一种AAO工艺碳源投加控制系统技术方案

本发明专利技术属于水处理领域，涉及一种AAO工艺碳源投加控制系统。本发明专利技术包括依次连接的厌氧池、缺氧池和好氧池，其中，缺氧池设置有碳源投加单元；碳源投加单元包括策略控制模块以及过滤模块，过滤模块通过将缺氧池的水样进行过滤，避免污泥浓度对仪表的干扰，策略控制模块利用前馈+串级反馈的控制方式投加外碳源。本发明专利技术针对检测器设置过滤模块，保证溶解性硝酸盐浓度的测量准确性，避免污水中的污泥等物质对检测精度的影响，同时能够利用前馈+串级反馈，精准计算投加量，节能降耗。

【技术实现步骤摘要】
一种AAO工艺碳源投加控制系统
本专利技术属于水处理领域，更具体地说，涉及一种AAO工艺碳源投加控制系统。
技术介绍
Anaerobic-Anoxic-Oxic(AAO)工艺是我国城市污水处理工艺中最为常见的一种污水脱氮除磷工艺，其处理出水的达标排放和运行过程的节能降耗对于保护我国地表水环境具有重要意义。由于受到进水负荷波动等因素的影响，AAO工艺通常较难保持稳定高效的污染物去除能力。外碳源投加是降低出水总氮浓度的一种重要策略。而外碳源投加时应适量，既要保障反硝化过程硝态氮的去除，又要尽可能降低投加量。目前碳源投加大部分以以下方式进行控制：控制出水硝态氮浓度小于事先设定值，当出水硝态氮测定值超过设定值时外投碳源到缺氧池。碳源的投加以出水硝酸盐浓度为依据，并没有考虑碳源的投加是否促进硝酸盐的去除，当缺氧池的硝酸盐浓度为0时，投加有机碳源并不能增加反硝化速率，此时药剂投加过量，浪费资源。此外，目前有通过紫外吸收双光束测量法的硝氮在线分析仪来分析缺氧池硝酸盐的含量，无需试剂和样品预处理，反应分析速度快，然后经实验证明，该传感器易受到缺氧池污泥浓度的影响，导致其数据的不稳定性，在计算加药量时准确性降低。
技术实现思路
1.要解决的问题本专利针对现有技术中的控制系统的加药量计算准确性不足的问题，提供一种AAO工艺碳源投加控制系统，该系统包括依次连接的厌氧池、缺氧池和好氧池，其中，缺氧池设置有碳源投加单元；碳源投加单元包括策略控制模块以及过滤模块，过滤模块通过将缺氧池的水样进行过滤来去除污泥浓度对仪表的干扰，保证数据的准确性；策略控制模块利用前馈+串级反馈的控制方式投加外碳源，能够较精准地计算投加量，节能降耗。2.技术方案为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：本专利技术提供一种AAO工艺碳源投加控制系统，包括厌氧池，厌氧池用于对污水进行一级处理；缺氧池，缺氧池用于对污水进行二级处理，缺氧池设置有碳源投加单元；以及好氧池，好氧池用于对污水进行三级处理。污水经过厌氧池进行一级处理后，流向缺氧池进行二级处理，再由缺氧池流向好氧池进行三级处理。在本专利技术中，AAO处理为整个水处理过程中的一个环节，在三级处理过后，AAO处理的环节结束，进入下一处理环节。进一步地，本专利技术的碳源投加单元包括策略控制模块以及过滤模块，其中策略控制模块包括控制器和检测器，控制器与检测器电连接。控制器用于接收检测器的检测信号，并根据给定的控制策略对碳源投加量进行控制。进一步说明，在控制器中储存有控制策略，控制器接收到检测信号时，根据控制策略对碳源投加量进行计算，然后输出控制信号，对碳源投加单元的碳源投加量进行调控。进一步地，碳源投加单元还包括储药罐和加药泵，控制器通过调节加药泵进而调节加药流量，从而实现对碳源投加量的调控。优选地，在加药泵上可以设置流量计，流量计与控制器电连接，实现控制器对加药流量的精准调节。本专利技术的过滤模块用于对检测器检测的污水进行预过滤，在本专利技术中，过滤模块为任何可以将污水分离为富含固体的部分和贫含固体的部分的装置或设备，例如滤膜、滤网等。一般情况下，检测器受到污泥浓度的影响，稳定性差，须经常校准。而本专利技术针对缺氧池污水设置过滤模块，将污水过滤后，再进行测定，收集数据，用于控制器的计算，在保证硝酸盐氮的稳定性及正确性，而且能够在保证出水达标的前提下，节省加药量。优选地，过滤模块为平板膜。平板膜的膜通量较高，膜厚度小，最大限度地节省了空间，中空结构由多股丝组成，孔隙率高(≥95％)，结构稳定，纵向和横向伸长率低；净化效率高、防堵塞。优选地，检测器包括硝酸盐浓度监测装置，硝酸盐浓度监测装置用于检测经过预过滤后的污水的硝酸盐浓度，并向控制器反馈硝酸盐浓度信号。本专利技术的硝酸盐浓度信号指硝酸盐浓度监测装置对预过滤后的污水进行检测后，得到的硝酸盐浓度数据，再将检测得到的硝酸盐浓度数据通过有线传输或无线传输的方式，反馈至控制器。优选地，好氧池设置有回流进口，缺氧池设置有回流出口，回流进口与回流出口相连通，且回流污水由回流进口向回流出口流动；好氧池包括前端处理区域和末端处理区域，好氧池的进水由前端处理区域流向末端处理区域；回流进口设置于末端处理区域的底部，将硝氮回流至缺氧池进行反硝化作用，达到除氮的作用，使得好氧池末端处理区域的氨氮完全硝化成为硝态氮。优选地，检测器还包括流量检测器，流量检测器设置于厌氧池的进水口以及缺氧池的回流出口，用于检测厌氧池的进水流量以及缺氧池的回流流量，并向控制器反馈进水流量信号和回流流量信号。优选地，本专利技术在控制碳源投加量时所使用的控制策略为多级反馈控制策略，包括前馈控制和串级反馈控制，精准计算碳源投加量，节能降耗。前馈控制和串级反馈控制相结合，利用串级反馈控制了缺氧段和好氧段硝态氮的值，加上前馈对干扰的反应速度较快，在保证出水达标的前提下，节省加药量，因此相较于单独的反馈控制或者前馈加反馈控制更能精确调控加药量。进一步地，控制策略所使用的控制模型为：U(t)＝[Q(t)+Q1(t)]{1/β[SNO,in(t)-SNOref(t)]-Ss,in(t)}+Qc.sp(t)其中，U(t)为t时间时向污水中加入的碳源投加量；Q(t)为t时间时的进水流量，由流量检测器进行测定；Q1(t)为t时间时的回流流量，由流量检测器进行测定；Qc.sp(t)为t时间时向污水中加入的碳源投加量的目标值；β的取值范围为0.65-0.72；SNO,in为缺氧池污水进水中的硝酸盐浓度，由硝酸盐浓度监测装置进行测定；SNOref为缺氧池污水中的硝酸盐浓度设定值；Ss,in为缺氧池的污水进水中的易于生物降解的有机质浓度。进一步说明本专利技术的β的计算公式：β＝(1-YH)/2.86其中，YH为异养菌的产率系数，即异养微生物的生长速率与底物的降解速率之间的比例系数，定义为每氧化污水中1gCOD形成的细胞COD量，通常在控制过程中，通过试错的方式进行YH值的确定。值得说明的是，在本专利技术的控制系统中，有机质浓度Ss,in的数值可以由单独的在线检测仪器进行实时监测，例如在线呼吸仪等，也可以在进水时通过人工取水样的方式进行检测。在本专利技术中，对污水厂的数据进行分析，根据出水总氮设置最小投加量。出水总氮在10-11mg/L时，投加量不小于240m3/h，出水总氮在11-12mg/L时，投加量不小于300m3/h，出水总氮在12-13mg/L时，投加量不小于350m3/h，出水总氮在12-13mg/L时，投加量不小于420m3/h。当通过串级反馈得到的投加量值小于设定最小值时，以最小值为准；当大于最小值时，以串级反馈得到的值为准。优选地，碳源投加量的目标值Qc.sp(t)由次级反馈获得，其计算模型为：其中，Qc.sp(t)为t时间时向污水中加入的碳源投加量的目标值；P2为次级反馈比例系数，取值范围为40％本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种AAO工艺碳源投加控制系统，包括/n厌氧池，所述厌氧池用于对污水进行一级处理；/n缺氧池，所述缺氧池用于对污水进行二级处理，所述缺氧池设置有碳源投加单元；以及/n好氧池，所述好氧池用于对污水进行三级处理；/n所述污水经过厌氧池进行一级处理后，流向缺氧池进行二级处理，再由缺氧池流向好氧池进行三级处理；其特征在于：所述碳源投加单元包括/n策略控制模块，所述策略控制模块包括控制器和检测器，所述控制器与检测器电连接；所述控制器用于接收检测器的检测信号，并根据给定的控制策略对碳源投加单元进行控制；以及/n过滤模块，所述过滤模块用于对所述检测器检测的污水进行预过滤。/n

【技术特征摘要】
1.一种AAO工艺碳源投加控制系统，包括
厌氧池，所述厌氧池用于对污水进行一级处理；
缺氧池，所述缺氧池用于对污水进行二级处理，所述缺氧池设置有碳源投加单元；以及
好氧池，所述好氧池用于对污水进行三级处理；
所述污水经过厌氧池进行一级处理后，流向缺氧池进行二级处理，再由缺氧池流向好氧池进行三级处理；其特征在于：所述碳源投加单元包括
策略控制模块，所述策略控制模块包括控制器和检测器，所述控制器与检测器电连接；所述控制器用于接收检测器的检测信号，并根据给定的控制策略对碳源投加单元进行控制；以及
过滤模块，所述过滤模块用于对所述检测器检测的污水进行预过滤。


2.根据权利要求1所述的一种AAO工艺碳源投加控制系统，其特征在于：所述过滤模块为平板膜。


3.根据权利要求1所述的一种AAO工艺碳源投加控制系统，其特征在于：所述检测器包括硝酸盐浓度监测装置，所述硝酸盐浓度监测装置用于检测经过所述预过滤后的污水的硝酸盐浓度，并向控制器反馈硝酸盐浓度信号。


4.根据权利要求3所述的一种AAO工艺碳源投加控制系统，其特征在于：所述好氧池设置有回流进口，所述缺氧池设置有回流出口，所述回流进口与回流出口相连通，且回流污水由回流进口向回流出口流动；
所述好氧池包括前端处理区域和末端处理区域，所述好氧池的进水由前端处理区域流向末端处理区域；所述回流进口设置于末端处理区域的底部。


5.根据权利要求4所述的一种AAO工艺碳源投加控制系统，其特征在于：所述检测器还包括流量检测器，所述流量检测器设置于厌氧池的进水口以及缺氧池的回流出口，用于检测厌氧池的进水流量以及缺氧池的回流流量，并向控制器反馈进水流量信号和回流流量信号。


6.根据权利要求5所述的一种AAO工艺碳源投加控制系统，其特征在于，所述控制策略为多级反馈控制策略，所述控制策略所使用的控制模型为：
U(t)＝[Q(t)+Q1(t)]{1/β[SNO,in(t)-SNOref(t)]-Ss,in(t)}+Qc.sp(t)
其中，

【专利技术属性】
技术研发人员：陈永娟，王冠平，刘彤宙，蒲文鹏，尹亚云，张永光，徐雯，周信哲，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳，光大水务深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44