專利名稱：一種城市污水廠鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)智能控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種污水處理技術(shù)，尤其涉及一種城市污水廠活性污泥法中鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)的智能控制方法。
背景技術(shù)：
活性污泥法是城市污水處理中應(yīng)用最為廣泛的處理工藝，曝氣池的生物好氧過程是該工藝的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在該環(huán)節(jié)，活性污泥可利用水中的溶解氧(DO)降解污水中的有機(jī)污染物，使污水得以凈化。溶解氧對污染物降解速率及活性污泥的生長過程有著重要的影響，是重要的工藝調(diào)控參數(shù)，也是決定系統(tǒng)能耗的重要因素。鼓風(fēng)曝氣是常見的充氧方式之一，由于污水廠進(jìn)水負(fù)荷是一個動態(tài)變化的過程，需要對鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)節(jié)才能保持溶解氧的穩(wěn)定·并最大程度地降低系統(tǒng)能耗。在先技術(shù)中，大多數(shù)城市污水廠的鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)采用人工控制或溶解氧-閥門反饋控制的方式。人工控制依賴于操作人員的經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)當(dāng)前工藝運(yùn)行情況和溶解氧測定值，手動調(diào)節(jié)閥門開度，從而控制池內(nèi)的溶解氧濃度。該方法可靠性低，且由于控制頻率較低無法對沖擊負(fù)荷進(jìn)行快速響應(yīng)。為使溶解氧濃度更為穩(wěn)定，在先技術(shù)中還公開了采用PID (比例-積分-微分)算法的溶解氧控制方法。例如，在CN201020551700. 7中公開了一種溶解氧自動測控系統(tǒng)，該自動測控系統(tǒng)包括流量傳感器、前饋調(diào)節(jié)器、溶解氧檢測儀、PID控制器及風(fēng)機(jī)；所述流量傳感器，設(shè)置在所述好氧生物處理設(shè)備的原水進(jìn)水管路中，所述流量傳感器檢測到的原水流量信號傳送于所述前饋調(diào)節(jié)器；所述溶解氧測量儀，其溶解氧傳感器設(shè)置在所述好氧生物處理設(shè)備中，所述溶解氧傳感器感測到的溶解氧濃度傳送于所述PID控制器；所述PID控制器，包括用于比例、積分和微分運(yùn)算的運(yùn)算器及所述運(yùn)算器輸入側(cè)的減法器和所述運(yùn)算器輸出側(cè)的加法器，所述減法器輸出的實(shí)時測量的溶解氧含量與設(shè)定值之間的差值，通過所述運(yùn)算器的運(yùn)算，得到調(diào)大或調(diào)小風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速的控制信號并經(jīng)所述加法器輸入所述風(fēng)機(jī)；所述前饋調(diào)節(jié)器，連接于所述加法器，當(dāng)原水流量突然變化時產(chǎn)生調(diào)節(jié)信號并通過所述加法器疊加于所述控制信號以調(diào)節(jié)所述風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速以改變所述溶解氧含量。在上述發(fā)明的說明書中對PID控制有如下的具體描述當(dāng)原水通過管道流入曝氣池內(nèi)，由溶解氧傳感器實(shí)時測量水體中的溶解氧濃度，并轉(zhuǎn)換為電流信號，輸入到PID控制器的減法器中；PID控制器的比較環(huán)節(jié)(即減法器)求出設(shè)定值與測量值的偏差e，經(jīng)運(yùn)算器的PID運(yùn)算后，經(jīng)加法器輸入到變頻器的輸入端，通過控制風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)風(fēng)量，從而改變曝氣池中溶解氧的含量。其中，運(yùn)算器按偏差e的P(比例)、1 (積分)、D(微分)控制算法進(jìn)行運(yùn)算，輸出相應(yīng)的信號，當(dāng)輸出信號的毫安量(mA)增加時變頻器頻率提高，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高，反之即變頻器頻率下降，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低。在實(shí)際污水廠的曝氣控制中，除了對鼓風(fēng)機(jī)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整之外，通常還通過調(diào)節(jié)閥門開度來改變供氣量，進(jìn)而使溶解氧滿足設(shè)定值要求。但是，當(dāng)進(jìn)水負(fù)荷動態(tài)變化較大時，由于溶解氧的傳質(zhì)及消耗過程具有滯后性、非線性、時變性等特征，使用簡單PID容易造成溶解氧濃度的振蕩，系統(tǒng)的穩(wěn)定性不高，無法保證工藝的安全穩(wěn)定運(yùn)行。此外，在先技術(shù)未考慮閥門與鼓風(fēng)機(jī)之間的協(xié)調(diào)控制，無法保證系統(tǒng)運(yùn)行于能耗最優(yōu)點(diǎn)，還可能造成鼓風(fēng)機(jī)喘振停機(jī)等安全事故。

發(fā)明內(nèi)容
鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)的高效控制是污水處理廠實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的關(guān)鍵。在先技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)溶解氧的及時、穩(wěn)定的調(diào)節(jié)，造成水質(zhì)的波動與能耗的浪費(fèi)。本發(fā)明可適應(yīng)污水廠進(jìn)水負(fù)荷的變化，及時調(diào)整供氣量，保持溶解氧的穩(wěn)定，可顯著改善污水處理廠工藝條件，并最大限度地節(jié)約曝氣能耗。
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種可以適應(yīng)污水廠進(jìn)水負(fù)荷的變化，動態(tài)調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)供氣量及支管閥門開度，使曝氣池溶解氧保持穩(wěn)定，從而達(dá)到按需控制供給量的城市污水廠鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)智能控制方法。同時，本發(fā)明的另一個目的在于提供一種實(shí)現(xiàn)閥門與鼓風(fēng)機(jī)之間的協(xié)調(diào)控制，從而能節(jié)能降耗、保證系統(tǒng)運(yùn)行安全，并且能降低成本的城市污水廠鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)智能控制方法。本發(fā)明提供一種城市污水廠鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)智能控制方法，其特征在于，該鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)包括一個或者多個曝氣池；對各個曝氣池中的溶解氧分別進(jìn)行測定的一個或者多個溶解氧測定儀；向曝氣池供給空氣的鼓風(fēng)機(jī)；作為從鼓風(fēng)機(jī)至各曝氣池的空氣流路的供氣總管以及從供給總管分支出而與各個曝氣池分別連接的供給支管；以及對鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)內(nèi)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集并對系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的控制器，在所述供氣總管上設(shè)置有總管壓力計和總管氣體流量計，在所述的各個供給支管上分別設(shè)置有支管氣體流量計以及閥門，所述控制器根據(jù)各個曝氣池當(dāng)前溶解氧濃度及變化速率，利用溶解氧平衡模型估算出當(dāng)前負(fù)荷，然后以估算出的負(fù)荷及當(dāng)前溶解氧濃度估算所需供氣量，接著，調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)的參數(shù)以使鼓風(fēng)機(jī)的總供氣量與各個支管的所需供氣量的總和一致，同時，通過調(diào)整各個支管上的閥門的開度，以使各個曝氣池所需的供氣量與各個支管上的支管氣體流量計所反饋的流量一致，其中，利用所述控制器逐步調(diào)整所述鼓風(fēng)機(jī)的參數(shù)，以使各個支管閥門的最大開度維持在最低設(shè)定限以上，從而使所述供氣總管的壓力最小。優(yōu)選的實(shí)施方案中，當(dāng)支管閥門最大開度低于最低設(shè)定限時，調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)參數(shù)使供氣總管壓力降低，此時為維持各支管氣量不變，各支管閥門開度將相應(yīng)增大以維持各支管氣量保持不變，進(jìn)而逐步調(diào)整鼓風(fēng)機(jī)參數(shù)直到支管閥門最大開度高于最低設(shè)定限為止。優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述支管閥門的最低設(shè)定限為閥門開度的90%。優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述鼓風(fēng)機(jī)參數(shù)的調(diào)節(jié)采用PID算法或以固定步長調(diào)節(jié)。優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述鼓風(fēng)機(jī)的參數(shù)包括鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速或?qū)~開度或者鼓風(fēng)機(jī)單元的運(yùn)行數(shù)量。優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述閥門是非線性閥門，更優(yōu)選所述閥門是蝶閥。優(yōu)選的實(shí)施方案中，當(dāng)進(jìn)水負(fù)荷變化時，所述各曝氣池中的溶解氧濃度與設(shè)定值之間的偏差在±0. 5mg/L范圍。
優(yōu)選的實(shí)施方案中,所述各曝氣池中的溶解氧濃度的設(shè)定值為1.5mg/L。優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述曝氣池的數(shù)量為2個或者3個。優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述控制器包括可編程控制器，該可編程控制器中存儲有與該城市污水廠鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)智能控制方法對應(yīng)的控制程序。利用上述的本發(fā)明的城市污水廠鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)智能控制方法，能夠得到如下的技術(shù)效果(I)按需供氣。曝氣池各段供氣量跟隨需氣量的變化，使曝氣池在不同進(jìn)水負(fù)荷條件下均能保持溶解氧的穩(wěn)定，這給曝氣池提供了良好的工藝環(huán)境，有利于工藝的穩(wěn)定運(yùn)行，同時也為各種高級控制策略的實(shí)現(xiàn)提供了基礎(chǔ)。(2)節(jié)約能耗。由于實(shí)現(xiàn)了按需供氣，并與鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行協(xié)同控制，相比在先技術(shù)，可 以最大限度地節(jié)約曝氣能耗。(3)安全性保障。由于在本發(fā)明中，鼓風(fēng)機(jī)與支管閥門的控制作為一個整體考慮，避免了各閥門孤立調(diào)節(jié)可能引起供氣管路壓力過高從而造成風(fēng)機(jī)喘震等安全事故。(4)成本較低。本發(fā)明專門針對閥門的非線性特征進(jìn)行了優(yōu)化，不需要使用昂貴的線性閥門，只需普通的非線性閥門如蝶閥即可實(shí)現(xiàn)氣量的精確控制。對于供氣管路布局適宜的污水廠，只需增加部分儀表即可完成改造，不需要大量的硬件投入。


圖I是表示本發(fā)明的城市污水廠鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)的整體示意圖。圖2是表示本實(shí)施例中一天內(nèi)的溶解氧濃度逐分鐘變化趨勢對比圖。圖中，I-鼓風(fēng)機(jī)、2-鼓風(fēng)機(jī)、3-鼓風(fēng)機(jī)、4-供氣總管、5-總管壓力計、6_總管氣體流量計、7-電動調(diào)節(jié)閥、8-電動調(diào)節(jié)閥、9-電動調(diào)節(jié)閥、10-支管氣體流量計、11-支管氣體流量計、12-支管氣體流量計、13-曝氣池、14-溶解氧測定儀、15-溶解氧測定儀、16-溶解氧測定儀。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明以曝氣池溶解氧的穩(wěn)定性及鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行為控制目標(biāo)，重點(diǎn)解決進(jìn)水負(fù)荷動態(tài)變化時供氣量的精確控制以及鼓風(fēng)機(jī)與各支管閥門的協(xié)同控制問題。本方法的使用需與現(xiàn)場儀表設(shè)備布局相結(jié)合，適宜的布局圖如圖I所示。如圖I所示，本發(fā)明的鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)包括曝氣池13，曝氣池沿水流方向劃分為若干個單元(一般為2段以上，本實(shí)施例中是3個)；設(shè)置在各個曝氣池的中后段并對曝氣池13中的溶解氧進(jìn)行測定的溶解氧測定儀14、15、16 ;向曝氣池供給空氣的鼓風(fēng)機(jī)1、2、3 ;作為從鼓風(fēng)機(jī)至各曝氣池的空氣流路的供氣總管4以及從供給總管4分支出而與各個曝氣池3分別連接的供給支管；以及對鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)內(nèi)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集并對系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的控制器(未圖示)。在所述供氣總管4上設(shè)置有總管壓力計5和總管氣體流量計6，在所述的各個供給支管上分別設(shè)置有支管氣體流量計10、11、12以及電動調(diào)節(jié)閥7、8、9。這些電動調(diào)節(jié)閥實(shí)現(xiàn)對單元供氣量的獨(dú)立調(diào)節(jié)。所述控制器根據(jù)各個曝氣池當(dāng)前溶解氧濃度及變化速率，利用溶解氧平衡模型估算出當(dāng)前負(fù)荷，然后以估算出的負(fù)荷及當(dāng)前溶解氧濃度估算所需供氣量。所述溶解氧平衡模型根據(jù)本領(lǐng)域常用的ASMl模型簡化得到，可用如下方程表示. = QffSals - + r 0V + K Lai Oitsi-其中，V為曝氣池體積，q為進(jìn)水流量，S0為溶解氧濃度，S0j in為進(jìn)水溶解氧濃度，S0, sat為飽和溶解氧濃度，r0為溶解氧的消耗速率，KLa為氧的傳質(zhì)系數(shù)。接著，調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)1、2、3的參數(shù)以使鼓風(fēng)機(jī)的總供氣量與各個支管的所需供氣量的總和一致，同時，通過調(diào)整各個支管上的閥門的開度，以使各個曝氣池所需的供氣量與各個支管上的支管氣體流量計所反饋的流量一致。在該調(diào)節(jié)過程中，利用所述控制器逐步調(diào)整所述鼓風(fēng)機(jī)的參數(shù)，以使各個支管閥 門的最大開度維持在最低設(shè)定限以上，從而使所述供氣總管的壓力最小。當(dāng)支管閥門最大開度低于最低設(shè)定限時，調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)參數(shù)使供氣總管壓力降低，此時為維持各支管氣量不變，各支管閥門開度將相應(yīng)增大以維持各支管氣量保持不變，進(jìn)而逐步調(diào)整鼓風(fēng)機(jī)參數(shù)直到支管閥門最大開度高于最低設(shè)定限為止。其中，所述支管閥門的最低設(shè)定限為閥門開度的90%。所述鼓風(fēng)機(jī)參數(shù)的調(diào)節(jié)采用PID算法或以固定步長調(diào)節(jié)。所述鼓風(fēng)機(jī)的參數(shù)包括鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速或?qū)~開度或者鼓風(fēng)機(jī)單元的運(yùn)行數(shù)量。另外，所述閥門是非線性閥門，如可采用蝶閥。使用這樣的閥門，可以根據(jù)歷史數(shù)據(jù)推出定壓力及液位條件下的閥門特性曲線，抵消閥門非線性的影響。另外，當(dāng)進(jìn)水負(fù)荷變化時，所述各曝氣池中的溶解氧濃度與設(shè)定值之間的偏差在±0. 5mg/L范圍,其中，所述各曝氣池中的溶解氧濃度的設(shè)定值為I. 5mg/Lo所述控制器包括可編程控制器，該可編程控制器中存儲有與該城市污水廠鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)智能控制方法對應(yīng)的控制程序。下面，對本發(fā)明的控制原理進(jìn)行更詳細(xì)說明。(I)需氣量計算。受負(fù)荷波動等因素影響，曝氣池各段需氣量時刻處于動態(tài)變化過程中，只有對其做出準(zhǔn)確估算，才能實(shí)現(xiàn)各單元的按需曝氣。曝氣池中溶解氧濃度的變化速率取決于氧的傳質(zhì)速率與消耗速率，其中，氧的消耗速率受進(jìn)水負(fù)荷及微生物活性等因素的影響，是干擾變量，氧的傳質(zhì)速率受當(dāng)前系統(tǒng)的供氣量影響，是控制變量。氧的消耗速率可由當(dāng)前氧的傳質(zhì)速率和當(dāng)前溶解氧的變化速率進(jìn)行估計，由當(dāng)前氧的消耗速率可反推出將溶解氧維持至設(shè)定值時所需的供氣量。氧的傳質(zhì)速率與供氣量的關(guān)系不是固定不變的，而是受曝氣系統(tǒng)的特性、供氣量、水溫、氣壓、溶解氧濃度等因素共同影響，需要根據(jù)最新的歷史數(shù)據(jù)對其參數(shù)進(jìn)行定期修正，使其符合當(dāng)前工況。(2)氣量分配算法。估算出各段需氣量后，需要通過支管閥門調(diào)節(jié)使供氣量與需氣量保持一致。閥門開度與氣量的關(guān)系受氣體壓力、閥門特性、曝氣池液位等因素的影響，呈非線性的復(fù)雜關(guān)系。本方法首先根據(jù)歷史數(shù)據(jù)推出定壓力及液位條件下的閥門特性曲線，抵消閥門非線性的影響；然后使用PID反饋控制進(jìn)一步消除氣體壓力、曝氣池液位等擾動因素造成的影響，從而保證使各段氣量調(diào)節(jié)快速、精確。(3)鼓風(fēng)機(jī)協(xié)同控制算法。鼓風(fēng)機(jī)的控制目標(biāo)是①滿足曝氣池總需氣量的要求；②使曝氣總管的壓力最小從而使支管閥門維持在盡可能大的開度，減少能量損失。首先由曝氣池各段總需氣量確定鼓風(fēng)機(jī)供氣量，然后根據(jù)當(dāng)前各支管閥門的開度及總管壓力值，確定鼓風(fēng)機(jī)最優(yōu)的壓力設(shè)定值。(實(shí)施例)下面，結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明的城市污水廠鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)智能控制方法進(jìn)行進(jìn)一步說明。以某城市污水廠的鼓風(fēng)曝氣單元作為實(shí)施對象，該廠為AAO工藝，處理能力約為120，OOOmVd,進(jìn)水流量時變化系數(shù)為I. 3，進(jìn)水COD約為250_350mg/L，曝氣池水深6m分為AB兩組，每組曝氣區(qū)域分為3段。每段分別采用DN500、DN400、DN300的獨(dú)立空氣管供氣；每個空氣管上安裝有電動調(diào)節(jié)閥，閥體為普通蝶閥，采用Auma多回轉(zhuǎn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)；每個子區(qū)安裝了熒光法溶解氧測定儀。鼓風(fēng)機(jī)房采用三臺HV-Turbo高速離心鼓風(fēng)機(jī)，功率為360kW/h，單臺供氣量范圍 為6000-14000m3/h。其中一臺常開，采用人工就地控制的模式。采用本發(fā)明中的方法，在現(xiàn)有系統(tǒng)基礎(chǔ)之上進(jìn)行了改造，首先在每個電動閥門之后的空氣管上安裝熱式質(zhì)量氣體流量計，其次將鼓風(fēng)機(jī)設(shè)置為遠(yuǎn)程自動狀態(tài)，利用鼓風(fēng)機(jī)MCP控制柜，可直接給定氣壓設(shè)定值進(jìn)行調(diào)節(jié)，最后利用本發(fā)明中的控制方法修改現(xiàn)有可編程序控制器上的控制程序。在完成控制調(diào)試后，實(shí)際運(yùn)行情況如下(I)當(dāng)進(jìn)水負(fù)荷相對穩(wěn)定時，曝氣池各個子區(qū)的溶解氧變化幅度較小，此時電動閥門通過低頻率的小幅調(diào)節(jié)來抵消由于負(fù)荷變化及微生物活性變化等因素引起的溶解氧濃度的變化，各個子區(qū)的溶解氧濃度基本穩(wěn)定在各自設(shè)定值的±0. 3mg/L內(nèi)。由于總需氣量基本保持穩(wěn)定，鼓風(fēng)機(jī)狀態(tài)維持不變。(2)當(dāng)進(jìn)水負(fù)荷顯著增加時，曝氣池各個子區(qū)的溶解氧均呈現(xiàn)較大幅度的下降趨勢，各子區(qū)的需氣量計算值亦隨之增加，電動閥門快速開大。此時總需氣量計算結(jié)果增加較大，鼓風(fēng)機(jī)通過調(diào)整轉(zhuǎn)速或?qū)~開度使壓力設(shè)定值逐漸增大，以使總供氣量滿足要求。當(dāng)進(jìn)水負(fù)荷顯著減小時，執(zhí)行結(jié)果與此相反。在負(fù)荷變化的過渡階段，溶解氧濃度可穩(wěn)定在設(shè)定值的±0. 5mg/L內(nèi)ο圖2是本實(shí)施例中曝氣池A末段一天內(nèi)的溶解氧濃度逐分鐘變化趨勢對比圖。在圖2中，曲線I表示實(shí)施前溶解氧濃度變化曲線，曲線2表示實(shí)施后溶解氧濃度變化曲線，控制前后進(jìn)水流量變化范圍大致相同，約在3900-5200m3/h范圍內(nèi)波動。從圖2中可以看出，在未實(shí)施本發(fā)明中的控制方法之前，溶解氧濃度曲線I波動范圍很大，波動區(qū)間為lmg/L至7mg/L ;而在實(shí)施本發(fā)明中的控制方法之后，溶解氧濃度曲線非常穩(wěn)定，溶解氧的實(shí)際濃度在設(shè)定值(1.5mg/L)附近波動,最大偏差為±0. 5mg/L。以上，對本發(fā)明的城市污水廠鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)智能控制方法進(jìn)行了詳細(xì)說明，但本發(fā)明并不被這些實(shí)施方式的所限定，而本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠在不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動就能變更或者替換的所有范圍都應(yīng)包含在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種城市污水廠鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)智能控制方法，其特征在于， 該鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)包括一個或者多個曝氣池；對各個曝氣池中的溶解氧分別進(jìn)行測定的一個或者多個溶解氧測定儀；向曝氣池供給空氣的鼓風(fēng)機(jī)；作為從鼓風(fēng)機(jī)至各曝氣池的空氣流路的供氣總管以及從供給總管分支出而與各個曝氣池分別連接的供給支管；以及對鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)內(nèi)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集并對系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的控制器， 在所述供氣總管上設(shè)置有總管壓力計和總管氣體流量計， 在所述的各個供給支管上分別設(shè)置有支管氣體流量計以及閥門， 所述控制器根據(jù)各個曝氣池當(dāng)前溶解氧濃度及變化速率，利用溶解氧平衡模型估算出當(dāng)前負(fù)荷，然后以估算出的負(fù)荷及當(dāng)前溶解氧濃度估算所需供氣量， 接著，調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)的參數(shù)以使鼓風(fēng)機(jī)的總供氣量與各個支管的所需供氣量的總和一致，同時，通過調(diào)整各個支管上的閥門的開度，以使各個曝氣池所需的供氣量與各個支管上的支管氣體流量計所反饋的流量一致， 其中，利用所述控制器逐步調(diào)整所述鼓風(fēng)機(jī)的參數(shù)，以使各個支管閥門的最大開度維持在最低設(shè)定限以上，從而使所述供氣總管的壓力最小。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的城市污水廠鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)智能控制方法，其特征在于， 當(dāng)支管閥門最大開度低于最低設(shè)定限時，調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)參數(shù)使供氣總管壓力降低，此時為維持各支管氣量不變，各支管閥門開度將相應(yīng)增大以維持各支管氣量保持不變，進(jìn)而逐步調(diào)整鼓風(fēng)機(jī)參數(shù)直到支管閥門最大開度高于最低設(shè)定限為止。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的城市污水廠鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)智能控制方法，其特征在于， 所述支管閥門的最低設(shè)定限為閥門開度的90 %。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的城市污水廠鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)智能控制方法，其特征在于， 所述鼓風(fēng)機(jī)參數(shù)的調(diào)節(jié)采用PID算法或以固定步長調(diào)節(jié)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的城市污水廠鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)智能控制方法，其特征在于， 所述鼓風(fēng)機(jī)的參數(shù)包括鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速或?qū)~開度或者鼓風(fēng)機(jī)單元的運(yùn)行數(shù)量。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的城市污水廠鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)智能控制方法，其特征在于， 所述閥門是非線性閥門。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的城市污水廠鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)智能控制方法，其特征在于， 當(dāng)進(jìn)水負(fù)荷變化時，所述各曝氣池中的溶解氧濃度與設(shè)定值之間的偏差在±0. 5mg/L范圍。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的城市污水廠鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)智能控制方法，其特征在于， 所述各曝氣池中的溶解氧濃度的設(shè)定值為I. 5mg/Lo
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的城市污水廠鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)智能控制方法，其特征在于， 所述曝氣池的數(shù)量為2個或者3個。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的城市污水廠鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)智能控制方法，其特征在于， 所述控制器包括可編程控制器，該可編程控制器中存儲有與該城市污水廠鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)智能控制方法對應(yīng)的控制程序。
全文摘要
本發(fā)明提供一種城市污水廠鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)智能控制方法，包括曝氣池；溶解氧測定儀；鼓風(fēng)機(jī)；供氣總管及供給支管；控制器；總管上的總管壓力計和總管氣體流量計；支管氣體流量計以及閥門?？刂破鞲鶕?jù)各個曝氣池當(dāng)前溶解氧濃度及變化速率，利用溶解氧平衡模型估算出當(dāng)前負(fù)荷，然后以估算出的負(fù)荷及當(dāng)前溶解氧濃度估算所需供氣量，接著，調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)的參數(shù)以使鼓風(fēng)機(jī)的總供氣量與各個支管的所需供氣量的總和一致，同時通過調(diào)整各個支管上的閥門的開度，以使各個曝氣池所需的供氣量與各個支管上的支管氣體流量計所反饋的流量一致，其中，利用控制器逐步調(diào)整鼓風(fēng)機(jī)的參數(shù)，以使各個支管閥門的最大開度維持在最低設(shè)定限以上，從而使供氣總管的壓力最小。
文檔編號C02F3/12GK102863074SQ20111018822
公開日2013年1月9日 申請日期2011年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月6日
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