申请日2015.04.14
公开(公告)日2015.09.16
IPC分类号G05D27/02
摘要
本发明公开了一种连续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和进水流量，分别作为当前进水化学需氧量和当前进水流量;根据反映反应池中污水的进水化学需氧量和进水流量与达标风量之间关系的数据，获得对应当前进水化学需氧量和当前进水流量的达标风量作为当前达标风量;将反应池中鼓风机的运行频率调整为对应当前达标风量的当前达标频率进行曝气。本发明的方法及系统通过控制反应池中鼓风机以当前达标频率运行的方式，可将曝气风量控制为基本与在水力停留时间固定时，可将反应池中当前污水的化学需氧量刚好降至设定值所需的风量相当，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
1.一种连续性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;
获取反应池中当前污水的进水流量，作为当前进水流量;
根据反映反应池中污水的进水化学需氧量和反应池中污水的进水流量 与达标风量之间对应关系的数据，获得对应所述当前进水化学需氧量和所 述当前进水流量的达标风量作为当前达标风量，其中所述达标风量为在水 力停留时间为固定时间时，使反应池中污水的化学需氧量降低至设定值需 要的风量;
根据所述当前达标风量计算反应池中鼓风机需要的运行频率，作为当 前达标频率;
将反应池中鼓风机的运行频率调整为所述当前达标频率进行曝气。
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 反应池中污水的进水化学需氧量和反应池中污水的进水流量与达标风量之 间对应关系的数据，获得对应所述当前进水化学需氧量和所述当前进水流 量的达标风量作为当前达标风量包括：
对反映反应池中污水的进水化学需氧量和反应池中污水的进水流量与 达标风量之间对应关系的数据进行数据拟合，得到反映反应池中污水的进 水化学需氧量和反应池中污水的进水流量与达标风量之间对应关系的函 数;
根据所述函数，获得对应所述当前进水化学需氧量和所述当前进水流 量的达标风量作为当前达标风量。
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：
在将反应池中鼓风机的运行频率调整为所述当前达标频率进行曝气的 时间达到所述固定时间时，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。
6.一种连续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;及用于获取反应池中当前污水的进水流量，作为当 前进水流量;
达标风量计算模块，用于根据反映反应池中污水的进水化学需氧量和 反应池中污水的进水流量与达标风量之间对应关系的数据，获得对应所述 当前进水化学需氧量和所述当前进水流量的达标风量作为当前达标风量， 其中所述达标风量为在水力停留时间为固定时间时，使反应池中污水的化 学需氧量降低至设定值需要的风量;
达标频率计算模块，用于根据所述当前达标风量计算反应池中鼓风机 需要的运行频率，作为当前达标频率;以及，
曝气执行模块，用于将反应池中鼓风机的运行频率调整为所述当前达 标频率进行曝气。
7.根据权利要求6所述的曝气控制系统，其特征在于，所述达标风量 计算模块还包括：
函数获得单元，用于对反映反应池中污水的进水化学需氧量和反应池 中污水的进水流量与达标风量之间对应关系的数据进行数据拟合，得到反 映反应池中污水的进水化学需氧量和反应池中污水的进水流量与达标风量 之间对应关系的函数;以及，
达标风量计算单元，用于根据所述函数，获得对应所述当前进水化学 需氧量和所述当前进水流量的达标风量作为当前达标风量。
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，用于在将反应池中鼓风机的运行频率调整为所述当前 达标频率进行曝气的时间达到所述固定时间时，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
一种连续性活性污泥法的曝气控制方法及系统
技术领域
本发明涉及连续式活性污泥法技术领域，尤其涉及连续式活性污泥法 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。在当前污水处理技术领域中，活性污泥法是应用最为广泛的技术 之一，已有近90年的历史，随着活性污泥法在实际生产上的广泛应用和技 术上的不断革新改进，其已逐渐成为生活污水、城市污水以及有机性工业 废水的主体处理技术。
活性污泥法是以活性污泥反应池，也称之为曝气池，作为核心处理设 备，原污水或者经过简单处理的污水进入反应池与活性污泥接触，反应池 中鼓风机向污水充氧，并使曝气池内污水、活性污泥处于剧烈搅拌的状态， 以使活性污泥与污水相互混合、充分接触，进而保证活性污泥反应得以正 常进行。连续式活性污泥法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，因此，连续式活性污泥法进行节能降耗的主要环节在于鼓风 机的调节与优化控制。
连续式活性污泥法是空间上的推流，污水不断流入、混合，已处理的 污水同时流出，进而无法直观确定污水在曝气池中的停留时间，因此，在 污水处理技术领域，通常以水力停留时间(Hydraulic Retention Time，HRT 衡量污水在反应池中的停留时间，HRT具体指待处理污水在反应池中的平 均停留时间，也就是污水与反应池中微生物作用的平均反应时间。对于连 续式活性污泥法，污水厂是以固定HRT运行，因此，在注入反应池中污水 的进水化学需氧量(Chemical Oxygen Demand，COD)(由于COD是浓度 单位，因此，COD也被称为COD浓度)一定时，鼓风机的运行频率越高， 风量越大，供氧效果越好，反应池中COD浓度降低的就越快;在进水COD 总量较高(进水COD总量与进水流量和进水COD成正比)时，为使反应 池中污水的出水COD浓度在固定时间内降低至设定值，需要的风量就较 大，此时需要加大鼓风机的运行频率，以完成达标排放;而在进水COD总 量相对较低时，为使反应池中污水的出水COD浓度降低至设定值需要的风 量就较小。因此，为了保证能将反应池内污水的COD浓度降低至该设定值， 目前通常是按照高的进水COD总量确定固定的鼓风机运行频率，该种控制 方法对于节能降耗显然是不利的。由此可见，如果能够合理地控制反应池 中鼓风机的运行频率，将可在保证反应池内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能够合理地控制反应池中鼓风机 机的运行频率，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：一种连续性活性污泥法 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;
获取反应池中当前污水的进水流量，作为当前进水流量;
根据反映反应池中污水的进水化学需氧量和反应池中污水的进水流量 与达标风量之间对应关系的数据，获得对应所述当前进水化学需氧量和所 述当前进水流量的达标风量作为当前达标风量，其中所述达标风量为在水 力停留时间为固定时间时，使反应池中污水的化学需氧量降低至设定值需 要的风量;
根据所述当前达标风量计算反应池中鼓风机需要的运行频率，作为当 前达标频率;
将反应池中鼓风机的运行频率调整为所述当前达标频率进行曝气。
优选的是，所述根据反映反应池中污水的进水化学需氧量和反应池中 污水的进水流量与达标风量之间对应关系的数据，获得对应所述当前进水 化学需氧量和所述当前进水流量的达标风量作为当前达标风量包括：
对反映反应池中污水的进水化学需氧量和反应池中污水的进水流量与 达标风量之间对应关系的数据进行数据拟合，得到反映反应池中污水的进 水化学需氧量和反应池中污水的进水流量与达标风量之间对应关系的函 数;
根据所述函数，获得对应所述当前进水化学需氧量和所述当前进水流 量的达标风量作为当前达标风量。
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：
在将反应池中鼓风机的运行频率调整为所述当前达标频率进行曝气的 时间达到所述固定时间时，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：一种连续式活性污泥 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;及用于获取反应池中当前污水的进水流量，作为当 前进水流量;
达标风量计算模块，用于根据反映反应池中污水的进水化学需氧量和 反应池中污水的进水流量与达标风量之间对应关系的数据，获得对应所述 当前进水化学需氧量和所述当前进水流量的达标风量作为当前达标风量， 其中所述达标风量为在水力停留时间为固定时间时，使反应池中污水的化 学需氧量降低至设定值需要的风量;
达标频率计算模块，用于根据所述当前达标风量计算反应池中鼓风机 需要的运行频率，作为当前达标频率;以及，
曝气执行模块，用于将反应池中鼓风机的运行频率调整为所述当前达 标频率进行曝气。
优选的是，所述达标风量计算模块还包括：
函数获得单元，用于对反映反应池中污水的进水化学需氧量和反应池 中污水的进水流量与达标风量之间对应关系的数据进行数据拟合，得到反 映反应池中污水的进水化学需氧量和反应池中污水的进水流量与达标风量 之间对应关系的函数;以及，
达标风量计算单元，用于根据所述函数，获得对应所述当前进水化学 需氧量和所述当前进水流量的达标风量作为当前达标风量。
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，用于在将反应池中鼓风机的运行频率调整为所述当前 达标频率进行曝气的时间达到所述固定时间时，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，本发明的连续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和进水流量与达标风量之间对 应关系的数据获得对应当前进水化学需氧量和当前进水流量的当前达标风 量，并控制反应池中鼓风机以计算得到的当前达标频率运行固定时间以得 到该当前达标风量的方式，可将曝气风量控制为基本与在反应池中鼓风机 以固定时间运行，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风量相当，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。