申请日2015.04.14
公开(公告)日2015.07.22
IPC分类号C02F3/30; C02F3/12
摘要
本发明公开了一种序批式活性污泥法的曝气控制方法，包括：获取反应池中当前污水的进水化学需氧量，作为当前进水化学需氧量;根据反映反应池中污水的进水化学需氧量与达标时间之间对应关系的数据，获得对应当前进水化学需氧量的达标时间作为当前达标时间;控制反应池中鼓风机以固定工频运行当前达标时间，进行曝气。本发明的方法及系统通过控制反应池中鼓风机以固定工频运行该当前达标时间的方式，可将曝气时间控制为基本与在反应池中鼓风机以固定工频运行，能够将反应池中当前污水的化学需氧量从当前进水化学需氧量刚好降至设定值的达标时间相当，这就有效地实现了以尽可能低的能耗达到污水处理指标的目的。
摘要附图
权利要求书
1.一种序批式活性污泥法的曝气控制方法，其特征在于，包括：
获取反应池中当前污水的进水化学需氧量，作为当前进水化学需氧量;
根据反映反应池中污水的进水化学需氧量与达标时间之间对应关系的 数据，获得对应所述当前进水化学需氧量的达标时间作为当前达标时间， 其中所述达标时间为反应池中鼓风机以固定工频运行时，使反应池中污水 的化学需氧量降低至设定值需要的运行时间;
控制反应池中鼓风机以所述固定工频运行所述当前达标时间，进行曝 气。
2.根据权利要求1所述的曝气控制方法，其特征在于，所述根据反映 污水的进水化学需氧量与达标时间之间对应关系的数据，获得对应所述当 前进水化学需氧量的达标时间作为当前达标时间包括：
对反映污水的进水化学需氧量与达标时间之间对应关系的数据进行数 据拟合，得到反映污水的进水化学需氧量与达标时间之间对应关系的函数;
根据所述函数，获得对应所述当前进水化学需氧量的达标时间作为当 前达标时间。
3.根据权利要求3所述的曝气控制方法，其特征在于，所述数据拟合 为最小二乘法拟合。
4.根据权利要求2或3所述的曝气控制方法，其特征在于，所述曝气 控制方法还包括：
在控制反应池中鼓风机以所述固定工频运行所述当前达标时间之后， 获取反应池中当前污水的出水化学需氧量，作为当前出水化学需氧量;
计算所述当前出水化学需氧量与所述设定值之间的相对误差;
利用所述相对误差对所述函数进行修正，得到修正后的函数;
将所述函数更新为所述修正后的函数。
5.根据权利要求4所述的曝气控制方法，其特征在于，所述利用所述 相对误差对所述函数进行修正，得到修正后的函数包括：
将所述相对误差加1，得到修正系数;
将所述函数乘以所述修正系数，得到修正后的函数。
6.一种序批式活性污泥法的曝气控制系统，其特征在于，包括：
参数获取模块，用于获取反应池中当前污水的进水化学需氧量，作为 当前进水化学需氧量;
达标时间计算模块，用于根据反映反应池中污水的进水化学需氧量与 达标时间之间对应关系的数据，获得对应所述当前进水化学需氧量的达标 时间作为当前达标时间，其中所述达标时间为反应池中鼓风机以固定工频 运行时，使反应池中污水的化学需氧量降低至设定值需要的运行时间;以 及，
曝气执行模块，用于控制反应池中鼓风机以所述固定工频运行所述当 前达标时间，进行曝气。
7.根据权利要求6所述的曝气控制系统，其特征在于，所述达标时间 计算模块还包括：
函数获得单元，用于对反映污水的进水化学需氧量与达标时间之间对 应关系的数据进行数据拟合，得到反映污水的进水化学需氧量与达标时间 之间对应关系的函数;以及，
达标时间计算单元，用于根据所述函数，获得对应所述当前进水化学 需氧量的达标时间作为当前达标时间。
8.根据权利要求7所述的曝气控制系统，其特征在于，所述数据拟合 为最小二乘法拟合。
9.根据权利要求7或8所述的曝气控制系统，其特征在于，所述曝气 控制系统还包括：
函数修正模块，用于在控制反应池中鼓风机以所述固定工频运行所述 当前达标时间之后，获取反应池中当前污水的出水化学需氧量，作为当前 出水化学需氧量;用于计算所述当前出水化学需氧量与所述设定值之间的 相对误差;及用于利用所述相对误差对所述函数进行修正，得到修正后的 函数;
函数更新模块，用于将所述函数更新为所述修正后的函数。
10.根据权利要求9所述的曝气控制系统，其特征在于，所述函数修 正模块具体用于将所述相对误差加1，得到修正系数;及具体用于将所述 函数乘以所述修正系数，得到修正后的函数。
说明书
一种序批式活性污泥法的曝气控制方法及系统
技术领域
本发明涉及序批式活性污泥法技术领域，尤其涉及序批式活性污泥法 的曝气控制方法及系统。
背景技术
城市污水处理厂是能源密集的行业之一，在保证出水水质达标的条件 下，优化污水厂运行状态，提高污水厂能源利用率，对于节能降耗具有重 要意义。序批式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process,SBR)是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术， SBR工艺是时间上的推流，有机污染物将随着时间的推移而被降解。SBR 工艺的一个处理周期包括进水、反应、沉淀、排水、待机五个工序，污水 注入反应池后与反应池中接种污泥接触，之后，控制鼓风机曝气充氧，同 时使活性污泥与污水互相混合、充分接触，以使活性污泥反应，进而使有 机物得以去除，然后经沉淀、排水、待机工序完成一个污水处理周期。SBR 工艺的绝大部分能耗集中于鼓风机进行曝气时产生的动力消耗，约占总能 耗的60～80%，因此，SBR工艺节能降耗的主要环节在于鼓风机的调节与 优化控制。
由于SBR工艺是时间意义上的推流，因此，在反应池中鼓风机以固定 工频运行时，注入反应池中污水的进水化学需氧量(Chemical Oxygen Demand，COD)(由于COD是浓度单位，因此，COD通常也被称为COD 浓度)越高，也即进水COD浓度越高，需要的达标时间越长，具体为：在 反应池中鼓风机以固定工频运行时，使反应池中污水的COD浓度从进水 COD浓度降低至设定值所需要的鼓风机运行时间，该鼓风机运行时间也即 曝气时间，因此，为了保证能将反应池中污水的COD浓度降低至该设定值， 目前通常是按照高的进水COD浓度确定固定的达标时间，该种控制方法对 于节能降耗显然是不利的，而且该种能耗的增加还无法带来至少与之相当 的有益效果，这体现在：反应池中有机污染物浓度、微生物增殖速度与耗 氧速度等各项参数，都是随时间而逐渐减低的，因此，在一个污水处理周 期中，反应池中污水的COD浓度在反应开始阶段降低最快，此后降低速度 逐渐变慢，甚至基本不变，主要是因为反应开始时有机物含量较高，活性 污泥中微生物可以利用足够的营养物质进行新陈代谢，活性污泥里的微生 物处于对数增长期，有机物能以最大速率被去除，但随者时间的推移，当 曝气反应池中营养物质消耗殆尽，微生物即进入内源呼吸阶段，代谢其自 身细胞物质，污水中COD浓度降低变慢，甚至不变，这说明，在反应池中 污水的COD浓度降低至设定值时，即使继续控制器鼓风机曝气，COD浓 度也不会得到明显降低。由此可见，如果能够合理地控制反应池中鼓风机 的运行时间，即曝气时间，将可在保证反应池中污水的COD浓度降低至设 定值的前提下，实现节能降耗的目的。
发明内容
本发明的实施例的目的在于提供一种对于序批式活性污泥法，能够合 理地控制曝气时间，以通过尽可能低的能量消耗使反应池中污水的COD浓 度降低至设定值的曝气控制方法及系统。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种序批式活性污泥法 的曝气控制方法，包括：
获取反应池中当前污水的进水化学需氧量，作为当前进水化学需氧量;
根据反映反应池中污水的进水化学需氧量与达标时间之间对应关系的 数据，获得对应所述当前进水化学需氧量的达标时间作为当前达标时间， 其中所述达标时间为反应池中鼓风机以固定工频运行时，使反应池中污水 的化学需氧量降低至设定值需要的运行时间;
控制反应池中鼓风机以所述固定工频运行所述当前达标时间，进行曝 气。
优选的是，所述根据反映污水的进水化学需氧量与达标时间之间对应 关系的数据，获得对应所述当前进水化学需氧量的达标时间作为当前达标 时间包括：
对反映污水的进水化学需氧量与达标时间之间对应关系的数据进行数 据拟合，得到反映污水的进水化学需氧量与达标时间之间对应关系的函数;
根据所述函数，获得对应所述当前进水化学需氧量的达标时间作为当 前达标时间。
优选的是，所述数据拟合为最小二乘法拟合。
优选的是，所述曝气控制方法还包括：
在控制反应池中鼓风机以所述固定工频运行所述当前达标时间之后， 获取反应池中当前污水的出水化学需氧量，作为当前出水化学需氧量;
计算所述当前出水化学需氧量与所述设定值之间的相对误差;
利用所述相对误差对所述函数进行修正，得到修正后的函数;
将所述函数更新为所述修正后的函数。
优选的是，所述利用所述相对误差对所述函数进行修正，得到修正后 的函数包括：
将所述相对误差加1，得到修正系数;
将所述函数乘以所述修正系数，得到修正后的函数。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种序批式活性污泥 法的曝气控制系统，包括：
参数获取模块，用于获取反应池中当前污水的进水化学需氧量，作为 当前进水化学需氧量;
达标时间计算模块，用于根据反映反应池中污水的进水化学需氧量与 达标时间之间对应关系的数据，获得对应所述当前进水化学需氧量的达标 时间作为当前达标时间，其中所述达标时间为反应池中鼓风机以固定工频 运行时，使反应池中污水的化学需氧量降低至设定值需要的运行时间;以 及，
曝气执行模块，用于控制反应池中鼓风机以所述固定工频运行所述当 前达标时间，进行曝气。
优选的是，所述达标时间计算模块还包括：
函数获得单元，用于对反映污水的进水化学需氧量与达标时间之间对 应关系的数据进行数据拟合，得到反映污水的进水化学需氧量与达标时间 之间对应关系的函数;以及，
达标时间计算单元，用于根据所述函数，获得对应所述当前进水化学 需氧量的达标时间作为当前达标时间。
优选的是，所述数据拟合为最小二乘法拟合。
优选的是，所述曝气控制系统还包括：
函数修正模块，用于在控制反应池中鼓风机以所述固定工频运行所述 当前达标时间之后，获取反应池中当前污水的出水化学需氧量，作为当前 出水化学需氧量;用于计算所述当前出水化学需氧量与所述设定值之间的 相对误差;及用于利用所述相对误差对所述函数进行修正，得到修正后的 函数;
函数更新模块，用于将所述函数更新为所述修正后的函数。
优选的是，所述函数修正模块具体用于将所述相对误差加1，得到修 正系数;及具体用于将所述函数乘以所述修正系数，得到修正后的函数。
本发明的有益效果在于，本发明的序批式活性污泥法的曝气控制方法 及系统通过利用反映污水的进水化学需氧量与达标时间之间对应关系的数 据获得对应当前进水化学需氧量的当前达标时间，并控制反应池中鼓风机 以固定工频运行该当前达标时间的方式，可将曝气时间控制为基本与在反 应池中鼓风机以固定工频运行，能够将反应池中当前污水的化学需氧量从 当前进水化学需氧量刚好降至设定值的达标时间相当，这就有效地实现了 以尽可能低的能耗达到污水处理指标的目的