處理設備以及用于控制該處理設備的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種處理設備以及用于控制該可適于處理廢水的處理設備的方法。所述處理裝置包括：適于容置液體的循環(huán)通道(2)、適于將含氧的氣流Q供給到所述液體的通氣裝置(5)、布置在所述循環(huán)通道(2)中并且適于產(chǎn)生沿著所述循環(huán)通道(2)的液體流的至少一個流動發(fā)生器(10)以及控制單元(11)。所述方法的特征在于以下步驟：借助所述通氣裝置(5)將氣流Q提供到所述液體；以運行速度f操作所述流動發(fā)生器(10)以產(chǎn)生液體流；測量至少一個工藝參數(shù)，所述工藝參數(shù)直接或間接地提供到所述處理裝置(1)中的所述液體的氧傳送速率的指示；將所述工藝參數(shù)的測量值與設定值進行比較，在確定了所述工藝參數(shù)的測量值和所述設定值之間的差值時，調(diào)整到所述處理設備(1)中的所述液體的氧傳送速率，所述處理設備(1)的氧傳送速率通過調(diào)整由所述通氣裝置(5)提供的所述氣流Q以及調(diào)整所述流動發(fā)生器(10)的運行速度f來調(diào)整，從而朝著所述設定值引導所述工藝參數(shù)的數(shù)值。
【專利說明】
處理設備從及用于控制該處理設備的方法
技術(shù)領域
[0001] 本發(fā)明通常設及一種處理設備和用于控制可適用于液體、例如廢水的生物處理的 處理設備的方法。具體地，本發(fā)明設及一種處理設備和用于控制可適用于液體、例如廢水的 處理設備的方法，所述處理設備包括適于容置液體的循環(huán)通道、適于將含氧的氣流Q供給到 液體的通氣裝置、W及布置在循環(huán)通道中且適于產(chǎn)生沿著循環(huán)通道的液體流的至少一個流 動發(fā)生器。
【背景技術(shù)】
[0002] 循環(huán)通道或者跑道形軌道通常是用于特別是廢水的生物處理或者氧化的向上開 口的環(huán)狀盆。廢水沿著循環(huán)通道流動并且因此通過循環(huán)通道中不同區(qū)域。
[0003] 在該生物清潔期間，通常通過使微生物將生物物質(zhì)分解成二氧化碳和水并通過細 菌將結(jié)合水的氮轉(zhuǎn)化為空氣氮來從氮氣和生物物質(zhì)中凈化廢水。凈化的廢水排放到大自然 中，并且在結(jié)合水的氮未消除的情況下，還存在使天然河道中水體富營養(yǎng)化的風險，并且由 于生物物質(zhì)消耗大量的氧氣的事實，在未充分凈化的水被排放時，會發(fā)生河道缺氧。生物物 質(zhì)的分解借助于一個或更多個通氣區(qū)段通過將大量的氧添加至廢水中來刺激生物物質(zhì)的 分解，在循環(huán)通道中在沒有添加氧氣的區(qū)域中或者沒有添加氧氣的分開的盆中和/或在溶 氧水平足夠低的區(qū)域/盆中就會消除結(jié)合水的氮。沿著循環(huán)通道會發(fā)現(xiàn)至少一個所謂的通 氣區(qū)域和至少一個所謂的非通氣區(qū)域。因此，上述通氣區(qū)段布置在通氣區(qū)域中。
[0004] 在沿著循環(huán)通道的一個或一些通氣區(qū)域中氧氣借助于氣流W大量氣泡的形式供 應至廢水中，即借助于布置在循環(huán)通道底部的通氣區(qū)段供應至廢水中。有利的是，盡可能接 近循環(huán)通道的底部來提供氣流，W便使氣體在液體中停留的時間最長，其提高了從氣體到 液體的氧傳送。所謂的活性污泥中的微生物消耗了氧氣，W分解存在于廢水中的生物物質(zhì)， W及可能用于尤其是硝酸錠的硝化作用。
[0005] 因此，對于液體的處理而言，當在具體的處理設備中的確定位置處觀察時，在待凈 化的液體中要求一定量的氧氣和/或一定的氧傳送速率，其含氧量被選定成，W便為用于分 解生物物質(zhì)的活性污泥提供可能最好的條件。在生物物質(zhì)的數(shù)量很大時，需要大量被傳送 的氧氣，并且處理設備W最大水平操作，W及在生物物質(zhì)的數(shù)量很小時，需要少量被傳送的 氧氣，并且處理設備W平均水平操作，即，對被傳送的氧氣或到液體的氧傳送速率的需求隨 著液體中的氧消耗的生物物質(zhì)的數(shù)量的變化而變化。
[0006] 在循環(huán)通道中使用了流動發(fā)生器/攬拌器W便混合液體/廢水，從而獲得盡可能均 勻的液體混合物，W保持生物物質(zhì)懸浮W及產(chǎn)生沿著循環(huán)通道的液體流的循環(huán)/流動。
[0007] 用于操作該處理設備的功耗W及因此的成本實際上很高，并且首先通氣裝置和流 動發(fā)生器的操作在廢水處理時一同是最大功耗部分。通氣裝置的功耗是已知的處理設備中 流動發(fā)生器的功耗的大約十倍W上。
[000引由于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的通氣裝置例如基于液體中的溶氧水平被直接地控制的運樣 的事實，當通過通氣裝置供應到液體的氣流/大量氣體（即大量氧氣)被調(diào)整至盡可能得小 (即使氣流最小化)時，就使處理設備的功耗最小。運通過最小化通氣裝置的鼓風機/壓縮機 的運行速度/rpm或者借助于在延伸至通氣裝置的氣體管路中的閥節(jié)流氣流并且相反在另 一通氣區(qū)段/盆中使用氣流來獲得。
[0009]由于盡管很大的功耗，因此，從經(jīng)濟學角度W及從環(huán)保角度來看用于液體處理的 功耗/成本的每一個的額外降低仍然會引起很大的關注。
[0010]發(fā)明目的
[0011] 本發(fā)明的目的在于改進在先已知的用于控制處理設備的方法，W具有降低處理設 備的運行成本的目的，并且因此提供用于控制處理設備的改進的方法。本發(fā)明的基本目的 是提供了最初限定類型的改進的方法，該方法引起與已知的用于控制處理設備的方法有關 的總功耗W及因此的成本減少，同時獲得/保持所要求的到液體的氧傳送速率或者液體中 的溶氧水平。
[0012] 本發(fā)明的簡要說明
[0013] 根據(jù)本發(fā)明，至少基本目的借助于具有在獨立權(quán)利要求中所限定的特征的最初限 定的方法來獲得。本發(fā)明優(yōu)選的實施例在從屬權(quán)利要求中進一步限定。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種最初限定類型的方法，該方法的特征在于W 下步驟:借助于通氣裝置將氣流Q提供到液體中，W運行速度f操作流動發(fā)生器W產(chǎn)生沿著 循環(huán)通道的具有流速V的液體流，在循環(huán)通道中的至少一個位置處測量至少一個工藝參數(shù)， 所述工藝參數(shù)直接或間接地提供到處理設備中的液體的氧傳送速率的指示，將所述至少一 個工藝參數(shù)的測量值與設定值進行比較，在確定了所述工藝參數(shù)的測量值和設定值之間的 差值時調(diào)整到在處理設備中的液體的氧傳送速率，處理設備的氧傳送速率通過調(diào)整由通氣 裝置所提供的氣流QW及通過調(diào)整流動發(fā)生器的運行速度fW及因此調(diào)整液體流的流速V來 調(diào)整，從而朝著所述設定值引導所述至少一個工藝參數(shù)的數(shù)值。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了最初限定類型的處理設備，該處理設備特征在于： 流動發(fā)生器適于W可調(diào)整的運行速度f來驅(qū)動W產(chǎn)生沿著循環(huán)通道的具有流速V的液體流， 所述處理設備包括用于在循環(huán)通道中的至少一個位置處測量至少一個工藝參數(shù)的機構(gòu)，所 述工藝參數(shù)直接或間接地提供到在處理設備中的液體的氧傳送速率的指示，W及控制單元 適于通過調(diào)整由通氣裝置提供的氣流QW及通過調(diào)整流動發(fā)生器的運行速度fW及因此調(diào) 整液體流的流速V來調(diào)整處理設備的氧傳送速率，從而朝著設定值引導所述至少一個工藝 參數(shù)的數(shù)值。
[0016] 因此，本發(fā)明基于如下理解:通過調(diào)整流動發(fā)生器的運行速度即不W最大運行速 度連續(xù)地運行，接著在只有來自通氣裝置的氣流被調(diào)整時，進一步地使用于獲得所要求的 到液體的氧傳送速率或者液體中的溶氧水平的功耗最小。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述方法包括W下步驟:測量用于將所述氣流Q提供到 液體的通氣裝置的功耗PCa，測量W所述運行速度f運行的流動發(fā)生器的功耗PCm，W及調(diào)整 由通氣裝置提供的氣流Q和流動發(fā)生器的運行速度f，W便使通氣裝置的功耗PCa和流動發(fā) 生器的功耗PCm之和最小，同時朝著所述設定值引導所述至少一個工藝參數(shù)的數(shù)值。
[0018] 根據(jù)優(yōu)選的實施例，流動發(fā)生器的運行速度f和由通氣裝置提供的氣流Q之間的關 系在所述至少一個工藝參數(shù)的數(shù)值等于所述設定值時通過W下公式確定：
[0019]
[0020] 其中，Qo等于最大氣體流量，fo等于流動發(fā)生器在最大氣體流量Qo時的運行速度， 且a和b是常數(shù)，所述常數(shù)依賴于處理設備的先決條件。
[0021] 根據(jù)可替代的實施例，流動發(fā)生器的運行速度f借助于具有預定的成對的系數(shù)Cl 和diW及基于由通氣裝置所提供的氣流Q的表使用W下關系來確定：
[0022] 當 Ci-i<Q/Qo<Ci 時，f/fo = di
[0023] 假定 Ci<l 且 Ci>Ci-i
[0024] 其中，Qo等于最大氣體流量，時等于流動發(fā)生器在最大氣體流量舶時的運行速度，i 是正整數(shù)，且Cl和di是系數(shù)，所述系數(shù)基于處理設備的先決條件。
[0025] 根據(jù)優(yōu)選實施例，所述至少一個工藝參數(shù)由液體中的溶氧水平構(gòu)成。
[0026] 根據(jù)優(yōu)選實施例，流動發(fā)生器的運行速度f應當始終高于預定的最低允許運行速 度fmin，例如用于保持生物物質(zhì)在液體中懸浮W及用于維持液體沿著循環(huán)通道流動。
[0027] 本發(fā)明的其它優(yōu)點和特征根據(jù)其它從屬權(quán)利要求W及根據(jù)優(yōu)選實施例的W下詳 細描述將變得很明顯。
【附圖說明】
[0028] 根據(jù)優(yōu)選實施例的W下的詳細描述參考附圖將更全面的理解本發(fā)明的W上提及 的特征、其它特征W及優(yōu)點，在附圖中：
[0029] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的方法控制的本發(fā)明的處理設備的示意圖；W及
[0030] 圖2是根據(jù)可替代的實施例的處理設備示意圖。
【具體實施方式】
[0031] 開始參考圖1。本發(fā)明設及一種可適于處理包含生物物質(zhì)的液體、例如廢水的處理 設備(一般由附圖標記1來示出）。
[0032] 處理設備1包括適于容置待處理的液體的環(huán)狀循環(huán)通道2或者跑道形軌道。在所公 開的實施例中，循環(huán)通道2由具有圓形端部并且包括對中設置的縱向間隔器3a的長圓形盆 構(gòu)成，循環(huán)通道2形成有兩個平行的筆直通道段，所述兩個平行的筆直通道段借助于兩個改 變方向/半圓形通道段相互連接。改變方向通道段在所公開的實施例中包括引導壁3b，所述 引導壁有助于改變液體流的方向。應該指出的是，循環(huán)通道可具有任何其它可能的形狀、例 如環(huán)形形狀或者蛇形形狀，并且因此循環(huán)通道可分別包括若干個筆直通道段和改變方向通 道段，或者可具有正圓形/楠圓形的軌道形狀。
[0033] 循環(huán)通道2適于容置達到預定填充高度/液位的液體/廢水，即使因此在操作期間 的實際液位在不影響本發(fā)明的情況下可能低于W及高于所述填充高度。在本發(fā)明的處理設 備1中連續(xù)地或間歇地凈化廢水，并且通過使廢水容積達到所述預定填充高度獲得處理設 備1的最佳使用。典型的填充高度是大約3至8米。在連續(xù)處理期間，液體被連續(xù)供應至循環(huán) 通道2,同時液體從循環(huán)通道2中被連續(xù)地排出。在連續(xù)處理期間的輸入和輸出是循環(huán)流量 的一小部分、通常是循環(huán)流量的大約1/30至1/20。循環(huán)通道2布置成具有預定流動方向（借 助于箭頭4示意性地示出），液體將沿著所述預定流動方向流動。
[0034] 另外，本發(fā)明的處理設備1包括適于將含氧的氣流Q提供到液體中的通氣裝置(一 般由附圖標記5來示出）。通氣裝置5優(yōu)選地包括至少一個通氣區(qū)段6,所述至少一個通氣區(qū) 段布置在循環(huán)通道2的通氣區(qū)域中。循環(huán)通道2的不包括通氣區(qū)段那些部分是所謂的非通氣 區(qū)域。通氣區(qū)段6在所公開的實施例中布置在筆直通道段的中間，然而也可能在其它位置、 例如優(yōu)選地在筆直通道段的起始位置、或者沿著筆直通道段的整個長度上和/或在改變方 向通道段中。
[0035] 所述至少一個通氣區(qū)段6優(yōu)選地布置在循環(huán)通道2的底部并且適于將氣流Q從通氣 裝置5提供到液體，從而將氧氣（〇2)從氣體傳送至廢水/液體。氣流Q由含氧氣體（例如空 氣）、其它含氧氣體混合物或者純氧構(gòu)成。通氣區(qū)段6例如由共同覆蓋了循環(huán)通道2的整個寬 度或者大部分寬度的大量的擴散器或者通氣器構(gòu)件7、優(yōu)選地所謂的微泡通氣器構(gòu)成。沿著 循環(huán)通道2的通氣區(qū)段6的長度通常占循環(huán)通道2的總長度的大約5%至25%，然而，通氣區(qū) 段6的長度可構(gòu)成為循環(huán)通道2的總長度的多達50%或者更多。優(yōu)選地通氣裝置5包括兩個 或者更多個通氣區(qū)段6,通氣區(qū)段優(yōu)選地沿著循環(huán)通道2相互等間距地布置，參見圖2。
[0036] 通氣裝置5另外包括至少一個鼓風機8,所述至少一個鼓風機通過管路系統(tǒng)則尋氣 體提供至通氣區(qū)段6。處理設備1可包括一組鼓風機8,所述一組鼓風機一起用于管路系統(tǒng)， 管路系統(tǒng)依序延伸至一個或更多個循環(huán)通道2的一個或更多個通氣區(qū)段。在該具有若干個 鼓風機和若干個通氣區(qū)段的裝置中，供應至每一個通氣區(qū)段6的氣體借助于閥和/或鼓風機 的運行速度/巧m的調(diào)整來控制。
[0037] 另外，本發(fā)明的處理設備1包括布置在循環(huán)通道2中的至少一個流動發(fā)生器10,此 處，流動發(fā)生器的位置限定在所述至少一個通氣區(qū)段6的上游。流動發(fā)生器10適于產(chǎn)生沿著 所述循環(huán)通道2流動的液體流，并且可由一個或更多個可沉入水下的攬拌器構(gòu)成，所述可沉 入水下的攬拌器是通常所謂的慢運行攬拌器，所述慢運行攬拌器具有W小于10化pm范圍 內(nèi)、通常在20至50巧m范圍內(nèi)的巧m旋轉(zhuǎn)的螺旋獎。其它合適的流動發(fā)生器是累送攬拌器、例 如軸流累，或者所謂的魚尾攬拌器等。優(yōu)選地，處理設備1包括在兩個或更多個位置處的流 動發(fā)生器10,所述流動發(fā)生器優(yōu)選地沿著循環(huán)通道2相互等間距地布置，參見圖2。優(yōu)選地， 當在流動方向4上觀察時，在通氣區(qū)段6和流動發(fā)生器10之間的距離至少和流動發(fā)生器10和 通氣區(qū)段6之間的距離一樣，W使通氣區(qū)段6的操作不受流動發(fā)生器10的操作的負面影響。 在最佳的實施例中，均勻且一致的液體流到達通氣區(qū)段6并且到達流動發(fā)生器10的液體流 中沒有氣泡和氣體流動誘導流。流動發(fā)生器10將優(yōu)選地位于距循環(huán)通道2的改變方向通道 段一定距離處，W使不會從循環(huán)通道2的壁上產(chǎn)生逆著流動發(fā)生器10作用并且對液體流的 產(chǎn)生具有副作用的反作用力。
[0038] 通氣裝置5的形式（即通氣構(gòu)件7的類型、通氣區(qū)段6的長度和寬度、管路等）W及通 氣區(qū)段6的位置在很大程度上影響了液體流，并因此影響了氧傳送能力。另外，優(yōu)選的是，通 氣區(qū)段6不設置成靠近循環(huán)通道2的出口，從而防止氣泡或者大量溶解的氧氣在處理設備1 中被攜帶至的下一個工藝步驟。
[0039] 對于本發(fā)明重要的是，用于控制處理設備1的方法包括W下步驟:借助于通氣裝置 5將氣流Q提供到液體中，W運行速度f操作流動發(fā)生器10 W產(chǎn)生沿著循環(huán)通道2的具有流速 V的液體流，在循環(huán)通道2中的至少一個位置處測量至少一個工藝參數(shù)，該工藝參數(shù)直接或 間接地提供到在處理設備1中的液體的氧傳送速率的指示，將所述至少一個工藝參數(shù)的測 量值與設定值進行比較，當確定了所述工藝參數(shù)的測量值和設定值之間的差值時，調(diào)整到 在處理設備1中的液體的氧傳送速率，處理設備1的氧傳送速率通過調(diào)整由通氣裝置5提供 的氣流QW及調(diào)整流動發(fā)生器10的運行速度fW及因此調(diào)整液體流的流速V來調(diào)整，從而朝 著所述設定值引導所述至少一個工藝參數(shù)的數(shù)值。
[0040] 處理設備還包括控制單元11，所述控制單元適于朝著設定值控制工藝參數(shù)并因此 控制到液體的氧傳送速率?？刂茊卧?1可操作地連接至通氣裝置5和流動發(fā)生器10。
[0041] 優(yōu)選地，流動發(fā)生器10的運行速度f應當始終高于預定的最低允許運行速度fmin。 在運行速度低于最低允許運行速度fmin時，具有液體流不夠均勻而固體物質(zhì)將沉積在循環(huán) 通道2的底部的風險，同時對于具體的處理設備1的要到達的所要求的工藝結(jié)果而言具有液 體流的流速V太低的風險。另外，優(yōu)選的是，流動發(fā)生器10的運行速度f始終低于預定的最高 允許速度fmax，W使流動發(fā)生器10沒有過載的風險。
[0042] 優(yōu)選地，所述方法還包括W下步驟:測量用于將所述氣流Q提供到液體的通氣裝置 5的功耗PCa，測量W所述運行速度f運行的流動發(fā)生器10的功耗PCm，W及調(diào)整由通氣裝置5 提供的氣流Q和流動發(fā)生器10的運行速度f，W便使通氣裝置5的功耗PCa和流動發(fā)生器10的 功耗PCm之和最小，同時，將所述至少一個工藝參數(shù)的數(shù)值朝著設定值引導并因此改變了到 液體的氧傳送速率。
[0043] 為了調(diào)整由通氣裝置5提供的氣流Q，鼓風機8的運行速度/rpm可優(yōu)選地被改變，可 替換地，允許借助于布置在管路系統(tǒng)9中的閥（未示出）來改變從鼓風機8傳送到通氣區(qū)段6 的氣體量。
[0044] 重要的是，已直接地或者間接地測量的所述至少一個工藝參數(shù)是/提供到液體的 氧傳送速率和/或液體中的溶氧水平的指示，并因此是/提供了氧傳送速率是否需要增大或 者降低的指示。根據(jù)大多數(shù)優(yōu)選的實施例，溶氧水平被直接測量，并且在可替代的實施例 中，溶氧水平例如通過測量顯示了是否需要增大/降低氧傳送速率的工藝的氧化還原電位 或者判斷顯示了是否需要增大/降低氧傳送速率的工藝的條件/狀態(tài)來間接地測量。在液體 中溶氧水平太低時考慮增大氧傳送速率，并且在液體中的溶氧水平過高時考慮降低氧傳送 速率。應當意識到，若干個工藝參數(shù)能夠被測量并分別朝著相應的設定值引導，運些工藝參 數(shù)共同地或者分別地、直接地或者間接地是/提供到液體的氧傳送速率和/或液體中的溶氧 水平的指示。例如應當指出運樣的系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，總的直接消耗代替所有被傳送的氧， 即，含氧量不能夠被測量/大約是零含氧量，盡管存在大量的氧氣傳送到液體的運樣的事 實。在運樣的情況下，溶氧水平不能直接地測量，但是必須進行工藝的判斷，W確定是否需 要調(diào)整氧傳送速率。
[0045] 為了測量/確定液體中的溶氧水平，處理設備1優(yōu)選地包括設置在循環(huán)通道2中的 預定位置處的氧傳感器12。如果沒有標出其它位置，氧傳感器的位置的描述對于其它工藝 參數(shù)的傳感器也是有效的。氧傳感器12可操作地連接至控制單元11。當沿著循環(huán)通道2在流 動方向4上觀察時，氧傳感器12優(yōu)選地設置成與通氣區(qū)段6的末端連接，可替換地在通氣區(qū) 段6的直接下游區(qū)域中。氧傳感器12的其它可能的位置在所述通氣區(qū)段6的正上方的某處。 例如氧傳感器可設置在通氣區(qū)段的直接上游的區(qū)域中，W從液體中的溶氧水平最低的位置 中獲得信息。另外若干個氧傳感器能夠在通氣區(qū)段6下游W更大的距離布置，W獲得有關沿 流動方向4在液體中連續(xù)分解有機材料的工藝的信息。
[0046] 每個處理設備1具有它自身的先決條件/必要條件、例如待處理進來的液體的狀態(tài) 和含量、離開循環(huán)通道的液體所要求的狀態(tài)等，并且因此具有例如溶氧水平的不同項W及 溶氧水平沿著循環(huán)通道2的分布。在一些工藝中，人們希望所有或者幾乎所有的氧氣在液體 到達下一個通氣區(qū)段之前應當被消耗掉，并且在一些工藝中，人們希望在整個液體容積中 具有相對高的溶氧水平。典型的與通氣區(qū)段6的末端有關的溶氧水平的數(shù)值是每升液體1至 3mg的氧氣(〇2)，然而，對于一些設備而言，含氧量可總計每升液體6mg氧氣。通常來說，人們 希望具有非通氣區(qū)域，在所述非通氣區(qū)域中，溶氧水平為每升液體0.5mg氧氣，W便在所述 處理中將進行其它工藝。
[0047] 沿著循環(huán)通道能夠簡要地描述的是，溶氧水平由于提供了氧氣而在通氣區(qū)域中在 通氣區(qū)段上方增大，并且溶氧水平由于氧氣的消耗而在非通氣區(qū)域降低。在給定一定量的 有機材料的情況下，沿著循環(huán)通道的流速影響了溶氧水平在非通氣區(qū)域中降低的速率W及 影響了溶氧水平在通氣區(qū)域中增大的速率。在通氣區(qū)段上方的區(qū)域中的更高的流速使氣泡 更小并且因此使氣體和液體之間的接觸面積增大，運提高了氧傳送速率化g氧氣/每小時）， 并且另外產(chǎn)生更嚴重的端流，該更嚴重的端流也提高了氧傳送速率。更高的流速也使氣泡 在液體中的停留時間增加，運提高了氧傳送速率。
[004引與通氣區(qū)段6的末端有關的溶氧水平最高，并且溶氧水平在通氣區(qū)段6的直接上游 區(qū)域中最低。液體中的溶氧水平的預定的（或者工藝決定的）設定值的數(shù)值(運對于其它工 藝參數(shù)也是有效的）因此取決于在循環(huán)通道中哪個位置處進行測量。另外，設定值可隨著時 間、例如根據(jù)進入液體的改變的狀態(tài)和含量、輸出液體的改變的所要求的狀態(tài)等來調(diào)整。設 定值可手動或者自動地設置/調(diào)整。
[0049] 此外，處理設備1可包括其它的傳感器/探頭，所述其它的傳感器/探頭與氧傳感器 12-起或者代替氧傳感器12實現(xiàn)/顯示氧傳送速率是否必須增大或者降低，W使液體中的 溶氧水平和/或另一工藝參數(shù)保持正確的數(shù)值。例如可使用未公開的錠傳感器，所述錠傳感 器的數(shù)值顯示了液體中的氧消耗率，因此，控制單元11基于錠傳感器的數(shù)值調(diào)整液體中的 溶氧水平的設定值，并且對于工藝參數(shù)而言，液體中的溶氧水平的設定值依序與液體中的 溶氧水平或者另一工藝參數(shù)的測量值一起確定通氣裝置5的氣流Q和/或流動發(fā)生器10的運 行速度f是否應當調(diào)整。又一替代方案是運樣一種系統(tǒng)(所謂的"廢氣"表），該系統(tǒng)測量離開 液體的氣體中的含氧量，并將其與提供到液體的氣體中的含氧量相比較。隨著時間延長的 "廢氣"測量提供了處理設備的氧傳送速率的直接測量。"廢氣"測量也具有在液體中不設置 傳感器并因此不會被液體影響/破壞的優(yōu)點。鼓風機的調(diào)整也可包括0N/0FF控制。
[0050] 處理設備1優(yōu)選地包括用于測量液體流的流速V的至少一個速度傳感器13。速度傳 感器13可操作地連接至控制單元11。速度傳感器13根據(jù)一個實施例在循環(huán)通道2中在液體 中在水下設置，并且優(yōu)選地速度傳感器13應當設置在循環(huán)通道2中的位置處，在所述位置 處，液體流無來自通氣區(qū)段6的氣泡，因為氣泡會影響/干擾速度傳感器13,使得它存在給出 有關錯誤的流速數(shù)值的風險。在可替代的實施例中，速度傳感器設置在液體上方并且使用 非接觸測量方式來測量液體流的流速，從而不存在速度傳感器13被液體中的固體物質(zhì)破 壞/干擾的風險。
[0051] 速度傳感器可優(yōu)選地設置循環(huán)通道2中具有最大發(fā)展流動的位置處。換言之，在循 環(huán)通道2中的一位置處，在該位置處，裝置、通氣區(qū)段6、流動發(fā)生器10等不會影響液體流的 流動分布。在流動發(fā)生器10的下游和在通氣區(qū)段6處，液體流是不穩(wěn)定且為端流，在運些位 置處測量流速具有給出錯誤的流速數(shù)值的風險。因此，速度傳感器13應當優(yōu)選地設置在流 動發(fā)生器10上游的循環(huán)通道2的筆直通道段處，最優(yōu)選在流動發(fā)生器10的直接上游區(qū)域中。 對于具體的處理設備1而言，流速應當保持在規(guī)定的區(qū)間內(nèi)，該區(qū)間應當確保液體流足夠均 勻并確保達到處理工藝的要求。
[0052] 流動發(fā)生器10的運行速度f和由通氣裝置5提供的氣流Q之間的關系在所述至少一 個工藝參數(shù)的數(shù)值等于設定值時，優(yōu)選地通過W下兩種方法中的任一種來確定。
[0053] 根據(jù)第一種方法，關系通過W下公式確定：
[0化4]
[0055] 其中，Qo等于最大氣體流量，時等于流動發(fā)生器5在最大氣體流量舶時的運行速度， 且a和b是常數(shù)，該常數(shù)依賴于處理設備1的先決條件，例如一個或更多個循環(huán)通道2的設計、 循環(huán)通道2中的預期填充高度/液位、通氣裝置5的設計W及它在循環(huán)通道2中的位置、流動 發(fā)生器10的容量W及它在循環(huán)通道2中的位置、通氣裝置5的效率、流動發(fā)生器10的效率、液 體中的溶氧水平的所要求的范圍等。
[0056] 在具體的處理設備1的初始調(diào)諧期間，常數(shù)a和b的數(shù)值通常是確定的，但也不是必 須的?？商鎿Q地，常數(shù)a和b在處理設備1根據(jù)本發(fā)明的方法操作之前可通過數(shù)值模擬來確 定。
[0057] 實際上，很多運行W流動發(fā)生器10的不同運行速度f進行，因此獲得來自通氣裝置 5的相應的氣流Q。對于具體的處理設備1而言，常數(shù)a和b能夠從許多組f和Q中確定。
[005引根據(jù)另一方法，基于預定的數(shù)值表來確定所述關系。更精確地，流動發(fā)生器10的運 行速度f借助于具有預定的成對系數(shù)Cl和diW及基于由通氣裝置5提供的氣流Q的表來確定， 良P，對于每一個Q/Qo的數(shù)值而言，存在預定的f/fo的數(shù)值。當[Ci-i<Q/Qo<Ci]時，接著[fVfo = di]，假定陽<。且陽>心1]，其中i = l，2,3…，Qo等于最大氣體流量，時等于流動發(fā)生器 5在最大氣體流量舶時的運行速度，且Cl和di是依賴于處理設備1的先決條件的系數(shù)。
[0059] 在具體的處理設備1的初始調(diào)諧期間，Cl和di的數(shù)值通常是確定的，但也不是必須 的?？商鎿Q地，Cl和di在處理設備1根據(jù)本發(fā)明的方法操作之前可通過數(shù)值模擬來確定。
[0060] Cl和di依賴于處理設備1的先決條件，例如一個或更多個循環(huán)通道2的設計、循環(huán)通 道2中的預期填充高度/液位、通氣裝置5的設計W及它在循環(huán)通道2中的位置、流動發(fā)生器 10的容量W及它在循環(huán)通道2中的位置、通氣裝置5的效率、流動發(fā)生器10的效率、液體中的 溶氧水平的所要求的范圍等。
[0061] 應當指出的是，在不影響本發(fā)明的情況下能夠W完全等同的可替換方式將流動發(fā) 生器10的運行速度表述成流動發(fā)生器10的運行rpm或者操作電頻率。如果沒有其它表述的 話，在整個文件中都堅持該表述。
[0062] 現(xiàn)在參考圖2。在運個實施例中，處理設備1包括兩組通氣區(qū)段6和至少一個流動發(fā) 生器10，其中，兩組中的每一個均設置一個筆直通道段中。另外，處理設備包括兩個氧傳感 器12或者其它的工藝參數(shù)傳感器，在每個通氣區(qū)段6處具有一個傳感器。處理設備1包括速 度傳感器13。然而，可能的是，處理設備1包括一個或更多個速度傳感器13和一個或更多個 氧傳感器12?？刂茊卧?1可操作地連接至每個氧傳感器12、每個速度傳感器13、每個流動發(fā) 生器10和通氣裝置5。通氣區(qū)段6可適于提供相互不同的氣流。也應當指出的是，將在圖1和 圖2中所公開的實施例組合起來也是可能的，其中，通氣區(qū)段6和流動發(fā)生器10設置在同一 筆直通道段中。
[0063] 本發(fā)明的可行的修改
[0064] 本發(fā)明不只限于W上所描述的和在附圖中所示的實施例，上述實施例主要為了說 明和舉例的目的。該專利申請旨在涵蓋此處所描述的優(yōu)選實施例的所有的調(diào)整和變型，因 此，本發(fā)明由所附的權(quán)利要求的措辭來限定，并且因此，設備能夠在所附的權(quán)利要求范圍內(nèi) W各種方式來改進。
[0065] 也應當指出的是，關于/設及例如上方、下方、上部、下部等術(shù)語的所有信息應當結(jié) 合根據(jù)附圖所定向的設備、結(jié)合所定向的附圖來解釋/閱讀，使得參考文獻能夠被正確地閱 讀。因此，該術(shù)語僅指示在所示實施例中的相互關系，如果本發(fā)明的設備具有另一結(jié)構(gòu)/設 計，該關系可能會改變。
[0066] 還應當指出的是，即使未明確說明來自一個具體實施例的特征可與來自另一個實 施例的特征相結(jié)合，如果結(jié)合是可能的話，該結(jié)合應當被認為是明顯的。
【主權(quán)項】
1. 一種用于控制可適于處理液體、例如廢水的處理設備的方法，所述處理設備（1)包 括： 適于容置液體的循環(huán)通道(2); 適于將含氧的氣流Q供給到所述液體的通氣裝置(5);以及 布置在所述循環(huán)通道（2)中并且適于產(chǎn)生沿著所述循環(huán)通道（2)的液體流的至少一個 流動發(fā)生器(10); 所述方法的特征在于以下步驟： 借助所述通氣裝置(5)將氣流Q提供至所述液體； 以運行速度f操作所述流動發(fā)生器（10)以產(chǎn)生沿著所述循環(huán)通道(2)的具有流速v的液 體流； 在所述循環(huán)通道（2)中的至少一個位置處測量至少一個工藝參數(shù)，所述工藝參數(shù)直接 或間接地提供到所述處理設備(1)中的所述液體的氧傳送速率的指示； 將所述至少一個工藝參數(shù)的測量值與設定值進行比較； 在確定了所述工藝參數(shù)的測量值和所述設定值之間的差值時，調(diào)整到所述處理設備 (1)中的液體的氧傳送速率，所述處理設備（1)的氧傳送速率通過調(diào)整由所述通氣裝置(5) 提供的所述氣流Q以及調(diào)整所述流動發(fā)生器（10)的運行速度f以及因此調(diào)整所述液體流的 流速v來調(diào)整，從而朝著所述設定值引導所述至少一個工藝參數(shù)的數(shù)值。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述方法包括以下步驟： 測量用于將所述氣流Q提供到所述液體的所述通氣裝置(5)的功耗PCa; 測量以所述運行速度f運行的所述流動發(fā)生器（10)的功耗PCm;以及 調(diào)整由所述通氣裝置（5)提供的所述氣流Q和所述流動發(fā)生器（10)的所述運行速度f， 以使所述通氣裝置(5)的功耗PCA和所述流動發(fā)生器(10)的功耗PCM之和最小，同時朝著所述 設定值引導所述至少一個工藝參數(shù)的數(shù)值。3. 根據(jù)權(quán)利要求1至2中任一項所述的方法，其中，所述流動發(fā)生器（10)的運行速度f和 由所述通氣裝置(5)提供的氣流Q之間的關系在所述至少一個工藝參數(shù)的數(shù)值等于所述設 定值時通過以下公式來確定：其中，Q〇等于最大氣體流量； f〇等于所述流動發(fā)生器(5)在最大氣體流量Q〇時的運行速度；以及 a和b是常數(shù)，所述常數(shù)依賴于所述處理設備（1)的先決條件，例如一個或更多個所述循 環(huán)通道(2)的設計、所述循環(huán)通道(2)中的預期填充高度/液位、所述通氣裝置(5)的設計以 及所述通氣裝置在所述循環(huán)通道(2)中的位置、所述流動發(fā)生器（10)的容量以及所述流動 發(fā)生器在所述循環(huán)通道(2)中的位置、所述通氣裝置(5)的效率、所述流動發(fā)生器（10)的效 率、所述液體中的溶氧水平的所要求的范圍等。4. 根據(jù)權(quán)利要求1至2中任一項所述的方法，其中，所述流動發(fā)生器（10)的運行速度f借 助于具有預定的成對的系數(shù)CdPcU以及基于由所述通氣裝置(5)提供的氣流Q的表使用以下 關系來確定： 當 Ci-i<Q/Qo<cdt，f/f() = di 假定Ci<l 且Ci>Ci-l 其中，Q〇等于最大氣體流量； f〇等于所述流動發(fā)生器(5)在最大氣體流量Q〇時的運行速度； i是正整數(shù)；以及 CdPcU是系數(shù)，所述系數(shù)依賴于所述處理設備（1)的先決條件，例如一個或更多個所述 循環(huán)通道(2)的設計、在所述循環(huán)通道(2)中的預期填充高度/液位、所述通氣裝置(5)的設 計以及所述通氣裝置在所述循環(huán)通道(2)中的位置、所述流動發(fā)生器（10)的容量以及所述 流動發(fā)生器在所述循環(huán)通道(2)中的位置、所述通氣裝置(5)的效率、所述流動發(fā)生器（10) 的效率、在所述液體中溶氧水平的所要求的范圍等。5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的方法，其中，所述至少一個工藝參數(shù)由所述液體 中的溶氧水平構(gòu)成。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述處理設備（1)包括用于測量所述液體中的溶 氧水平的傳感器(12)。7. 根據(jù)權(quán)利要求6的所述方法，其中，所述通氣裝置(5)包括布置在所述循環(huán)通道(2)中 的至少一個通氣區(qū)段(6)，當沿著所述循環(huán)通道(2)在所述液體流的流動方向（4)上觀察時， 氧傳感器(12)被設置成與所述通氣區(qū)段(6)的末端連接。8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的方法，其中，所述流動發(fā)生器（10)的運行速度f應 當始終高于預定的最低允許運行速度fmin。9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的方法，其中，所述流動發(fā)生器（10)的運行速度f應 當始終低于預定的最高允許運行速度frnx。10. 根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的方法，其中，所述通氣裝置(5)包括布置在所述 循環(huán)通道(2)中的至少一個通氣區(qū)段(6)。11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述通氣裝置(5)包括連接到所述通氣區(qū)段(6) 并且將加壓氣體提供到所述通氣區(qū)段(6)的至少一個鼓風機(8)。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述氣流Q通過調(diào)整所述鼓風機(8)的運行速度 來調(diào)整。13. 根據(jù)權(quán)利要求9至12中任一項所述的方法，其中，當沿著所述循環(huán)通道(2)在所述液 體流的流動方向（4)上觀察時，所述通氣區(qū)段(6)和所述流動發(fā)生器（10)之間的距離至少等 于所述流動發(fā)生器(10)和所述通氣區(qū)段(6)之間的距離。14. 根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項所述的方法，其中，所述處理設備（1)包括用于測量所 述液體流的流速v的傳感器(13)。15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，當在所述液體流的流動方向（4)上觀察時，速度 傳感器(13)設置在所述流動發(fā)生器(10)的上游。16. -種適于處理液體、例如廢水的處理設備，所述處理設備包括： 適于容置液體的循環(huán)通道(2); 適于將含氧的氣流Q供給至所述液體的通氣裝置(5); 布置在所述循環(huán)通道（2)中并且適于產(chǎn)生沿著所述循環(huán)通道（2)的液體流的至少一個 流動發(fā)生器(10);以及 控制單元(11)， 其特征在于，所述流動發(fā)生器（10)適于以可調(diào)整的運行速度f被驅(qū)動，以產(chǎn)生沿著所述 循環(huán)通道(2)的具有流速V的液體流，其中，所述處理設備（1)包括用于在所述循環(huán)通道(2) 中的至少一個位置處測量至少一個工藝參數(shù)的機構(gòu)，所述工藝參數(shù)直接或間接地提供到所 述處理設備（1)中的所述液體的氧傳送速率的指示，以及其中，所述控制單元（11)適于通過 調(diào)整由所述通氣裝置(5)提供的所述氣流Q以及調(diào)整所述流動發(fā)生器（10)的運行速度f以及 因此調(diào)整所述液體流的流速v來調(diào)整所述處理設備（1)的氧傳送速率，從而朝著設定值引導 所述至少一個工藝參數(shù)的數(shù)值。
【文檔編號】G06F19/00GK106068511SQ201580011476
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2015年2月24日 公開號201580011476.8, CN 106068511 A, CN 106068511A, CN 201580011476, CN-A-106068511, CN106068511 A, CN106068511A, CN201580011476, CN201580011476.8, PCT/2015/51372, PCT/IB/15/051372, PCT/IB/15/51372, PCT/IB/2015/051372, PCT/IB/2015/51372, PCT/IB15/051372, PCT/IB15/51372, PCT/IB15051372, PCT/IB1551372, PCT/IB2015/051372, PCT/IB2015/51372, PCT/IB2015051372, PCT/IB201551372
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