一种投药量自优化的污泥智能调理系统技术方案

本发明专利技术公开了一种投药量自优化的污泥智能调理系统，属于环境保护技术领域，旨在解决现有方法难以满足污泥调理中精确投药等问题

【技术实现步骤摘要】
一种投药量自优化的污泥智能调理系统
所属

[0001]本专利技术涉及的是一种投药量自优化的污泥智能调理系统，属于环境保护

。

技术介绍

[0002]城市化进程的推进导致城市用水量与日俱增，污水量也随之增加，污泥作为污水处理过程中的副产物，其排出量也日益增多
。
据住建部
2021
年统计数据，中国市政污泥产生量
(
以干污泥计
)
约
14229015
吨，较大的污泥产量使得污泥减量化与资源化成为我国城市发展过程中所面临的重要挑战
。
与此同时，较高的含水率使得污泥的体积较大，造成了运输
、
处理
、
处置等一系列困难，污泥的处置费用也因此一直居高不下
。
因此，市政剩余污泥的脱水减量尤为必要
。
目前在污泥调理脱水过程中，调理脱水的数字化与智能化程度较低，大多数污水厂采用实验室人工试验优化的方法确定调理药剂的最佳投加量
。
然而，由于污泥泥质多变，这种方法优化的调理剂最佳投加量往往并不能与泥质稳定匹配，使得调理投药过程较为粗犷，存在投药不足或投药过量的问题，这不仅会造成污泥管理过程中药剂成本的提高，还会影响整个脱水系统的稳定运行，带来滤布堵塞等一系列问题
。
因此，有必要提高调理脱水过程的数智化水平，精确控制调理药剂的投加
。

技术实现思路

[0003]针对上述问题，本专利技术提供了一种投药量自优化的污泥智能调理系统，其目的是根据污泥调理投药过程中电化学参数
d
s
/f
c
的变化，实时预测最佳投药量并计算出现有投药量与污泥最佳投药量间的差值，并以此控制药剂投加，且现有投药量越接近最佳投药量，预测越准确
。
[0004]本专利技术可通过如下技术途径实现：
[0005]包括电化学阻抗仪
、
电导电极探头
、
投药控制系统，根据污泥调理投药过程中污泥的电化学参数
d
s
/f
c
的动态变化，实时预测出已投药剂量与最佳投药量间的差值，投药过程中
d
s
/f
c
的每一次变化都迭代对应出一个已投药剂量与最佳投药量间的差值，且已投药剂量越接近最佳投药量，差值预测越准确，根据差值控制药剂的投加，使已投药剂量逐渐逼近最佳投药量，直至调理系统自优化至最佳投药量
。
[0006]根据
d
s
/f
c
的动态变化计算已投药剂量与最佳投药量间的差值并控制投药的具体步骤为：
[0007](1)
用连接有电导电极的电化学阻抗仪对污泥进行频率扫描测试，提取
d
s
/f
c
值，记为
P1，检测到
P1后，控制系统打开投药泵，投加第一阶段药剂量
a0，
a0的取值为
0.001mg/g
干泥
‑
100mg/g
干泥，到达阶段投药量后关闭投药泵；
[0008](2)
电化学阻抗仪执行第二次频率扫描，提取
d
s
/f
c
值，记为
P2，并计算电化学参数
d
s
/f
c
的变化斜率，计算式为：
[0029]随后，电化学阻抗仪继续进行频率扫描，提取
d
s
/f
c
值，并继续计算电化学参数
d
s
/f
c
的变化斜率，计算式为：
[0030][0031]式中，
Y
′
n
和
Y
′
n
‑1分别为第
n
次和第
n
‑1次频率扫描后电化学参数
d
s
/f
c
的变化斜率，
P
n
和
P
n
‑1分别为电化学阻抗仪第
n
次和第
n
‑1次频率扫描得到的
d
s
/f
c
值，
a
n
‑1和
a
n
‑2分别为第
n
‑1阶段和第
n
‑2阶段投药完成后的累计投药量，若
Y
′
n
的绝对值在
0.001
‑
0.5
的范围内，计算此时已投药剂量与最佳投药量间的差值
X
n
，计算式为：
[0032][0033]式中，
B、C
为计算系数，
B
的取值范围为
‑
0.05
‑
0.1
，
C
的取值范围为
‑
0.05
‑
0.1
，检测到
X
n
后，控制系统打开投药泵，投加第
n
阶段药剂量
X
n
，到达第
n
阶段投药量后，关闭投药泵，投药结束，若
Y
′
n
的绝对值不在
0.001
‑
0.5
的范围内，计算此时已投药剂量与可能的最佳投药量间的差值
X
n
，计算式为：
[0034][0035]式中，
B、C
及
q
为计算系数，
B
的取值范围为
‑
0.05
‑
0.1
，
C
的取值范围为
‑
0.05
‑
0.1
，
q
的取值范围为
0.1
‑5，检测到
X
n
后，控制系统打开投药泵，投加第
n
阶段药剂量
X
n
，到达第
n
阶段投药量后，关闭投药泵，并记录第
n
阶段投药完成后的累计投药量
a
n
：
[0036]a
n
＝
X
n
+a
n
‑1[0037]随后，电化学阻抗仪继续进行频率扫描，直至第
n
次频率扫描后电化学参数
d
s
/f
c
的变化斜率的绝对值在
0.001
‑
0.5
的范围内
。
[0038]进一步地，
d
s
/f
c
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种投药量自优化的污泥智能调理系统，包括电化学阻抗仪
、
电导电极探头
、
投药控制系统，其特征在于，根据污泥调理投药过程中污泥的电化学参数
d
s
/f
c
的动态变化，实时预测出已投药剂量与最佳投药量间的差值，投药过程中
d
s
/f
c
的每一次变化都迭代对应出一个已投药剂量与最佳投药量间的差值，且已投药剂量越接近最佳投药量，差值预测越准确，根据差值控制药剂的投加，使已投药剂量逐渐逼近最佳投药量，直至调理系统自优化至最佳投药量
。2.
根据权利要求1中所述的一种投药量自优化的污泥智能调理系统，其特征在于，根据
d
s
/f
c
的动态变化计算已投药剂量与最佳投药量间的差值并控制投药的具体步骤为：
(1)
用连接有电导电极的电化学阻抗仪对污泥进行频率扫描测试，提取
d
s
/f
c
值，记为
P1，检测到
P1后，控制系统打开投药泵，投加第一阶段药剂量
a0，
a0的取值为
0.001mg/g
干泥
‑
100mg/g
干泥，到达阶段投药量后关闭投药泵；
(2)
电化学阻抗仪执行第二次频率扫描，提取
d
s
/f
c
值，记为
P2，并计算电化学参数
d
s
/f
c
的变化斜率，计算式为：式中，
Y2′
为第二次频率扫描后电化学参数
d
s
/f
c
的变化斜率，检测到
P2后，控制系统打开投药泵，投加第二阶段药剂量
a1，
a1的取值为
0.001mg/g
干泥
‑
100mg/g
干泥，到达第二阶段投药量后关闭投药泵，记录此时累计投药量
a2，计算式为：
a2＝
a0+a1(3)
电化学阻抗仪执行第三次频率扫描，提取
d
s
/f
c
值，记为
P3，并计算电化学参数
d
s
/f
c
的变化斜率，计算式为：式中，
Y3′
为第三次频率扫描后电化学参数
d
s
/f
c
的变化斜率，根据
Y3′
计算出此时已投药剂量与最佳投药量间的差值
X3，计算式为：式中，
B、C
及
q
为计算系数，
B
的取值范围为
‑
0.05—0.1
，
C
的取值范围为
‑
0.05—0.1
，
q
的取值范围为
0.1—5
，检测到
X3后，控制系统打开投药泵，投加第三阶段药剂量
X3，到达第三阶段投药量后关闭投药泵，并记录第三阶段投药完成后的累计投药量
a3：
a3＝
X3+a2(4)
电化学阻抗仪执行第四次频率扫描，提取
d
s
/f
c
值，记为
P4，并计算电化学参数
d
s
/f
c
的变化斜率，计算式为：式中，
Y4′
为第四次频率扫描后电化学参数
d
s
/f
c
的变化斜率，判断
Y4′
的绝对值是否在
0.001—0.5
的范围内：
①
若在，计算此时已投药剂量与最佳投药量间的差值
X4，其计算式为：
式中，
B、C
为计算系数，
B
的取值范围为
‑
0.05—0.1
，
C
的取值范围为
‑
0.05—0.1
，检测到
X4后，控制系统打开投药泵，投加第四阶段药剂量
X4，到达第四阶段投药量后关闭投药泵，投药结束；
②
若不在，计算此时已投药剂量与可能的最佳投药量间的差值
X4，计算式为：式中，
B、C
及
q
为计算系数，
B
的取值范围为
‑
0.05—0.1
，
C
的取值范围为
‑
0.05—0.1
，
q
的取值范围为
0.1—5
，检测到
X4后，控制系统打开投药泵，投加第四阶段药剂量
X4，到达第四阶段投药量后关闭投药泵，并记录第四阶段投药完成后的累计投药量
a4：
a4＝
X4+a3随后，电化学阻抗仪继续进行频率扫描，提取
d
s
/f
c
值，并继续计算电化学参数
d
s
/f
c
的变化斜率，计算式为：式中，
Y
′
n
和
Y
′
n
‑1分别为第
n
次和第
n
‑1次频率扫描后电化学参数
d
s
/f
c
的变化斜率，
P
n
和
P
n
‑1分别为电化学阻抗仪第
n
次和第
n
‑1次频率扫描得到的
d
s
/f
c
值，
a
n
‑1和
a
n
‑2分别为第
n
‑1阶段和第
n
‑2阶段投药完成后的累计投药量...

【专利技术属性】
技术研发人员：王毅力，李淑心，张达鑫，
申请(专利权)人：北京林业大学，
类型：发明
国别省市：