一种用于污水处理外碳源投加的自动控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及污水处理领域，提供一种用于污水处理外碳源投加的自动控制方法及装置。本发明专利技术一种用于污水处理外碳源投加的自动控制方法核心为数学模型，内置于智能加药控制中心中，所述智能加药控制中心与信号输入单元，信号输出单元，电源模块，远程传输模块共同组成一种用于污水处理反硝化过程中外碳源投加的自动控制装置，所述自动控制装置可与在线监测仪表通讯连接，实时采集在线监测仪表数据计算外碳源投加量，并输出预算运行频率；所述自动控制装置可与可变频计量泵连接，向计量泵输出实时预算运行频率，因而能够准确实时控制外碳源投加量。此系统实时计算外碳源投加量并自动输出计量泵运行频率不需要人工控制，可以减少药剂成本和人工控制成本。药剂成本和人工控制成本。药剂成本和人工控制成本。

【技术实现步骤摘要】
一种用于污水处理外碳源投加的自动控制方法及装置


[0001]本专利技术涉及污水处理
，具体涉及一种用于污水处理的外碳源投加自动控制方法及装置。

技术介绍

[0002]以生活污水为主要进水来源的污水处理厂主要功能之一是大量减少污水中含氮物质，污水生物脱氮过程中有机氮经过氨化作用、硝化作用和反硝化作用后转化为氮气，其中反硝化作用过程需要大量有机物提供电子，但是进水有机物和总氮比例失衡，因此需要在反硝化阶段额外投加外碳源作为电子供体。
[0003]目前，污水处理厂普遍采用人工计算加药量、固定量投加外碳源的方式控制外碳源投加，该方法无需复杂设备，但是存在控制滞后、无法应对进水水质水量波动、无法满足微生物生长需求等问题，并且为满足污水排放要求过量投加外碳源提高反硝化效果，一方面造成碳源浪费增加药剂成本，另一方面存在出水COD指标超标风险，记过量碳源需要在曝气区进行消耗，所以存在破坏好氧区硝化能力风险，并增加了电能消耗，频繁人工计算加药量并进行调控也增加了人工成本。

技术实现思路

[0004]为解决
技术介绍
中存在的问题，本专利本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于污水处理外碳源投加的自动控制方法，其特征在于，其包括以下的步骤：S1信号输入单元(3)收集在线仪表实时数据并将数据传输至智能加药控制中心(4)；S2：智能加药控制中心(4)根据实时监测数据计算实时加药量并输出预算运行频率；并通过信号输出单元下传至可变频计量泵；S3：信号输出单元(5)下传预算运行频率至可变频计量泵；S4：远程传输模块(7)将运行数据上传至云服务器端(10)。2.根据权利要求1所述的一种用于污水处理外碳源投加的自动控制方法，其特征在于：所述步骤S1中信号输入单元(3)收集的在线监测数据包括以下仪表获取的数据：设置于进水渠道的进水氨氮监测仪表(12)；设置于缺氧区的缺氧区末端硝态氮监测仪表(13)；设置于好氧区的回流处溶解氧监测仪表、好氧区出水硝态氮监测仪表(15)、好氧区出水溶解氧监测仪表(16)；设置于脱气区的生物池出水硝态氮监测仪表(18)；设置于二沉池的二沉池出水硝态氮监测仪表(19)。3.根据权利要求1所述的一种用于污水处理外碳源投加的自动控制方法，其特征在于：步骤S3的具体过程包括：智能加药控制中心(4)采用计算公式实时计算计量泵运行频率，并通过建立多级参数反馈以实现理论模型校正；在污水处理池的进水渠道设置有前置缺氧区加药点(11)，后缺氧区设置有后置缺氧区加药点(17)，可变频计量泵(8)至少设置有两台，分别通过管路连接至前置缺氧区加药点(11)、后置缺氧区加药点(17)，用于控制前置缺氧区加药点(11)、后置缺氧区加药点(17)的外碳源投加量；其中前置缺氧区加药点(11)计量泵频率的计算过程是根据缺氧区进水硝态氮浓度和可溶解性化学需氧量(SCOD)浓度计算外碳源实时需求量，根据泵运行频率与加药量关系计算计量泵理论运行频率；具体包括：P1：根据二沉池出水硝态氮监测仪表(19)获取二沉池回流污泥硝态氮浓度NO1，根据好氧区出水硝态氮监测仪表(15)获取内回流硝化液硝态氮浓度NO2，根据内回流处溶解氧监测仪表(14)获取内回流硝化液溶解氧浓度DO1，记硝态氮和溶解氧作为电子供体接受电子比值为β1，所以可以将溶解氧浓度换算为硝酸盐浓度，根据回流倍数占比计算缺氧区进水硝态氮浓度NO3；P2：记缺氧区硝态氮与SCOD电子转移关系为β2，根据步骤P1中的NO3计算缺氧区SCOD的总需求浓度SCOD1；P3：根据进水氨氮监测仪表(12)读数模拟进水SCOD浓度SCOD2，将步骤P2中SCOD1减进水SCOD浓度SCOD2得到需投加外碳源增加的SCOD浓度SCOD3；P4：根据计量泵运行频率与投加外碳源缺氧区SCOD浓度增量换算系数β3，将步骤P3中SCOD3换算为计量泵理论运行频率，根据实时进水流量Flow与生物池设计理论每小时进水流量Q的比值进行修正，因此前置缺氧区加药点计量泵理论频率H1计算公式为：式中：H1为前置缺氧区加药点计量泵理论运行频率，单位为Hz；NO1为回流污泥硝酸盐浓度，单位为mg/L，由二沉池出水硝态氮监测仪表(19)实时监测
获取，并传输给自动控制装置(2)；NO2为回流硝化液硝酸盐浓度，单位为mg/L，由好氧区出水硝态氮监测仪表(15)实时监测获取，并传输给自动控制装置(2)；r为内回流倍数，既硝化液回流量与污水处理量的比值，流量由流量计实时监测获得，并传输给自动控制装置(2)；R为外回流倍数，既回流污泥回流量与污水处理量的比值，流量由流量计实时监测获得，并传输给自动控制装置(2)；β1为溶解氧与硝酸根换算系数，通过工艺调试确定该系数，取值范围为0
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1；β2为硝酸盐与COD换算系数，通过工艺调试确定该系数，取值范围为0
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10；β3为SCOD需求浓度与计量泵运行频率换算系数，通过工艺调试确定该系数，取值范围为0
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5；SCOD2为进水SCOD模拟量，单位为mg/L，根据生活污水中溶解性污染物的时变化规律，通过实测污水中SCOD和氨氮浓度，使用最小二乘法建立一元线性回归模型，由实时监测的进水氨氮浓度计算得出；flow为生物池实时进水量，单位为m/h，流量由流量计实时监测获得，并传输给自动控制装置(2)；Q为生物池设计小时流量，单位为m3/h，根据生物池设计日进水量除24确定；前置缺氧区加药点多级反馈参数设有9个浓度区间和8个反馈参数，其中，浓度区间根据污水处理厂执行污水处理标准确定，反馈参数通过工艺调试确定，取值范围为0
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3；根据缺氧区末端硝态氮监测仪表(13)实时数值在不同浓度区间内对理论公式计算结果乘相应反馈参数，实现对理论公式计算结果的修正；修正系数不参与装置正常运行，在污水处理厂运行期间出现设备故障、进水水质异常波动等突发状况时人工调整修正系数，用以保持装置运行稳定；后置缺氧区加药点计量泵频率理论计算过程为：根据好氧区出水硝态氮浓度计算外碳源实时需求量，根据泵运行频率与加药量关系计算计量泵理论运行频率；具体包括如下步骤：Q1：根据好氧区末端硝态氮监测仪表(15)获取好氧区出水硝态氮浓度NO4，根据好氧区末端溶解氧监测仪表(16)获取好氧区出水溶解氧浓度DO2，记硝态氮和溶解氧作为电子供体接受电子比值为β1，所以可以将溶解氧浓度换算为硝酸盐浓度，两者相加可以得到好氧区出水硝态氮总浓度NO5；Q2：根据实际需求设定二沉池出水硝态氮浓度设定值b，将步骤Q1中NO5减b可以得到后缺氧区需要去除的硝态氮浓度NO6；Q3：记后缺氧区硝态氮与SCOD电子转移关系为β4，根据步骤Q2中的NO6...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓东，吴宇行，陈宁，哈沙，
申请(专利权)人：青岛道斯康环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：