【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于控制，具体涉及一种基于预测控制流程优化的a2/o工艺出水tn预测控制方法。
技术介绍
1、我国城镇污水处理厂的运行控制以人工控制为主，智能控制率低，城镇污水处理厂的智能控制是重要的发展趋势和内在要求。tn是城镇污水处理厂运行考核的关键指标之一，目前，城镇污水处理厂tn预测控制相关技术主要包括biowin、gps-x等国外商业模型、国内研究机构研发的前馈、前馈-反馈预测控制技术等，但均存在诸多问题，技术可操作性差。对于biowin、gps-x等国外商业模型，主要存在模型输入参数多（包含进水组分参数、反应动力学参数等）、参数难以获取、水质水量波动下基于进水水质预测出水tn的预测准确性不高、技术适应性差等问题。对于国内研发的前馈、前馈-反馈等预测控制技术，主要存在预测控制方法相对复杂、以出水tn为反馈指标指导工艺调控、预测控制流程长、水质水量波动下基于进水水质预测出水tn的预测准确性不高、出水超标风险大、碳源粗放投加等问题。
2、基于此，亟需提出基于预测控制流程优化的a2/o工艺出水tn预测控制方法，通过基于缺氧池出水端氨氮、硝酸盐氮等过程核心参数在线监测的生物处理系统出水溶解性tn浓度的实时预测和tn预测控制流程缩短优化，解决biowin、gps-x等商业模型、前馈-反馈控制等现有城镇污水处理厂出水tn预测控制方法输入参数多、基于进水水质预测出水tn、受进水水质水量波动影响、预测控制流程长、预测准确性不高、技术适应性差、出水tn超标风险大、碳源过量投加等系列问题。
技术实现思路<
1、本专利技术的目的是克服现有城镇污水处理厂tn预测控制方法的缺陷，提供了一种基于预测控制流程优化的a2/o工艺出水tn预测控制方法，可解决现有城镇污水处理厂出水tn预测控制方法输入参数多、基于进水水质预测出水tn、受进水水质水量波动影响、预测控制流程长、预测准确性不高、技术适应性差、出水tn超标风险大、碳源过量投加等系列问题。
2、为实现以上技术目的，本专利技术实施例采用的技术方案是：
3、一种基于预测控制流程优化的a2/o工艺出水tn预测控制方法，包括如下步骤：
4、步骤s1、设置过程核心参数在线监测仪表，为预测控制提供参数支撑：所述在线监测仪表包括在线氨氮仪和在线硝酸盐氮仪，供预测控制器对a2/o工艺生物处理系统出水溶解性tn浓度stn出实进行实时预测；还包括第一在线流量计、第二在线流量计和第三在线流量计，供所述预测控制器对生物处理系统进水量、混合液内回流量和污泥回流量进行实时监测；
5、步骤s2、确定生物处理系统出水溶解性tn控制浓度stn出控，为预测结果对比分析提供基准：结合出水排放标准、出水tn控制浓度tn控和出水ss的氮含量，确定生物处理系统出水溶解性tn控制浓度stn出控=tn控-ss×10%；
6、步骤s3、实时预测与对比分析生物处理系统出水溶解性tn浓度stn出实，为工艺调控提供预测支撑：根据所述在线氨氮仪实时监测的缺氧池出水端氨氮浓度nh3-n缺末和在线硝酸盐氮仪实时监测的缺氧池出水端硝酸盐氮浓度no3-n缺末，预测控制器实时预测生物处理系统出水溶解性tn浓度stn出实，同时预测控制器对实时预测的生物处理系统出水溶解性tn浓度stn出实和生物处理系统出水溶解性tn控制浓度stn出控进行实时对比分析；
7、步骤s4、结合实时预测分析结果及缺氧池出水端硝酸盐氮控制浓度，针对碳源投加系统和内回流系统的内回流泵，所述预测控制器采取分类调控措施。
8、进一步地，所述在线氨氮仪和在线硝酸盐氮仪均设置于a2/o工艺缺氧池的出水端或末端；
9、当缺氧池分段设置时，所述在线氨氮仪和在线硝酸盐氮仪设置于缺氧池最后一段缺氧区的出水端或末端；
10、当设置于缺氧池与好氧池之间的过渡池按缺氧模式运行时，所述在线氨氮仪和在线硝酸盐氮仪设置于按缺氧模式运行的过渡池的末端。
11、进一步地，所述第一在线流量计设置于生物处理系统进水管线或管渠；
12、所述第二在线流量计设置于生物处理系统内回流系统的管线上；
13、所述第三在线流量计设置于生物处理系统外回流系统的管线上。
14、进一步地，所述预测控制器通过线路分别与在线氨氮仪、在线硝酸盐氮仪、第一在线流量计、第二在线流量计、第三在线流量计、碳源投加系统的碳源投加泵、内回流系统的内回流泵连接，其中所述在线氨氮仪、在线硝酸盐氮仪、第一在线流量计、第二在线流量计和第三在线流量计位于所述预测控制器的输入端，所述碳源投加系统和内回流系统的内回流泵位于所述预测控制器的输出端。
15、进一步地，所述预测控制器的输入参数包括出水tn控制浓度tn控、出水ss控制浓度、出水ss的氮含量、缺氧池出水端实时监测的氨氮浓度nh3-n缺末、缺氧池出水端实时监测的硝酸盐氮浓度no3-n缺末、生物处理系统实时进水流量q进、内回流系统实时回流量q内、外回流系统实时回流量q外、碳源投加系数k碳投、碳源的密度ρ碳源、碳源的有效含量h碳含和碳源的cod当量m碳cod。
16、进一步地，所述预测控制器通过缺氧池出水端过程核心参数氨氮和硝酸盐氮的实时在线监测，实现生物处理系统出水溶解性tn的实时准确预测，生物处理系统出水溶解性tn浓度的预测模型为stn出实=nh3-n缺末＋no3-n缺末。
17、进一步地，所述预测控制器以缺氧池出水实时溶解性tn浓度，实时指导碳源投加系统的动态科学调控：根据实时预测的生物处理系统出水溶解性tn浓度stn出实、生物处理系统出水溶解性tn控制浓度stn出控及tn达标前提下缺氧池末端硝酸盐氮控制浓度，基于出水tn稳定达标和内回流系统节能降耗，采取分类调控措施，分类调控标准包括三类：第一类为stn出实＞stn出控；第二类为stn出实≤stn出控且no3-n缺末＞0.5mg/l；第三类为stn出实≤stn出控且no3-n缺末≤0.5mg/l。
18、进一步地，基于出水tn稳定达标和降低内回流系统电耗的分类调控措施包括三种情形：
19、a、当stn出实＞stn出控时，缺氧池需强化去除的硝酸盐氮浓度△no3-n为(stn出实－stn出控)mg/l，所述预测控制器启动调增所述碳源投加系统碳源投加泵的碳源投加流量，至stn出实≤stn出控时，所述预测控制器停止调增所述碳源投加系统的碳源投加流量；
20、结合工艺实际运行控制参数，需调增的碳源投加流量△q碳源的计算模型为△q碳源=[(q进＋q内＋q外)×△no3-n×k碳投/(ρ碳源×h碳含×m碳cod)]l/h，其中q进为生物处理系统实时进水流量，单位为m3/h；q内为内回流系统实时回流量，单位为m3/h；q外为外回流系统实时回流量，单位为m3/h；k碳投为碳源投加系数，即碳氮比cod/tn；ρ碳源为碳源的密度，单位为kg/m3；h碳含为碳源的有效含量；m碳cod为外加碳源的cod当量，单位为gcod/g碳源；
21、b、当stn本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于预测控制流程优化的A2/O工艺出水TN预测控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于预测控制流程优化的A2/O工艺出水TN预测控制方法，其特征在于，所述在线氨氮仪（2）和在线硝酸盐氮仪（3）均设置于A2/O工艺缺氧池的出水端或末端；
3.根据权利要求1所述的基于预测控制流程优化的A2/O工艺出水TN预测控制方法，其特征在于，所述第一在线流量计（4）设置于生物处理系统进水管线或管渠；
4.根据权利要求1所述的基于预测控制流程优化的A2/O工艺出水TN预测控制方法，其特征在于，所述预测控制器（1）通过线路分别与在线氨氮仪（2）、在线硝酸盐氮仪（3）、第一在线流量计（4）、第二在线流量计（5）、第三在线流量计（6）、碳源投加系统（7）的碳源投加泵、内回流系统的内回流泵（8）连接，其中所述在线氨氮仪（2）、在线硝酸盐氮仪（3）、第一在线流量计（4）、第二在线流量计（5）和第三在线流量计（6）位于所述预测控制器（1）的输入端，所述碳源投加系统（7）和内回流系统的内回流泵（8）位于所述预测控制器（1）的输出端。
<...【技术特征摘要】
1.一种基于预测控制流程优化的a2/o工艺出水tn预测控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于预测控制流程优化的a2/o工艺出水tn预测控制方法，其特征在于，所述在线氨氮仪（2）和在线硝酸盐氮仪（3）均设置于a2/o工艺缺氧池的出水端或末端；
3.根据权利要求1所述的基于预测控制流程优化的a2/o工艺出水tn预测控制方法，其特征在于，所述第一在线流量计（4）设置于生物处理系统进水管线或管渠；
4.根据权利要求1所述的基于预测控制流程优化的a2/o工艺出水tn预测控制方法，其特征在于，所述预测控制器（1）通过线路分别与在线氨氮仪（2）、在线硝酸盐氮仪（3）、第一在线流量计（4）、第二在线流量计（5）、第三在线流量计（6）、碳源投加系统（7）的碳源投加泵、内回流系统的内回流泵（8）连接，其中所述在线氨氮仪（2）、在线硝酸盐氮仪（3）、第一在线流量计（4）、第二在线流量计（5）和第三在线流量计（6）位于所述预测控制器（1）的输入端，所述碳源投加系统（7）和内回流系统的内回流泵（8）位于所述预测控制器（1）的输出端。
5.根据权利要求1所述的基于预测控制流程优化的a2/o工艺出水tn预测控制方法，其特征在于，所述预测控制器（1）的输入参数包括出水tn控制浓度tn控、出水ss控制浓度、出水ss的氮含量、缺氧池出水端实时监测的氨氮浓度nh3-n缺末、缺氧池出水端实时监测的硝酸盐氮浓度no3-n缺末、生物处理系统实时进水流量q进、内回流系统实时回流量q内、外回流系统实时回流量q外、碳源投加系数k碳投、碳源的密度ρ碳源、碳源的有效含量h碳含和碳源的cod当量m碳cod。
6.根据权利要求1所述的基于预测控制流程优化的a2/o工艺出水tn预测控制方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨敏，尚巍，李鹏峰，孙永利，郑兴灿，刘世德，陈轶，游佳，顾淼，赵青，隋克俭，李家驹，韩雪，
申请(专利权)人：中国市政工程华北设计研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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