一种厌氧反应器智能控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种厌氧反应器智能控制系统及控制方法，该厌氧反应器智能控制系统包括厌氧反应器本体，设置在厌氧反应器本体上用于测定挥发性脂肪酸产生量的VFA监测仪表和用于测定沼气产生量的沼气流量仪表，以及系统控制中心；所述系统控制中心自动读取VFA监测仪表和沼气流量仪表的监测数据，并通过与预设的数值进行比较判断厌氧反应器是否正常运行，同时自动做出控制报警或调控动作。本发明专利技术控制方法通过对厌氧反应系统两个最敏感的状态参数VFA和沼气产生量进行监测，能更加准确反应厌氧反应器的酸度情况，通过控制报警及智能调节能及时对反应器的运行条件和参数进行干预调整，有效防止酸化，保证厌氧反应器的正常运行。保证厌氧反应器的正常运行。保证厌氧反应器的正常运行。

【技术实现步骤摘要】
一种厌氧反应器智能控制系统及控制方法


[0001]本专利技术涉及一种厌氧反应器智能控制系统及控制方法。

技术介绍

[0002]废水处理中的厌氧处理是指在厌氧条件下微生物将有机物转化为甲烷和二氧化碳的过程，由于其具有良好的COD去除效果，更高的反应速率，更重要是由于相对于好氧生物处理COD来说不需要为氧的传递提供大量的能耗，更低的污泥产量，同时能够产生具有经济效益的沼气，使得厌氧生物处理在废水处理行业中的应用十分广泛。
[0003]一般，厌氧处理分为三个阶段：水解酸化阶段、产乙酸阶段、产甲烷阶段，其中，VFA挥发性脂肪酸是三个阶段中的中间产物，也是厌氧反应器运行的重要指标。厌氧生物处理对环境和运行条件非常敏感，一旦VFA指标超过正常范围，说明厌氧反应器内正在发生酸化，需要及时采取措施，否则将会导致厌氧菌种全部死亡，需要重新接种，导致运行成本增加，而影响厌氧微生物VFA积累的原因有很多，包括温度、pH值、碱度、氧化还原电位、盐度、进水负荷、进水毒性等。因此能够快速监测指标是控制厌氧工艺运行的有效手段。
[0004]最近几年基于在线传感技术的自控系统越来越多应用于厌氧生物处理的控制领域，但在厌氧反应器实际运行中，配套的自控系统主要还是传统的功能：一是控制设备的启停，如进水泵，回流泵等，二是在线显示仪表的数值，比如进水量，pH值，温度，沼气量等，目前的自控系统无法通过监测数据对于厌氧反应器的运行提供指导性意见，如系统运行是否正常，进水负荷是否合理等，只能通过操作人员的运行经验去判断。但目前国内缺乏经验丰富的厌氧操作人员，而且厌氧反应器生化过程机理比较复杂，各运行参数之间的数据相互有影响，比如pH作为反应器酸化的指标较VFA滞后，有时pH正常但反应器可能已经有酸化发生，因此要将厌氧反应器稳定的运行，需要丰富的理论和实践经验，致使国内虽然厌氧反应器应用案例较多，但很多项目运行下来存在诸多问题。
[0005]同时，目前控制算法的种类越来越多，也越来越复杂，实施起来成本也较高，比如神经元网络，模糊专家系统等无法被大规模的应用。因此迫切需要根据厌氧反应器的实际运行情况及控制要求设计一套简单可靠的智能控制系统及控制方法，以有效控制厌氧反应器正常运行。

技术实现思路

[0006]针对上述存在的问题及为了达到上述的目的，本专利技术提供一种厌氧反应器智能控制系统及控制方法，该智能控制系统能以出水VAF和沼气量实时检测值敏感精确的响应厌氧反应器的状态波动，并能够自动预警，进而通过人工干预或自动控制的方式，保证厌氧反应器处于正常运行状态。具体技术方案如下：首先，本专利技术提供一种厌氧反应器智能控制系统，包括厌氧反应器本体，设置在厌氧反应器本体上用于测定挥发性脂肪酸产生量的VFA监测仪表和用于测定沼气产生量的沼气流量仪表，以及系统控制中心；所述系统控制中心自动读取VFA监测仪表和沼气流量仪表
的监测数据，并通过与预设的数值进行比较判断厌氧反应器是否正常运行，同时自动做出控制报警或调控动作。
[0007]前述的厌氧反应器智能控制系统，所述厌氧反应器本体上还设有进水流量仪表、回流量仪表、进水温度监测仪表、pH值检测仪表和污泥浓度检测仪表；所有仪表监测的数值均可被系统控制中心读取，并用于判断厌氧反应器的运行状态。
[0008]其次，本专利技术还提供一种厌氧反应器智能控制方法，包括如下步骤：步骤1）预设限值：设定厌氧反应器的进水温度限值、出水VFA限值、沼气流量限值、进水负荷限值、pH值限值及污泥浓度限值；步骤2）实时监测：通过厌氧反应器本体上的各仪表实时监测厌氧反应器的进水流量、回流量、沼气流量、进水温度、pH值、出水VFA值、污泥浓度的实时值；通过人工检测厌氧反应器的进水COD、出水COD的实时值；并根据进水COD实时值、进水流量瞬时值及厌氧反应器本体的容积计算厌氧反应器的进水负荷瞬时值；步骤3）比较判断：将步骤2）中各仪表监测及计算的数值与步骤1）中对应的预设限值进行比较，判断厌氧反应器的运行状态；步骤4）调控干预：根据步骤3）比较判断的结果采取对应的调控干预措施，维持厌氧反应器处于正常运行状态。
[0009]前述的厌氧反应器智能控制方法，步骤1）中所述设定限值优选设定如下：进水温度限值为33℃～40℃；出水VFA限值为600mg/L～1500mg/L；沼气流量限值为以每千克COD产沼气量最低值为0.3m3计算；进水负荷限值为设计进水负荷的1.3倍；pH值限值为6.5～7.5；污泥浓度限值为2～6g/L。
[0010]前述的厌氧反应器智能控制方法，步骤2）中所述进水负荷瞬时值计算所用的进水流量瞬时值为前十分钟实时进水流量的平均值。
[0011]前述的厌氧反应器智能控制方法，步骤3）中所述比较判断及步骤4）中的调控干预具体如下：步骤A）较出水VFA值：首先比较出水VFA的瞬时值与其对应的预设限值，若VFA的瞬时值小于等于其对应的预设限值，则表示厌氧反应器系统正常运行；若VFA的瞬时值大于其对应的预设限值，则比较沼气流量值；步骤B）较沼气流量值：比较沼气流量的瞬时值与其对应的预设限值，若沼气流量的瞬时值大于等于其对应的预设限值，则进一步比较进水负荷；若沼气流量的瞬时值小于其对应的预设限值则比较进水温度值、pH值及污泥浓度值；步骤C）较进水负荷：比较进水负荷的瞬时值与其对应的预设限值，若进水负荷的瞬时值小于其对应的预设限值，则表示厌氧反应器系统正常运行，回到步骤A）；若进水负荷的瞬时值大于等于其对应的预设限值，则调整进水流量，降低进水流量，并再次比较进水负荷，直至进水负荷的瞬时值小于其对应的设预设限值；步骤D）比较进水温度值：比较进水温度的实时监测值与其对应的预设限值，若进水温度的实时监测值处于其对应的预设限值范围内，则表示厌氧反应器系统正常运行，回到步骤A）；若进水温度的实时监测值不处于其对应的预设限值范围内，则进行温控调整，并再次比较进水温度值，直至进水温度的实时监测值处于其对应的预设限值范围内；步骤E）比较pH值：比较pH的实时监测值与其对应的预设限值，若pH的实时监测值
处于其对应的预设限值范围内，则表示厌氧反应器系统正常运行，回到步骤A）；若pH的实时监测值不处于其对应的预设限值范围内，则进行pH调整，并再次比较进pH值，直至进pH的实时监测值处于其对应的预设限值范围内；步骤F）比较污泥浓度值：比较污泥浓度的实时监测值与其对应的预设限值，若污泥浓度的实时监测值处于其对应的预设限值范围内，则表示厌氧反应器系统正常运行，回到步骤A）；若污泥浓度的实时监测值不处于其对应的预设限值范围内，则进行污泥浓度调整，并再次比较进污泥浓度值，直至进污泥浓度的实时监测值处于其对应的预设限值范围内。
[0012]前述的厌氧反应器智能控制方法，还包括控制报警环节，当进水温度的实时监测值、pH的实时监测值或污泥浓度的实时监测值不处于其对应的设定值范围内时进行控制报警，由人工参与干预修正，保证厌氧反应器系统的正常运行。
[0013]优选的，前述的厌氧反应器智能控制方法，步骤A）中所述出水VFA的瞬时值和步骤B）本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种厌氧反应器智能控制系统，其特征在于：包括厌氧反应器本体，设置在厌氧反应器本体上用于测定挥发性脂肪酸产生量的VFA监测仪表和用于测定沼气产生量的沼气流量仪表，以及系统控制中心；所述系统控制中心自动读取VFA监测仪表和沼气流量仪表的监测数据，并通过与预设的数值进行比较判断厌氧反应器是否正常运行，同时自动做出控制报警或调控动作。2.根据权利要求1所述的厌氧反应器智能控制系统，其特征在于：所述厌氧反应器本体上还设有进水流量仪表、回流量仪表、进水温度监测仪表、pH值检测仪表和污泥浓度检测仪表；所有仪表监测的数值均可被系统控制中心读取，并用于判断厌氧反应器的运行状态。3.一种厌氧反应器智能控制方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1）预设限值：设定厌氧反应器的进水温度限值、出水VFA限值、沼气流量限值、进水负荷限值、pH值限值及污泥浓度限值；步骤2）实时监测：通过厌氧反应器本体上的各仪表实时监测厌氧反应器的进水流量、回流量、沼气流量、进水温度、pH值、出水VFA值、污泥浓度的实时值；通过人工检测厌氧反应器的进水COD、出水COD的实时值；并根据进水COD实时值、进水流量瞬时值及厌氧反应器本体的容积计算厌氧反应器的进水负荷瞬时值；步骤3）比较判断：将步骤2）中各仪表监测及计算的数值与步骤1）中对应的预设限值进行比较，判断厌氧反应器的运行状态；步骤4）调控干预：根据步骤3）比较判断的结果采取对应的调控干预措施，维持厌氧反应器处于正常运行状态。4.根据权利要求3所述的厌氧反应器智能控制方法，其特征在于：步骤1）中所述设定限值具体如下：进水温度限值为33℃～40℃；出水VFA限值为600mg/L～1500mg/L；沼气流量限值为以每千克COD产沼气量最低值为0.3m3计算；进水负荷限值为设计进水负荷的1.3倍；pH值限值为6.5～7.5；污泥浓度限值为2～6g/L。5.根据权利要求1所述的厌氧反应器智能控制方法，其特征在于：步骤2）中所述进水负荷瞬时值计算所用的进水流量瞬时值为前十分钟实时进水流量的平均值。6.根据权利要求3所述的厌氧反应器智能控制方法，其特征在于：步骤3）中所述比较判断及步骤4）中的调控干预具体如下：步骤A）较出水VFA值：首先比较出水VFA的瞬时值与其对应的预设限值，若VFA的瞬时值小于等于其对应的预设限值，则表示厌氧反应器系统正常运行；若VFA的瞬时值大于其对应的预设限值，则比较沼气流量值；步骤B）较沼气流量值：比较沼气流量的瞬时值与其对应的预设限值，若沼气流量的瞬时值大于等...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄俊，刘宏波，邓壮，梅益军，
申请(专利权)人：苏州美淼环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：