【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及污水处理，尤其是涉及一种利用智能控制降低pn反应投药量的方法。
技术介绍
1、废水处理过程中通常需要进行生物处理，以去除废水中的有机物和氮、磷等营养物质。短程硝化-厌氧氨氧化(pn-a)工艺是处理高nh4+-n、低c/n垃圾渗滤液的理想工艺，能够节省供氧量和节约碳源投加。短程硝化作为厌氧氨氧化的前置的工艺，是将氨氮通过硝化作用转化为亚硝态氮的重要步骤，通过将氨氧化反应控制在转化为亚硝态氮的阶段，是保证pn-a反应效率与稳定的关键。
2、亚硝酸盐氧化菌(nob)的抑制是避免氨氮转化为亚硝态氮后，继续产生硝酸盐的关键。氨氧化过程是产酸的过程，ph会不断变化，因此在当前的废水处理中，往往需要投加化学试剂，如氢氧化钠等，通过控制ph值维持一定的游离氨(fa)或游离亚硝酸(fna)浓度的阈值实现短程硝化的稳定运行。垃圾渗滤液本身具有一定碱度，对ph起到缓冲作用，但当进水碱度波动较大时，单一的抑制策略会致使投加的化学试剂过多，而水厂运行中药耗对水处理的成本影响很大。
3、目前没有根据进水碱度情况来采取不同的nob抑制策略的研究。因此，进水碱度可以作为短程硝化采取抑制策略的关键，开发一种可靠的方法来控制短程硝化处理过程中的控制策略，实现节约投药量的同时维持反应稳定，是当前亟待解决的重要问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种利用智能控制降低pn反应投药量的方法，通过采用模糊专家系统，能够判断不同水质的进水碱度状态
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、本专利技术提供一种利用智能控制降低pn反应投药量的方法，包括以下步骤：
4、s1：通过传感器实时监测进水水质中的碳酸根浓度、碳酸氢根浓度以及氨氮浓度，并监测反应器内部的ph、温度以及出水水质中的氨氮与亚硝态氮浓度；
5、s2：根据s1中监测到的数据计算进水的总碱度，基于进水的氨氮浓度与总碱度确定进水碱度状态；
6、s3：根据s2中确定的进水碱度状态选择合适的nob抑制策略，以确定反应器的投药控制策略，以达到降低投药量的目的。
7、进一步地，s2中，所述进水的总碱度通过对碳酸根浓度与碳酸氢根浓度预处理后以碳酸钙计；
8、基于进水的氨氮浓度和进水的总碱度，采用模糊专家系统判断进水的碱度状态。
9、进一步地，所述模糊专家系统的建立过程包括以下步骤：
10、s2-1：构建数据库，将碱度与氨氮浓度之间的关系、不同碱度情况下的控制策略以及短程硝化过程的知识作为数据库，用于推理和决策；
11、s2-2：模糊化，将进水的总碱度与进水的氨氮浓度作为输入量，按照输入数据的大小，将进水的氨氮浓度与总碱度划分为七个模糊子集，进行模糊化处理；同时对输出量进水的碱度状态划分为三个模糊子集，进行模糊化处理；
12、s2-3：建立模糊规则库，基于s2-1中建立的数据库，根据在不同碱度情况下实施的实际控制策略，建立一组模糊规则，用于描述进水的氨氮浓度及总碱度和进水的碱度状态之间的关系。
13、进一步地，采用模糊专家系统判断进水的碱度状态的过程为：利用建立的模糊规则库和模糊化后的输入量，推导出模糊输出结果；以去模糊化的平均值方法将模糊输出结果映射到具体的输出值，以确定当前进水的碱度状态。
14、进一步地，s2-2中，所述七个模糊子集分别为正大、正中、正小、零、负小、负中和负大；
15、所述三个模糊子集分别为正、0、负，分别对应碱度不足、碱度充足和碱度过量。
16、进一步地，s3中，所述根据确定的进水碱度状态选择合适的nob抑制策略的具体过程为：
17、当确定进水碱度状态为碱度不足时，则采用fna抑制策略，通过低ph值来维持fna浓度以实现nob抑制；
18、当确定进水碱度状态为碱度充足时，则维持当前的抑制策略，采用与上一时刻相同的nob抑制策略；
19、当确定进水碱度状态为碱度过量时，则采用fa抑制策略，通过高ph值来维持fa浓度以实现nob抑制。
20、进一步地，当采用fna抑制策略，即通过低ph维持fna浓度时，fna浓度的阈值设定为0.1～0.15mg/l，根据设定的fna浓度阈值与当前反应器检测到的温度、亚硝态氮浓度计算合理的ph控制范围；
21、当采用fa抑制策略，即通过高ph维持fa浓度时，fa浓度阈值设定为40～80mg/l，根据设定fa浓度阈值与当前反应器检测到的温度、亚硝态氮浓度计算合理的ph控制范围。
22、进一步地，当反应器内部的ph低于设定的ph范围，则通过调整碱投加量直至达到设定的ph范围后停止；
23、当反应器内部的ph高于设定的ph范围，则通过提高曝气系数加大反应器内部的氨氧化率以降低ph，直至达到设定的ph范围。
24、进一步地，所述碱投加量为通过投加泵取用碱罐中的药剂，所述碱罐内置有naoh，用于提高反应器内部ph值。
25、进一步地，所述曝气系数为曝气量与氨氮量的比值，通过提高曝气系数使更多氨氮转化为亚硝态氮，进而降低ph值。
26、与现有技术相比，本专利技术具有以下优点和有益效果：
27、本专利技术通过模糊专家系统对进水水质以及其碱度状态进行判断，并根据判断结果通过fa或fna抑制策略进行合理的nob抑制；同时，通过计算ph的控制范围自动调整naoh投加量，达到节约投药量、维持反应过程稳定、提高污水处理效率的目的。该系统适用于短程硝化反应过程，可广泛应用于废水处理、环境工程等领域，具有较高的实用性和经济效益。而短程硝化工艺能够节省供氧量和节约碳源投加。
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1.一种利用智能控制降低PN反应投药量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种利用智能控制降低PN反应投药量的方法，其特征在于，S2中，所述进水的总碱度通过对碳酸根浓度与碳酸氢根浓度预处理后以碳酸钙计；
3.根据权利要求2所述的一种利用智能控制降低PN反应投药量的方法，其特征在于，所述模糊专家系统的建立过程包括以下步骤：
4.根据权利要求2所述的一种利用智能控制降低PN反应投药量的方法，其特征在于，采用模糊专家系统判断进水的碱度状态的过程为：利用建立的模糊规则库和模糊化后的输入量，推导出模糊输出结果；以去模糊化的平均值方法将模糊输出结果映射到具体的输出值，以确定当前进水的碱度状态。
5.根据权利要求3所述的一种利用智能控制降低PN反应投药量的方法，其特征在于，S2-2中，所述七个模糊子集分别为正大、正中、正小、零、负小、负中和负大；
6.根据权利要求1所述的一种利用智能控制降低PN反应投药量的方法，其特征在于，S3中，所述根据确定的进水碱度状态选择合适的NOB抑制策略的具体过程为：
7
8.根据权利要求7所述的一种利用智能控制降低PN反应投药量的方法，其特征在于，当反应器内部的pH低于设定的pH范围，则通过调整碱投加量直至达到设定的pH范围后停止；
9.根据权利要求8所述的一种利用智能控制降低PN反应投药量的方法，其特征在于，所述碱投加量为通过投加泵取用碱罐中的药剂，所述碱罐内置有NaOH，用于提高反应器内部pH值。
10.根据权利要求8所述的一种利用智能控制降低PN反应投药量的方法，其特征在于，所述曝气系数为曝气量与氨氮量的比值，通过提高曝气系数使更多氨氮转化为亚硝态氮，进而降低pH值。
...【技术特征摘要】
1.一种利用智能控制降低pn反应投药量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种利用智能控制降低pn反应投药量的方法，其特征在于，s2中，所述进水的总碱度通过对碳酸根浓度与碳酸氢根浓度预处理后以碳酸钙计；
3.根据权利要求2所述的一种利用智能控制降低pn反应投药量的方法，其特征在于，所述模糊专家系统的建立过程包括以下步骤：
4.根据权利要求2所述的一种利用智能控制降低pn反应投药量的方法，其特征在于，采用模糊专家系统判断进水的碱度状态的过程为：利用建立的模糊规则库和模糊化后的输入量，推导出模糊输出结果；以去模糊化的平均值方法将模糊输出结果映射到具体的输出值，以确定当前进水的碱度状态。
5.根据权利要求3所述的一种利用智能控制降低pn反应投药量的方法，其特征在于，s2-2中，所述七个模糊子集分别为正大、正中、正小、零、负小、负中和负大；
6.根据权利要求1所述的一种利用智能控制降低pn反应投药量的方法，其特征在于...
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