：每分钟定时读取溶解氧、进水COD、进水氨氮、进水流量、管道压力、阀门开度、风机频率、风量的值；步骤四：当进水COD、进水氨氮、进水量在某段时间突然升高时，生成一个定时器，在N小时后执行操作，根据N小时前的进水COD、进水氨氮、进水量计算当前所需总风量，将计算总风量作为目标值，PID控制风机频率，若压力报警则增大低溶氧的阀门；步骤五：每分钟计算溶解氧目标差值和X分钟内的变化值，当溶解氧不在目标值附近时，根据调节策略来控制风机频率和阀门开度，变频风机调节策略：理论所需需氧量和每个溶解氧的目标差值，即当前溶解氧-目标溶解氧，作为参数，首先将需氧量作为总风量目标值，使用比例控制频率到稳定值，再根据溶解氧目标差值微调频率，溶解氧目标差值即每个溶解氧目标差值设置权重系数；步骤六：当需要调节风机频率时，根据当前的溶解氧目标差值和变化值计算变化的频率，若减小频率，此时阀门不用动作，若增大频率则需监控管道压力，压力达到报警值时需增大各阀门开度释放压力；步骤七：当需要调节阀门开度时，根据当前的溶解氧目标差值和变化值计算本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于自动控制的精确曝气方法，其特征在于：其步骤为：/n步骤一：安装曝气所需硬件设施，完成基本电气自动化改造，采集仪表、阀门、风机频率数据；/n步骤二：在系统中设置基本参数，通过曝气程序自动调节阀门和风机频率，N为进水到好氧池的流转时间，X为溶解氧变化时间；/n步骤三：每分钟定时读取溶解氧、进水COD、进水氨氮、进水流量、管道压力、阀门开度、风机频率、风量的值；/n步骤四：当进水COD、进水氨氮、进水量在某段时间突然升高时，生成一个定时器，在N小时后执行操作，根据N小时前的进水COD、进水氨氮、进水量计算当前所需总风量，将计算总风量作为目标值，PID控制风机频率，若压力报警则增大低溶氧的阀门；/n步骤五：每分钟计算溶解氧目标差值和X分钟内的变化值，当溶解氧不在目标值附近时，根据调节策略来控制风机频率和阀门开度；/n步骤六：当需要调节风机频率时，根据当前的溶解氧目标差值和变化值计算变化的频率，若减小频率，此时阀门不用动作，若增大频率则需监控管道压力，压力达到报警值时需增大各阀门开度释放压力；/n步骤七：当需要调节阀门开度时，根据当前的溶解氧目标差值和变化值计算应变化的阀门开度，若减小阀门则需监控管道压力，达到报警值时，需升高其他阀门，若已开到最大需降低频率。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于自动控制的精确曝气方法，其特征在于：其步骤为：
步骤一：安装曝气所需硬件设施，完成基本电气自动化改造，采集仪表、阀门、风机频率数据；
步骤二：在系统中设置基本参数，通过曝气程序自动调节阀门和风机频率，N为进水到好氧池的流转时间，X为溶解氧变化时间；
步骤三：每分钟定时读取溶解氧、进水COD、进水氨氮、进水流量、管道压力、阀门开度、风机频率、风量的值；
步骤四：当进水COD、进水氨氮、进水量在某段时间突然升高时，生成一个定时器，在N小时后执行操作，根据N小时前的进水COD、进水氨氮、进水量计算当前所需总风量，将计算总风量作为目标值，PID控制风机频率，若压力报警则增大低溶氧的阀门；
步骤五：每分钟计算溶解氧目标差值和X分钟内的变化值，当溶解氧不在目标值附近时，根据调节策略来控制风机频率和阀门开度；
步骤六：当需要调节风机频率时，根据当前的溶解氧目标差值和变化值计算变化的频率，若减小频率，此时阀门不用动作，若增大频率则需监控管道压力，压力达到报警值时需增大各阀门开度释放压力；
步骤七：当需要调节阀门开度时，根据当前的溶解氧目标差值和变化值计算应变化的阀门开度，若减小阀门则需监控管道压力，达到报警值时，需升高其他阀门，若已开到最大需降低频率。


2.根据权利要求1所述的一种基于自动...

【专利技术属性】
技术研发人员：高心宇，吴忠华，钱小聪，王星星，周煜申，
申请(专利权)人：中冶华天工程技术有限公司，中冶华天南京工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34