一种实现低能耗曝气并降低膜污染的自适应方法技术

本发明专利技术公开了一种实现低能耗曝气并降低膜污染的自适应方法，涉及MBR工艺技术领域，包括以下步骤：预先获取计算需氧量和曝气强度的设计参数；计算生化池的日均需氧量Ra，并将获取的日均需氧量Ra乘以安全系数k，获得实际需氧量Ro；计算生化池供氧所需曝气强度Pn，计算膜的最佳曝气强度Pm；基于系统运行进行调整运行策略，其中包括设定污泥浓度MLSS和跨膜压差的阈值，并实时监测；进行监测跨膜压差，并调整曝气风量和曝气时长。本发明专利技术可调控多位设计参数，更加精确的对风机系统进行控制，且积极考虑曝气对膜污染的影响，延长膜的清洗周期和使用寿命，有效降低能耗、人工维护成本、避免由于人为经验不足导致膜污染损坏等问题。人为经验不足导致膜污染损坏等问题。人为经验不足导致膜污染损坏等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种实现低能耗曝气并降低膜污染的自适应方法


[0001]本专利技术涉及MBR工艺
，具体来说，涉及一种实现低能耗曝气并降低膜污染的自适应方法。

技术介绍

[0002]MBR(Membrane Bio
‑
Reactor)
‑
膜生物反应器是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术。由于膜的高效分离作用，分离效果远好于传统沉淀池，处理出水极其清澈；膜分离也使微生物被完全被截流在生物反应器内，使得系统内能够维持较高的微生物浓度；而且MBR技术大大降低了污泥的排放，降低了污泥的处理成本。在相较于传统处理工艺有诸多优势情况下，MBR工艺逐渐广泛应用于污水处理的的流程中。
[0003]目前，MBR工艺也存在一些痛点：1.膜污染问题，由于膜长期浸泡在污水池中，经常会附着微生物，污泥等污染物，会降低膜的透水性，影响膜使用寿命。2.曝气能耗问题，曝气池中需要供氧，曝气风机需要不断的运行为池子曝气供氧，会产生大量的能耗。3.膜造价高，使膜生物反应器的基建投资高于传统污水处理工艺。通常来说，膜在使用一段时间之后，需要对膜进行清洗，膜种类不同，清洗的方式也不一样，有的采取直接抽入清洗的化学药剂，像平板膜，有的则需要将膜整体吊出到专门配置的化学药水池清洗，像中空纤维膜。当膜清洗过程中，容易对膜造成损伤，影响使用寿命；为了节约曝气能耗，通常采用固定时长曝气的方法，或者人为调整曝气强度的方法。这种方式相较于传统的方式确实可以降低能耗，但是效果有限且耗费精力。
[0004]因此，针对上述痛点，MBR工艺存在以下缺点：
[0005]1)需要定制化硬件和设计要求，无法做到对现有工艺进行改造，实现降低能耗的要求。
[0006]2)只针对溶解氧或者氨氮的参数，无法兼顾多个参数值，对整个曝气系统进行更加合理化的控制。
[0007]3)没有考虑曝气对降低膜污染的作用。
[0008]针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0009]针对相关技术中的问题，本专利技术提出一种实现低能耗曝气并降低膜污染的自适应方法，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
[0010]本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0011]一种实现低能耗曝气并降低膜污染的自适应方法，包括以下步骤：
[0012]步骤S1，预先获取计算需氧量和曝气强度的设计参数；
[0013]步骤S2，计算生化池的日均需氧量Ra，并将获取的日均需氧量Ra乘以安全系数k，获得实际需氧量Ro；
[0014]步骤S3，计算生化池供氧所需曝气强度Pn，其中包括获取风机供气量Gst和曝气池
平均曝气量Gs；
[0015]步骤S4，计算膜的最佳曝气强度Pm；
[0016]步骤S6，基于系统运行进行调整运行策略，其中包括设定污泥浓度MLSS和跨膜压差的阈值，并实时监测；
[0017]步骤S7，进行监测跨膜压差，并调整曝气风量和曝气时长。
[0018]其中，所述计算需氧量和曝气强度的设计参数，包括：池子的有效容积、污水处理等级、排水标准、风机型号、污泥浓度、预警浓度、膜的跨膜压差和预警压差。
[0019]其中，所述计算生化池的日均需氧量Ra，表示为：
[0020]Ra＝a'QLr+b'VX'；
[0021]其中，a'表示微生物氧化分解有机物过程中的需氧率，b'表示污泥自身氧化需氧率，Q表示流量大小，Lr表示去除BOD的浓度差，V表示池子的有效容积，X'表示混合液挥发性悬浮物浓度。
[0022]其中，所述风机供气量Gst，表示为：
[0023]Gst＝RaCs/[α(βρCS(T)
‑
CT)
×
1.024(T
‑
20)]；
[0024]其中，α表示废水液相传质系数Kla的修正系数，β表示废水Cs的修正系数，ρ表示压力修正系数，C氧实际浓度，C
S
表示溶解氧饱和度，CS表示曝气池混合液平均饱和浓度。
[0025]其中，所述曝气池平均曝气量Gs，表示为：
[0026]Gs＝Ro/0.3
×
EA；
[0027]其中，EA表示曝气系统的充氧效益。
[0028]其中，所述运行策略，包括：分别设定第一优先级、第二优先级和第三优先级，其中；
[0029]所述第一优先级，包括设定所需曝气强度Pn和最佳曝气强度Pm进行交替运行；
[0030]所述第二优先级，包括增加最佳曝气强度Pm执行时间；
[0031]所述第三优先级，包括提高最佳曝气强度Pm到1.2Pm。
[0032]本专利技术的有益效果：
[0033]本专利技术实现低能耗曝气并降低膜污染的自适应方法，通过预先获取计算需氧量和曝气强度的设计参数，计算生化池的日均需氧量Ra，并将获取的日均需氧量Ra乘以安全系数k，获得实际需氧量Ro，并计算生化池供氧所需曝气强度Pn，计算膜的最佳曝气强度Pm，基于系统运行进行调整运行策略，并实时监测，调整曝气风量和曝气时长，不仅适配性好，可嵌入风机控制系统，实现跨平台，对不同工艺进行风机系统的调控，同时可调控多位设计参数，更加精确的对风机系统进行控制，且积极考虑曝气对膜污染的影响，延长膜的清洗周期和使用寿命，有效降低能耗、人工维护成本、避免由于人为经验不足导致膜污染损坏等问题。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0035]图1是根据本专利技术实施例的一种实现低能耗曝气并降低膜污染的自适应方法的流程示意图一；
[0036]图2是根据本专利技术实施例的一种实现低能耗曝气并降低膜污染的自适应方法的流程示意图二。
具体实施方式
[0037]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0038]根据本专利技术的实施例，提供了一种实现低能耗曝气并降低膜污染的自适应方法。
[0039]如图1
‑
图2所示，根据本专利技术实施例的实现低能耗曝气并降低膜污染的自适应方法，包括以下步骤：
[0040]步骤S1，获取设计参数，其中包括获取计算需氧量和曝气强度的设计参数。
[0041]具体的，包括：池子的有效容积、工艺设计的污水处理等级、排水标准、风机型号、污泥浓度和预警浓度以及膜的跨膜压差和预警压差。
[0042]步骤S2，计算生化池的日均需氧量Ra，并将获取的日均需氧量Ra乘以安全系数k＝1.2，获得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实现低能耗曝气并降低膜污染的自适应方法，其特征在于，包括以下步骤：预先获取计算需氧量和曝气强度的设计参数；计算生化池的日均需氧量Ra，并将获取的日均需氧量Ra乘以安全系数k，获得实际需氧量Ro；计算生化池供氧所需曝气强度Pn，其中包括获取风机供气量Gst和曝气池平均曝气量Gs；计算膜的最佳曝气强度Pm；基于系统运行进行调整运行策略，其中包括设定污泥浓度MLSS和跨膜压差的阈值，并实时监测；进行监测跨膜压差，并调整曝气风量和曝气时长。2.根据权利要求1所述的实现低能耗曝气并降低膜污染的自适应方法，其特征在于，所述计算需氧量和曝气强度的设计参数，包括：池子的有效容积、污水处理等级、排水标准、风机型号、污泥浓度、预警浓度、膜的跨膜压差和预警压差。3.根据权利要求2所述的实现低能耗曝气并降低膜污染的自适应方法，其特征在于，所述计算生化池的日均需氧量Ra，表示为：Ra＝a'QLr+b'VX'；其中，a'表示微生物氧化分解有机物过程中的需氧率，b'表示污泥自身氧化需氧率，Q表示流量大小，Lr表示去除BOD的浓度差，V表示池子的有效容积，X'表示混合液挥发性悬浮物浓度。...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓琪，李遥，陈阳钟，叶邦端，刘煌彬，
申请(专利权)人：厦门牧云数据技术有限公司，
类型：发明
国别省市：