專利名稱：一種污水處理廠曝氣生物濾池控制方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及污水處理領(lǐng)域，更具體的說，涉及一種污水處理廠曝氣生物濾池控制方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)污水處理廠均采用傳統(tǒng)工藝，檢測(cè)儀表及控制設(shè)備較少，在運(yùn)行管理和操作控制方面，存在各種各樣的問題，如1、各種類型、不同等級(jí)的系統(tǒng)控制方式并存，不便于同一管理和維護(hù)，甚至大量存在就地手動(dòng)方式，控制方式混亂；2、盡管大量采用各種檢測(cè)儀表、水質(zhì)分析儀表，但并沒有真正有效使用在線儀表的大量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，使得自動(dòng)控制系統(tǒng)無法根據(jù)進(jìn)出廠水質(zhì)及實(shí)際工況進(jìn)行準(zhǔn)確調(diào)節(jié)和控制，妨礙了處理過程的高效經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；3、大多電氣設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)雖然已經(jīng)記入控制系統(tǒng)，但各種數(shù)據(jù)缺乏關(guān)聯(lián)和分析；4、大多控制系統(tǒng)并沒有充分發(fā)揮現(xiàn)代計(jì)算機(jī)控制、運(yùn)算的能力，只是簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作或小范圍的、單一的自動(dòng)控制，與污水處理廠日新月異的運(yùn)營(yíng)管理需求相脫離，無法對(duì)污水處理廠運(yùn)行的能耗、物耗進(jìn)行有效的管理，不符合社會(huì)持續(xù)發(fā)展對(duì)環(huán)境保護(hù)新的要求，缺乏準(zhǔn)確及時(shí)地原始數(shù)據(jù)和情況分析，準(zhǔn)確性差，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行直到意義不強(qiáng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中等缺陷，提供一種按需調(diào)節(jié)、穩(wěn)定工藝、節(jié)能降耗及人力控制成本低的污水處理廠曝氣生物濾池控制方法及系統(tǒng)。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種污水處理廠曝氣生物濾池控制方法，包括以下步驟Si、數(shù)據(jù)分析模塊接收檢測(cè)設(shè)備采集的水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)，對(duì)所述水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)校正和數(shù)據(jù)挖掘后，將其傳輸給智能控制模塊；S2、所述智能控制模塊根據(jù)曝氣生物濾池的各個(gè)運(yùn)行設(shè)備與檢測(cè)設(shè)備的工作狀態(tài)及所述水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)生成優(yōu)化策略，并將所述優(yōu)化策略傳輸給控制命令模塊；S3、所述控制命令模塊將所述優(yōu)化策略轉(zhuǎn)譯成相應(yīng)的控制命令，并通過通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給用于控制所述運(yùn)行設(shè)備的控制裝置；S4、所述控制裝置根據(jù)所述控制命令控制所述運(yùn)行設(shè)備；所述運(yùn)行設(shè)備執(zhí)行所述控制命令后向所述檢測(cè)設(shè)備發(fā)送檢測(cè)信號(hào)；S5、檢測(cè)設(shè)備接收到所述檢測(cè)信號(hào)后采集新的水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)，并將新的所述水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)傳輸給歷史數(shù)據(jù)操作模塊和所述數(shù)據(jù)分析模塊，返回步驟Si。本發(fā)明所述的污水處理廠曝氣生物濾池控制方法中，所述步驟S2包括以下分步驟S21、所述智能控制模塊查詢各個(gè)所述運(yùn)行設(shè)備的工作狀態(tài)；
S22、如果運(yùn)行設(shè)備或檢測(cè)設(shè)備存在異常，所述智能控制模塊調(diào)用存儲(chǔ)在所述歷史數(shù)據(jù)操作模塊中的相應(yīng)的故障處理方案，根據(jù)所述故障處理方案執(zhí)行下一步操作；否則直接執(zhí)行下一步操作；S23、所述智能控制模塊調(diào)用存儲(chǔ)在所述歷史數(shù)據(jù)操作模塊中的歷史水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)并進(jìn)行建模仿真，根據(jù)數(shù)據(jù)分析模塊傳輸?shù)乃鏊|(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)生成所述優(yōu)化策略；S24、所述智能控制模塊將所述優(yōu)化策略傳輸給所述控制命令模塊。本發(fā)明所述的污水處理廠曝氣生物濾池控制方法中，所述步驟S22中如果存在運(yùn)行設(shè)備工作異常，所述智能控制模塊還將生成報(bào)警信息，并將所述報(bào)警信息傳輸給人機(jī)交互界面接口裝置。本發(fā)明所述的污水處理廠曝氣生物濾池控制方法中，所述步驟S3中還包括所述人機(jī)交互界面接口裝置對(duì)轉(zhuǎn)譯過程進(jìn)行控制。本發(fā)明所述的污水處理廠曝氣生物濾池控制方法中，所述步驟S4包括以下分步驟S41、所述控制裝置根據(jù)所述控制命令修改所述運(yùn)行設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)；S42、所述運(yùn)行設(shè)備根據(jù)修改后的所述運(yùn)行參數(shù)執(zhí)行相應(yīng)的操作；S43、所述運(yùn)行設(shè)備向所述檢測(cè)設(shè)備發(fā)送檢測(cè)信號(hào)。本發(fā)明還提供一種污水處理廠曝氣生物濾池控制系統(tǒng)，包括檢測(cè)設(shè)備、運(yùn)行設(shè)備及用于控制所述運(yùn)行設(shè)備的控制裝置、數(shù)據(jù)分析模塊、智能控制模塊3、控制命令模塊和歷史數(shù)據(jù)操作模塊；各個(gè)所述運(yùn)行設(shè)備用于控制曝氣生物濾池的污水處理過程并向所述檢測(cè)設(shè)備發(fā)送檢測(cè)信號(hào)；所述檢測(cè)設(shè)備用于根據(jù)所述檢測(cè)信號(hào)采集水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)，并傳輸給所述數(shù)據(jù)分析模塊和所述歷史數(shù)據(jù)操作模塊；所述數(shù)據(jù)分析模塊用于對(duì)所述水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)校正和數(shù)據(jù)挖掘，并將其傳輸給所述智能控制模塊；所述智能控制模塊用于查詢所述運(yùn)行設(shè)備與檢測(cè)設(shè)備的工作狀態(tài)并根據(jù)其工作狀態(tài)及所述水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)生成優(yōu)化策略；所述智能控制模塊還用于將所述優(yōu)化策略傳輸給所述控制命令模塊；所述控制命令模塊用于將所述優(yōu)化策略轉(zhuǎn)譯成控制命令并將所述控制命令發(fā)送給所述控制裝置；所述控制命令模塊與所述控制裝置通過通信網(wǎng)絡(luò)通訊連接。本發(fā)明所述的污水處理廠曝氣生物濾池控制系統(tǒng)中，所述歷史數(shù)據(jù)操作模塊包括用于將所述水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)作為歷史水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)的水質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)和用于存儲(chǔ)并提供故障處理方案的方案數(shù)據(jù)庫(kù)；所述智能控制模塊還用于調(diào)用存儲(chǔ)在所述歷史數(shù)據(jù)操作模塊中的歷史水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)并進(jìn)行建模仿真，根據(jù)數(shù)據(jù)分析模塊傳輸?shù)乃鏊|(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)生成所述優(yōu)化策略。本發(fā)明所述的污水處理廠曝氣生物濾池控制系統(tǒng)中，所述智能控制模塊還用于在生成所述優(yōu)化策略之前查詢所述運(yùn)行設(shè)備的工作狀態(tài)，如果所述運(yùn)行設(shè)備或檢測(cè)設(shè)備存在異常時(shí)所述智能控制模塊還用于調(diào)用相應(yīng)的故障處理方案，并根據(jù)所述故障處理方案生成優(yōu)化策略。
本發(fā)明所述的污水處理廠曝氣生物濾池控制系統(tǒng)中，所述污水處理廠曝氣生物濾池控制系統(tǒng)還設(shè)置有人機(jī)交互界面接口裝置，所述人機(jī)交互界面接口裝置包括報(bào)警單元； 如果存在運(yùn)行設(shè)備工作異常，所述智能控制模塊還用于將生成報(bào)警信息，并將所述報(bào)警信息傳輸給所述報(bào)警單元。本發(fā)明所述的污水處理廠曝氣生物濾池控制系統(tǒng)中，所述人機(jī)交互界面接口裝置還包括轉(zhuǎn)譯控制單元，所述轉(zhuǎn)譯控制單元用于對(duì)轉(zhuǎn)譯過程進(jìn)行控制；所述人機(jī)交互界面接口裝置還包括用于查詢并顯示所述水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)、歷史水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)及運(yùn)行參數(shù)的信息查詢單元。本發(fā)明的污水處理廠曝氣生物濾池控制方法及系統(tǒng)具有以下有益效果本發(fā)明污水處理廠曝氣生物濾池控制方法及系統(tǒng)的水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)是通過數(shù)據(jù)分析模塊進(jìn)行了數(shù)據(jù)校正和數(shù)據(jù)挖掘得到的，使其更加準(zhǔn)確；同時(shí)智能控制模塊事先考慮運(yùn)行設(shè)備、檢測(cè)設(shè)備的工作狀態(tài)及水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)，按照實(shí)際需求生產(chǎn)優(yōu)化策略；使曝氣生物濾池的污水處理過程更加穩(wěn)定，也避免了不必要的或重復(fù)的控制操作，能夠起到節(jié)約能源的作用；整個(gè)控制過程采用自動(dòng)化智能控制，且優(yōu)化策略是根據(jù)運(yùn)行設(shè)備、檢測(cè)設(shè)備的工作狀態(tài)生成，降低了人力成本。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明污水處理廠曝氣生物濾池控制系統(tǒng)一個(gè)實(shí)施例的原理框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明污水處理廠曝氣生物濾池控制方法一個(gè)實(shí)施例的流程圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明污水處理廠曝氣生物濾池控制方法一個(gè)實(shí)施例中步驟S2的流程圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明污水處理廠曝氣生物濾池控制方法另一個(gè)實(shí)施例中步驟S2的流程圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。如圖1所示的是本發(fā)明污水處理廠曝氣生物濾池控制系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，該實(shí)施例的污水處理廠曝氣生物濾池控制系統(tǒng)包括檢測(cè)設(shè)備1、運(yùn)行設(shè)備601及其控制裝置 602、數(shù)據(jù)分析模塊2、智能控制模塊3、控制命令模塊4和歷史數(shù)據(jù)操作模塊7 ；各個(gè)所述運(yùn)行設(shè)備601用于控制曝氣生物濾池的污水處理過程并向檢測(cè)設(shè)備1發(fā)送檢測(cè)信號(hào)，本實(shí)施例中的運(yùn)行設(shè)備601包括進(jìn)水泵站、預(yù)處理池中的預(yù)處理設(shè)備、濾池反沖洗電動(dòng)閥門、鼓風(fēng)機(jī)等；檢測(cè)設(shè)備1用于根據(jù)接收到的檢測(cè)信號(hào)采集水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)，并傳輸給數(shù)據(jù)分析模塊2和歷史數(shù)據(jù)操作模塊7 ；歷史數(shù)據(jù)操作模塊7設(shè)置有水質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)，并將接收到的水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)作為歷史水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，此外，該歷史數(shù)據(jù)操作模塊7還設(shè)置有用于存儲(chǔ)并提供故障處理方案的方案數(shù)據(jù)庫(kù)；數(shù)據(jù)分析模塊2用于對(duì)水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)校正和數(shù)據(jù)挖掘，并將其傳輸給所述智能控制模塊3 ；其中數(shù)據(jù)校正包括穩(wěn)態(tài)檢測(cè)、數(shù)據(jù)分類、過失誤差檢測(cè)與處理和數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)(參數(shù)估計(jì))等步驟過程，數(shù)據(jù)校正的任務(wù)是檢測(cè)過失誤差、校正帶隨機(jī)誤差的測(cè)量數(shù)據(jù)并估算出一些未測(cè)變量，也即，數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)與過失誤差檢測(cè)統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)校正；數(shù)據(jù)挖掘主要基于人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、模式識(shí)別、統(tǒng)計(jì)學(xué)、數(shù)據(jù)庫(kù)、可視化技術(shù)等，高度自動(dòng)化地分析企業(yè)的數(shù)據(jù)，做出歸納性的推理，從中挖掘出潛在的模式，數(shù)據(jù)挖掘可以進(jìn)行分類、估計(jì)、預(yù)測(cè)、 相關(guān)性分組、聚類、描述或可視化等。智能控制模塊3用于調(diào)用存儲(chǔ)在所述歷史數(shù)據(jù)操作模塊7中的歷史水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)并進(jìn)行建模仿真，查詢運(yùn)行設(shè)備601的工作狀態(tài)并根據(jù)其工作狀態(tài)及水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)生成優(yōu)化策略；如果運(yùn)行設(shè)備601存在異常時(shí)智能控制模塊3還用于從方案數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)用相應(yīng)的故障處理方案，并根據(jù)該故障處理方案生成優(yōu)化策略。智能控制模塊3還用于將所述優(yōu)化策略傳輸給所述控制命令模塊4 ；控制命令模塊4用于將接收到的優(yōu)化策略轉(zhuǎn)譯成控制命令并將控制命令發(fā)送給控制裝置602 ；控制命令模塊4與控制裝置602通過通信網(wǎng)絡(luò)通訊連接。本實(shí)施例中的控制裝置602為PLC控制柜，與相應(yīng)的運(yùn)行設(shè)備601相連接，并用于對(duì)其進(jìn)行PID控制。本實(shí)施例的污水處理廠曝氣生物濾池控制系統(tǒng)還設(shè)置有人機(jī)交互界面接口裝置 5，人機(jī)交互界面接口裝置5包括報(bào)警單元502 ；如果存在運(yùn)行設(shè)備601工作異常，智能控制模塊3還用于將生成報(bào)警信息，并將報(bào)警信息傳輸給報(bào)警單元502，報(bào)警單元502發(fā)出預(yù)警通知維護(hù)人員對(duì)異常的運(yùn)行設(shè)備601進(jìn)行維護(hù)，從而避免曝氣生物濾池中的水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常。人機(jī)交互界面接口裝置5還包括轉(zhuǎn)譯控制單元503，轉(zhuǎn)譯控制單元503用于對(duì)轉(zhuǎn)譯過程進(jìn)行控制，即工作人員可以通過轉(zhuǎn)譯控制單元503對(duì)控制命令進(jìn)行相應(yīng)的修改以更好地適應(yīng)運(yùn)行設(shè)備601的工作，這種修改一般運(yùn)用于人工控制模式運(yùn)行；人機(jī)交互界面接口裝置5還包括信息查詢單元501，主要用于查詢并顯示所述水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)、歷史水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)及運(yùn)行參數(shù)，以便于工作人員查閱，也方便工作人員對(duì)設(shè)備異常等事故進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，如果將信息查詢單元501連入網(wǎng)絡(luò)，還可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，從而方便了工作人員或研發(fā)人員的查閱和研究，有利于交流。如圖2所示的本發(fā)明的污水處理廠曝氣生物濾池控制方法一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，該實(shí)施例包括以下步驟Si、數(shù)據(jù)分析模塊2接收檢測(cè)設(shè)備1采集的水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)，對(duì)水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)校正和數(shù)據(jù)挖掘后，將其傳輸給智能控制模塊3 ；S2、智能控制模塊3根據(jù)曝氣生物濾池的各個(gè)運(yùn)行設(shè)備601或檢測(cè)設(shè)備1的工作狀態(tài)及水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)生成優(yōu)化策略，并將優(yōu)化策略傳輸給控制命令模塊4 ；S3、控制命令模塊4將優(yōu)化策略轉(zhuǎn)譯成相應(yīng)的控制命令，并通過通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給用于控制運(yùn)行設(shè)備601的控制裝置602 ；S4、控制裝置602根據(jù)控制命令控制運(yùn)行設(shè)備601 ；S5、檢測(cè)設(shè)備1采集新的水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)，并將新的水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)傳輸給歷史數(shù)據(jù)操作模塊7和數(shù)據(jù)分析模塊2，返回步驟Si。其中污水處理廠BAF(即曝氣生物濾池)控制系統(tǒng)的水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)主要包括(1)進(jìn)水流量Q 是整個(gè)BAF污水處理系統(tǒng)運(yùn)行控制的基礎(chǔ)，單位為m3/d。生化處理過程作為二級(jí)處理過程，一般在預(yù)處理過程包括了均衡池，這樣盡管進(jìn)水污水的流量波動(dòng)劇烈，但通過均衡池的均衡可以使生化處理過程的進(jìn)水得到緩沖，也就是說，采用自動(dòng)控制技術(shù)控制生化處理的進(jìn)水，進(jìn)水流量大小決定了有機(jī)污水在處理過程中的滯留時(shí)間即微生物的新陳代謝時(shí)間，因此，進(jìn)水量的變化往往使系統(tǒng)中所有的變量都受到影響，另外，微生物對(duì)污水中底物的濃度階躍變化非常敏感，本實(shí)施例的控制方法使生化池中進(jìn)水量的變化得到緩和而使微生物有一個(gè)適應(yīng)的過程。(2)生化需氧量BOD 水中有機(jī)污染物被好氧微生物分解時(shí)所需的氧量稱為生化需氧量(以mg/L為單位)。它反映了在有氧條件下，水中可生物降解的有機(jī)物的量。BOD 的值越高，說明廢水中的有機(jī)物含量越高，污染越嚴(yán)重。因此，BOD值應(yīng)該準(zhǔn)確測(cè)定，它是工藝調(diào)控的一個(gè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，直接影響到運(yùn)行控制。一般經(jīng)過處理后的廢水，其BOD值必須低于或等于40mg/L。(3)化學(xué)需氧量COD 指水樣在一定條件下，氧化IL水樣中還原性物質(zhì)所消耗的氧化劑的量，以氧的mg/L表示。水中還原性物質(zhì)，包括有機(jī)物和亞硝酸鹽、硫化物、亞硫酸鹽、 亞鐵鹽等無機(jī)物。(4)溶液的酸堿度pH值天然水的pH值大多在7. 2 8. 0之間。當(dāng)水體受到酸、 堿污染后水體的PH值變化，因此pH值作為凈水工藝過程中一個(gè)重要的水質(zhì)檢測(cè)控制參數(shù)， 是衡量水質(zhì)是否合格的重要指標(biāo)之一，也是對(duì)PH值實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的依據(jù)。好氧池中好氧菌的繁殖對(duì)PH值有一定的要求(較低的pH值是發(fā)生污泥膨脹的一個(gè)因素)，同時(shí)pH值還會(huì)影響氧化分解反應(yīng)的速度。此外，出水的排放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)PH也有嚴(yán)格的限制。因此，在污水生化處理過程需要進(jìn)行PH控制，一般要求曝氣池中的pH值保持在7. 0上下。(5)總氮、有機(jī)氮、氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮氮在自然界以各種形態(tài)進(jìn)行著循環(huán)轉(zhuǎn)換。有機(jī)氮如蛋白質(zhì)水解為氨基酸，在微生物作用下分解為氨氮，氨氮在硝化細(xì)菌作用下轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽氮(NO2-)和硝酸鹽氮(NO3-)；另外，NO2-和NO3-在厭氧條件下在脫氮菌 (反硝化細(xì)菌)作用下轉(zhuǎn)化為隊(duì)?？偟?有機(jī)氮+無機(jī)氮；無機(jī)氮=氨氮+no2_+NO3-；有機(jī)氮=蛋白性氮+非蛋白性氮；凱氏氮=有機(jī)氮+氨氮。氮是細(xì)菌繁殖不可缺少的物質(zhì)元素， 當(dāng)工業(yè)廢水中氮量不足時(shí)，采用生物處理時(shí)需要人為補(bǔ)充氮，相反，氮也是引發(fā)水體富營(yíng)養(yǎng)化污染的元素之一。(6)總磷、有機(jī)磷、無機(jī)磷在糞便、洗滌劑、肥料中含有較多的磷，污水中存在磷酸鹽和聚磷酸鹽和聚磷酸等無機(jī)磷鹽和磷脂等有機(jī)磷酸化合物磷同氮一樣，也是污水生物處理所必需的元素，磷同時(shí)也是引發(fā)封閉性水體富營(yíng)養(yǎng)化污染的元素之一。(7)曝氣池中溶解氧濃度DO 活性污泥微生物都是好氧菌，因此在溶液中保持一定濃度的溶解氧至關(guān)重要。要保證活性污泥系統(tǒng)正常運(yùn)行，在混合液中必須保持一定濃度的溶解氧。溶解氧濃度過高，大量耗能；溶解氧濃度過低，絲狀菌易于在系統(tǒng)中占優(yōu)勢(shì)，誘發(fā)產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象，影響出水水質(zhì)。好氧池中的氧氣不足和過量都會(huì)導(dǎo)致污泥生存環(huán)境的惡化。當(dāng)氧氣不足時(shí)，好氧池中絲狀菌的生長(zhǎng)速率低從而引起出水水質(zhì)的下降，而氧氣過量會(huì)引起懸浮固體沉降性能變差，能耗也會(huì)過高。另外，含有過高溶解氧的污泥回流到厭氧區(qū) (或缺氧區(qū))，會(huì)抑制該區(qū)厭氧菌的生長(zhǎng)。本實(shí)施例對(duì)溶解氧濃度DO進(jìn)行控制從而控制微生物的生長(zhǎng)和污水處理。(8)污泥濃度MLSS 也稱懸浮固體濃度。活性污泥是活性污泥處理系統(tǒng)中的主體作用物質(zhì)，其數(shù)量和性能對(duì)污水的處理效果至關(guān)重要?；旌弦簯腋」腆w濃度，又稱混合液污泥濃度，表示混合液中的活性污泥的濃度，近似表示曝氣池內(nèi)的活性微生物的濃度。它也是運(yùn)行管理的一個(gè)重要控制參數(shù)。當(dāng)流入污泥的B0D5增高時(shí)，應(yīng)提高M(jìn)LSS，增大曝氣池內(nèi)的微生物量，處理增多了的有機(jī)污染物質(zhì)。污泥中附著大量的微生物，通過污泥回流確保生化池的微生物達(dá)到一定濃度。污泥回流少，生化池的微生物濃度偏低，細(xì)菌的生長(zhǎng)率下降，影響污水處理效果。并且污泥回流過少，意味著污泥排放量的增加，從而增加了沉淀池的水力沖擊，影響沉淀池的固液分離效果，使一些本來可沉淀在池底的顆粒性有機(jī)物隨出水一道排出。生化反應(yīng)所產(chǎn)生的污泥一部分通過污泥回流控制回流到生化池，剩余的污泥需通過污泥排放控制排出。本實(shí)施例通過污泥層調(diào)度控制使污泥的泥齡保持在適當(dāng)?shù)姆秶?9) F/M 有機(jī)底物量(F)與微生物量(M)的比值，是活性污泥生物增殖速率的重要影響因素。(F/M)值也是有機(jī)底物降解速率、氧利用速率、活性污泥的凝聚、吸附性能的重要影響因素。本實(shí)施例中的F/M表示曝氣池內(nèi)的B0D5與MLSS的比值，當(dāng)比值過低時(shí)，細(xì)菌的生產(chǎn)率將下降，污泥齡增加，系統(tǒng)容易受到有機(jī)底物峰值輸入的影響；反之則會(huì)使得大量沉降性不是很好的活性污泥流入二次沉淀池中，同時(shí)也增加排放量，使得污泥處理費(fèi)用增加。(10)水溫TEMP 活性污泥微生物的物理活動(dòng)與周圍的溫度密切相關(guān)，微生物酶的系統(tǒng)酶促反應(yīng)的最佳溫度為20 30°C。于是，相應(yīng)的檢測(cè)設(shè)備1也包括用于檢測(cè)以上水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)的檢測(cè)儀表和水質(zhì)分析儀表。本發(fā)明污水處理廠曝氣生物濾池控制方法的步驟S2的一種實(shí)施方式包括以下分步驟S21、智能控制模塊3查詢各個(gè)運(yùn)行設(shè)備601或檢測(cè)設(shè)備1的工作狀態(tài)；S22、如果運(yùn)行設(shè)備601或檢測(cè)設(shè)備1存在異常，智能控制模塊3調(diào)用存儲(chǔ)在歷史數(shù)據(jù)操作模塊7中的相應(yīng)的故障處理方案，根據(jù)故障處理方案執(zhí)行下一步操作；否則直接執(zhí)行下一步操作；S23、智能控制模塊3調(diào)用存儲(chǔ)在歷史數(shù)據(jù)操作模塊7中的歷史水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)并進(jìn)行建模仿真，根據(jù)數(shù)據(jù)分析模塊2傳輸?shù)乃|(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)生成優(yōu)化策略；S24、智能控制模塊3將優(yōu)化策略傳輸給控制命令模塊4。污水處理廠的能耗物耗受諸多因素影響，例如污水處理的規(guī)模，處理工藝的類型，來水水量和來水水質(zhì)的季節(jié)變化、日間波動(dòng)，氣候條件的變化，各處理單元的運(yùn)行條件及其穩(wěn)定性，不同單元運(yùn)行狀態(tài)的協(xié)調(diào)性，自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制策略，污水處理設(shè)施本身的性能等等。每個(gè)因素不僅對(duì)能耗物耗和工藝運(yùn)行有較大影響，而且相互并不完全獨(dú)立。因素之間錯(cuò)綜復(fù)雜，有些是相互加強(qiáng)的關(guān)系，有些是相互排斥的關(guān)系。污水處理工藝流程智能控制技術(shù)將污水處理廠作為一個(gè)大的系統(tǒng)來考慮，以污水處理節(jié)能降耗為目標(biāo)，以出水水質(zhì)保證為約束條件，以“全局最優(yōu)、局部適應(yīng)”為原則，以多參數(shù)智能運(yùn)行控制為基礎(chǔ)，保證污水處理廠的節(jié)能降耗。本實(shí)施例的步驟S22中如果存在運(yùn)行設(shè)備601或檢測(cè)設(shè)備1工作異常，智能控制模塊3還將生成報(bào)警信息，并將報(bào)警信息傳輸給人機(jī)交互界面接口裝置5，其中報(bào)警信息實(shí)際上是傳輸給了人機(jī)交互界面接口裝置5中的報(bào)警單元502，報(bào)警單元502會(huì)發(fā)出預(yù)警信號(hào)以提醒維護(hù)人員對(duì)相應(yīng)的運(yùn)行設(shè)備601或檢測(cè)設(shè)備1進(jìn)行維護(hù)，從而使水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常之前使相應(yīng)的運(yùn)行設(shè)備601或檢測(cè)設(shè)備1恢復(fù)正常。
本實(shí)施例的步驟S3中工作人員還可以通過人機(jī)交互界面接口裝置5的轉(zhuǎn)譯控制單元503對(duì)轉(zhuǎn)譯過程進(jìn)行控制。整個(gè)控制過程中還可以通過信息查詢單元501查詢水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)、歷史水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)及運(yùn)行參數(shù)，這些數(shù)據(jù)及參數(shù)都會(huì)顯示出來，以便于工作人員查閱，也同時(shí)有利于工作人員對(duì)設(shè)備異常等事故進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。此外，本實(shí)施例的步驟S4包括以下分步驟S41、所述控制裝置602根據(jù)所述控制命令修改所述運(yùn)行設(shè)備601的運(yùn)行參數(shù)；S42、所述運(yùn)行設(shè)備601根據(jù)修改后的所述運(yùn)行參數(shù)執(zhí)行相應(yīng)的操作；S43、所述運(yùn)行設(shè)備601向所述檢測(cè)設(shè)備1發(fā)送檢測(cè)信號(hào)。雖然本發(fā)明是通過具體實(shí)施例進(jìn)行說明的，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種變換及等同替代。另外，針對(duì)特定情形或材料，可以對(duì)本發(fā)明做各種修改，而不脫離本發(fā)明的范圍。因此，本發(fā)明不局限于所公開的具體實(shí)施例，而應(yīng)當(dāng)包括落入本發(fā)明權(quán)利要求范圍內(nèi)的全部實(shí)施方式。
權(quán)利要求
1.一種污水處理廠曝氣生物濾池控制方法，其特征在于，包括以下步驟51、數(shù)據(jù)分析模塊(2)接收檢測(cè)設(shè)備(1)采集的水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)，對(duì)所述水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)校正和數(shù)據(jù)挖掘后，將其傳輸給智能控制模塊(3 )；52、所述智能控制模塊(3)根據(jù)曝氣生物濾池的各個(gè)運(yùn)行設(shè)備(601)與檢測(cè)設(shè)備(1)的工作狀態(tài)及所述水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)生成優(yōu)化策略，并將所述優(yōu)化策略傳輸給控制命令模塊(4)；53、所述控制命令模塊(4)將所述優(yōu)化策略轉(zhuǎn)譯成相應(yīng)的控制命令，并通過通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給用于控制所述運(yùn)行設(shè)備(601)的控制裝置(602)；54、所述控制裝置(602)根據(jù)所述控制命令控制所述運(yùn)行設(shè)備(601)；所述運(yùn)行設(shè)備 (601)執(zhí)行所述控制命令后向所述檢測(cè)設(shè)備(1)發(fā)送檢測(cè)信號(hào)；55、所述檢測(cè)設(shè)備(1)接收到所述檢測(cè)信號(hào)后采集新的水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)，并將新的所述水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)傳輸給歷史數(shù)據(jù)操作模塊(7)和所述數(shù)據(jù)分析模塊(2)，返回步驟Si。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理廠曝氣生物濾池控制方法，其特征在于，所述步驟 S2包括以下分步驟521、所述智能控制模塊(3)查詢各個(gè)所述運(yùn)行設(shè)備(601)的工作狀態(tài)；522、如果運(yùn)行設(shè)備(601)或檢測(cè)設(shè)備(1)存在異常，所述智能控制模塊(3)調(diào)用存儲(chǔ)在所述歷史數(shù)據(jù)操作模塊(7)中的相應(yīng)的故障處理方案，根據(jù)所述故障處理方案執(zhí)行下一步操作；否則直接執(zhí)行下一步操作；523、所述智能控制模塊(3)調(diào)用存儲(chǔ)在所述歷史數(shù)據(jù)操作模塊(7)中的歷史水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)并進(jìn)行建模仿真，根據(jù)數(shù)據(jù)分析模塊(2)傳輸?shù)乃鏊|(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)生成所述優(yōu)化策略；524、所述智能控制模塊(3)將所述優(yōu)化策略傳輸給所述控制命令模塊(4 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的污水處理廠曝氣生物濾池控制方法，其特征在于，所述步驟 S22中如果存在運(yùn)行設(shè)備(601)工作異常，所述智能控制模塊(3)還將生成報(bào)警信息，并將所述報(bào)警信息傳輸給人機(jī)交互界面接口裝置(5 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的污水處理廠曝氣生物濾池控制方法，其特征在于，所述步驟 S3中還包括所述人機(jī)交互界面接口裝置(5)對(duì)轉(zhuǎn)譯過程進(jìn)行控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的污水處理廠曝氣生物濾池控制方法，其特征在于，所述步驟 S4包括以下分步驟541、所述控制裝置(602)根據(jù)所述控制命令修改所述運(yùn)行設(shè)備(601)的運(yùn)行參數(shù)；542、所述運(yùn)行設(shè)備(601)根據(jù)修改后的所述運(yùn)行參數(shù)執(zhí)行相應(yīng)的操作；543、所述運(yùn)行設(shè)備(601)向所述檢測(cè)設(shè)備(1)發(fā)送檢測(cè)信號(hào)。
6.一種污水處理廠曝氣生物濾池控制系統(tǒng)，其特征在于，包括檢測(cè)設(shè)備(1 )、運(yùn)行設(shè)備 (601)及用于控制所述運(yùn)行設(shè)備(601)的控制裝置(602)、數(shù)據(jù)分析模塊(2)、智能控制模塊 (3)、控制命令模塊(4)和歷史數(shù)據(jù)操作模塊(7)；各個(gè)所述運(yùn)行設(shè)備(601)用于控制曝氣生物濾池的污水處理過程并向所述檢測(cè)設(shè)備 (1)發(fā)送檢測(cè)信號(hào)；所述檢測(cè)設(shè)備(1)用于根據(jù)所述檢測(cè)信號(hào)采集水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)，并傳輸給所述數(shù)據(jù)分析模塊(2)和所述歷史數(shù)據(jù)操作模塊(7)；所述數(shù)據(jù)分析模塊(2)用于對(duì)所述水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)校正和數(shù)據(jù)挖掘，并將其傳輸給所述智能控制模塊(3)；所述智能控制模塊(3)用于查詢所述運(yùn)行設(shè)備(601)與檢測(cè)設(shè)備(1)的工作狀態(tài)并根據(jù)其工作狀態(tài)及所述水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)生成優(yōu)化策略；所述智能控制模塊(3)還用于將所述優(yōu)化策略傳輸給所述控制命令模塊(4)；所述控制命令模塊(4 )用于將所述優(yōu)化策略轉(zhuǎn)譯成控制命令并將所述控制命令發(fā)送給所述控制裝置(602)；所述控制命令模塊(4)與所述控制裝置(602)通過通信網(wǎng)絡(luò)通訊連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的污水處理廠曝氣生物濾池控制系統(tǒng)，其特征在于，所述歷史數(shù)據(jù)操作模塊(7)包括用于將所述水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)作為歷史水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)的水質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)和用于存儲(chǔ)并提供故障處理方案的方案數(shù)據(jù)庫(kù)；所述智能控制模塊(3)還用于調(diào)用存儲(chǔ)在所述歷史數(shù)據(jù)操作模塊(7)中的歷史水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)并進(jìn)行建模仿真，根據(jù)數(shù)據(jù)分析模塊(2)傳輸?shù)乃鏊|(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)生成所述優(yōu)化策略。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的污水處理廠曝氣生物濾池控制系統(tǒng)，其特征在于，所述智能控制模塊(3)還用于在生成所述優(yōu)化策略之前查詢所述運(yùn)行設(shè)備(601)的工作狀態(tài)，如果所述運(yùn)行設(shè)備(601)或檢測(cè)設(shè)備(1)存在異常時(shí)所述智能控制模塊(3)還用于調(diào)用相應(yīng)的故障處理方案，并根據(jù)所述故障處理方案生成優(yōu)化策略。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的污水處理廠曝氣生物濾池控制系統(tǒng)，其特征在于，所述污水處理廠曝氣生物濾池控制系統(tǒng)還設(shè)置有人機(jī)交互界面接口裝置(5)，所述人機(jī)交互界面接口裝置(5)包括報(bào)警單元(502);如果存在運(yùn)行設(shè)備(601)工作異常，所述智能控制模塊(3) 還用于將生成報(bào)警信息，并將所述報(bào)警信息傳輸給所述報(bào)警單元(502 )。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的污水處理廠曝氣生物濾池控制系統(tǒng)，其特征在于，所述人機(jī)交互界面接口裝置(5 )還包括轉(zhuǎn)譯控制單元(503 )，所述轉(zhuǎn)譯控制單元(503 )用于對(duì)轉(zhuǎn)譯過程進(jìn)行控制；所述人機(jī)交互界面接口裝置(5)還包括用于查詢并顯示所述水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)、 歷史水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)及運(yùn)行參數(shù)的信息查詢單元(501)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種污水處理廠曝氣生物濾池控制方法，包括以下步驟S1、數(shù)據(jù)分析模塊對(duì)水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)校正和數(shù)據(jù)挖掘后傳輸給智能控制模塊；S2、智能控制模塊生成優(yōu)化策略，并將優(yōu)化策略傳輸給控制命令模塊；S3、控制命令模塊轉(zhuǎn)譯成控制命令，并發(fā)送給控制裝置；S4、控制裝置控制運(yùn)行設(shè)備；運(yùn)行設(shè)備向檢測(cè)設(shè)備發(fā)送檢測(cè)信號(hào)；S5、檢測(cè)設(shè)備采集新的水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)，并將新的水質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)傳輸給歷史數(shù)據(jù)操作模塊和數(shù)據(jù)分析模塊，返回步驟S1。本發(fā)明還公開了一種用于實(shí)施污水處理廠曝氣生物濾池控制方法的系統(tǒng)。本發(fā)明的污水處理廠曝氣生物濾池控制方法及系統(tǒng)按需調(diào)節(jié)、穩(wěn)定工藝、節(jié)能降耗及人力控制成本低。
文檔編號(hào)C02F3/12GK102491506SQ20111039621
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月2日
發(fā)明者岳少龍, 段輝吉, 邱佰平 申請(qǐng)人:深圳達(dá)實(shí)智能股份有限公司