申请日2019.01.17
公开(公告)日2019.03.29
IPC分类号C02F3/12
摘要
本发明公开了一种污水处理的曝气精密控制系统及其控制方法，包括多个CAST池、鼓风机控制器、曝气总管、多个液位传感器、溶解氧检测传感器和主控制器;其中，上述每一根曝气总管的一端与鼓风机控制器的输出连接，每一根曝气总管的另一端连接有一根单池曝气主支管，每一根单池曝气主支管上伸入对应CAST池内的部分均连接有多根单池曝气分支管，在每一根曝气分支管上连接有多个单池曝气盘，在每一根曝气总管上连接有流量计，在每一根单池曝气主支管伸出CAST池的部分连接有单池曝气调节阀，在每一根单池曝气主支管伸出CAST池的部分连接有分支压力检测器，在所有曝气分支管之间连接有一个总压力检测器。本发明提高检测精度。
权利要求书
1.一种污水处理的曝气精密控制系统，包括一个以上的CAST池(1)，其特征在于还包括以下部件：
一个将大气压缩形成曝气气源的鼓风机控制器(2);
一根以上的曝气总管(3);
与CAST池(1)个数相同且分别放在对应每一个CAST池(1)内的液位传感器(4);
与CAST池(1)个数相同且分别放在对应每一个CAST池(1)内的溶解氧检测传感器(5);
一个用于对每一个CAST池(1)进行精密曝气控制的主控制器(6);
其中，上述每一根曝气总管(3)的一端与鼓风机控制器(2)的输出连接，每一根曝气总管(3)的另一端连接有一根部分伸入到对应一个CAST池(1)内的单池曝气主支管(7)，每一根单池曝气主支管(7)上伸入对应CAST池(1)内的部分均连接有一根以上的单池曝气分支管(8)，在每一根曝气分支管上连接有一个以上的单池曝气盘(9)，在每一根曝气总管(3)上连接有流量计(13)，在每一根单池曝气主支管(7)伸出CAST池(1)的部分连接有单池曝气调节阀(10)，在每一根单池曝气主支管(7)伸出CAST池(1)的部分相对于单池曝气调节阀(10)的后方连接有分支压力检测器(11)，在所有曝气分支管之间连接有一个总压力检测器(12)，且所述分支压力检测器(11)、总压力检测器(12)、单池曝气调节阀(10)、流量计(13)、液位传感器(4)和溶解氧检测传感器(5)均与主控制器(6)信号连接。
2.根据权利要求 1 所述的一种污水处理的曝气精密控制系统，其特征在于，所述单池曝气盘(9)位于CAST池(1)的液面以下并靠近池底。
3.根据权利要求 1或2所述的一种污水处理的曝气精密控制系统，其特征在于，所述单池曝气调节阀(10)为全开闭时间在90秒以上的慢速调节型调节阀。
4.根据权利要求 1或2所述的一种污水处理的曝气精密控制系统，其特征在于，所述鼓风机控制器(2)为可调整风量的远程控制型鼓风机。
5.根据权利要求 1或2所述的一种污水处理的曝气精密控制系统，其特征在于，在单池曝气调节阀(10)上连接有用于监测单池曝气盘(9)前端压力的在线监测仪表(14)，且所述的在线监测仪表(14)与鼓风机控制器(2)连接。
6.根据权利要求 3所述的一种污水处理的曝气精密控制系统，其特征在于，在单池曝气调节阀(10)上连接有用于监测单池曝气盘(9)前端压力的在线监测仪表(14)，且所述的在线监测仪表(14)与鼓风机控制器(2)连接。
7.根据权利要求4所述的一种污水处理的曝气精密控制系统，其特征在于，在单池曝气调节阀(10)上连接有用于监测单池曝气盘(9)前端压力的在线监测仪表(14)，且所述的在线监测仪表(14)与鼓风机控制器(2)连接。
8.一种污水处理的曝气精密控制系统的控制方法，其特征在于具体包括以下步骤：
预先设定各CAST池(1)的起曝Pdnset1值以及满曝压力Pdnset2值以及鼓风机安全工作的上下压力限值;
然后以一个星期为一个周期，在每一个周期的第一天均需要设定单池曝气调节阀(10)在本周期第一天曝气时的曝气初始开度大小;
然后通过主控制器(6)实时获取各CAST池(1)中单池曝气调节阀(10)后端安装的分支压力检测器(11)获取对应的各个池内的分支压力检测值Pn，同时通过主控制器(6)实时获取各CAST池(1)中的液位传感器(4)的数值作为对应CAST池(1)内的液位值Leveln，然后根据公式1-1计算出本池曝气盘的进出口压力差值：
Pdn= Pn -Leveln (1-1)
上述公式中n表示对应CAST池(1)的标号;
再根据进出口压力差值Pdn控制各池对应的单池曝气调节阀(10)的开度值Vn，然后将开度值Vn送入对应的单池曝气调节阀(10)中以此来控制单池曝气的实时强度，然后将Pdnset1
然后根据各池曝气阀开度值Vn以及总压力检测器(12)检测的空气总管压力值PZ来控制鼓风机系统出风量以及联动操作：当单池曝气阀开度值Vn接近满度并延迟到设定时间后，此时判断PZ是否达到安全上限，未达到安全上限则逐步慢速调节鼓风机以增大鼓风机出风压力值PZ;当单池曝气阀开度值Vn在减小的过程中，检测判断PZ是否已经接近达到安全上限，如果接近达到安全上限，则禁止曝气阀调节，并逐步调节鼓风机降低鼓风机出风压力值PZ，当安全上限压力与PZ差大于安全设定阈值时再恢复对曝气阀调节;当各池溶解氧均达到设定值并超过设置稳定时间时，再逐步慢速向下调整鼓风机出口压力值PZ，最终实现精确控制。
9.根据权利要求书8所述的一种污水处理的曝气精密控制系统的控制方法，其特征在于，在步骤2中需要预先设定本周期的曝气初始开度的方式是通过主控制器(6)实时获取上周期的所有曝气值，然后计算出上一周期的曝气阀平均开度值作为本周期的曝气初始开度，然后再根据CAST池(1)内的溶解氧DoIT后，通过使用PID或模糊控制来自动调节各池的单池曝气调节阀(10)的单次曝气量值作为初始曝气值的下一个曝气值。
10.根据权利要求书8所述的一种污水处理的曝气精密控制系统的控制方法，其特征在于，在步骤3中主控制器(6)对每一次的检测数据进行实时储存。
说明书
一种污水处理的曝气精密控制系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种精密控制的技术领域，尤其是一种污水处理的曝气精密控制系统及其控制方法。
背景技术
在污水处理中的曝气环节是CAST生物降解工艺(表示为周期循环活性污泥处理工艺)的主要环节，因此曝气控制的好坏直接影响CAST生物活性以及对污水的生物降解能力;而曝气系统气源供给设备的鼓风机是污水处理厂主要耗能设备，如果精细调控CAST生物降解工艺曝气，能实现节能降耗。而目前的CAST工艺由于采用多池体间歇曝气控制，导致曝气控制相对较为复杂，每组池体工艺状态不同，尤其是单气源多池体同时曝气，导致气量条件复杂，该不良控制容易导致鼓风机憋气喘振而损伤设备，故此为了针对单气源多池体系统，现有的控制方式多采用人工调控鼓风机风量或CAST池的曝气进气阀，导致调控及时性差，另外当CAST池数量较多时，容易出现喘振现象，导致多池间曝气容易发生不均匀分配等现象，致使部分池体曝气量不能完全满足，最终导致生物活性降低，因此需要改进。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种污水处理的曝气精密控制系统及其控制方法。本发明实现自动精确的曝气控制，提高调控及时性;另外也解决多池体各时段对氧气不同需求情况下如何确保鼓风机系统安全性;还解决克服多池体中各池体生物差异以及曝气设备差异的问题，最终确保多池体同时曝气均匀性;以保证精确控制CAST池的曝气量，最终实现系统节能降耗的优点。
为了实现上述目的，本发明所设计的一种污水处理的曝气精密控制系统，包括一个以上的CAST池，其还包括以下部件：
一个将大气压缩形成曝气气源的鼓风机控制器;
一根以上的曝气总管;
与CAST池个数相同且分别放在对应每一个CAST池内的液位传感器;
与CAST池个数相同且分别放在对应每一个CAST池内的溶解氧检测传感器;
一个用于对每一个CAST池进行精密曝气控制的主控制器;
其中，上述每一根曝气总管的一端与鼓风机控制器的输出连接，每一根曝气总管的另一端连接有一根部分伸入到对应一个CAST池内的单池曝气主支管，每一根单池曝气主支管上伸入对应CAST池内的部分均连接有一根以上的单池曝气分支管，在每一根曝气分支管上连接有一个以上的单池曝气盘，在每一根曝气总管上连接有流量计，在每一根单池曝气主支管伸出CAST池的部分连接有单池曝气调节阀，在每一根单池曝气主支管伸出CAST池的部分相对于单池曝气调节阀的后方连接有分支压力检测器，在所有曝气分支管之间连接有一个总压力检测器，且所述分支压力检测器、总压力检测器、单池曝气调节阀、流量计、液位传感器和溶解氧检测传感器均与主控制器信号连接。
进一步，为了提高曝气效果，所述单池曝气盘位于CAST池的液面以下并靠近池底。
进一步，为了方便调节，所述单池曝气调节阀为全开闭时间在秒以上的慢速调节型调节阀。
进一步为了便于操作，所述鼓风机控制器为可调整风量的远程控制型鼓风机。
进一步，提高数据实时监控效果，在单池曝气调节阀上连接有用于监测单池曝气盘前端压力的在线监测仪表，且所述的在线监测仪表与鼓风机控制器连接。
本发明还公开了一种污水处理的曝气精密控制系统的控制方法，其特征在于具体包括以下步骤：
A.预先设定各CAST池的起曝Pdnset值以及满曝压力Pdnset值以及鼓风机安全工作的上下压力限值;
B.然后以一个星期为一个周期，在每一个周期的第一天均需要设定单池曝气调节阀在本周期第一天曝气时的曝气初始开度大小;
C.然后通过主控制器实时获取各CAST池中单池曝气调节阀后端安装的分支压力检测器获取对应的各个池内的分支压力检测值Pn，同时通过主控制器实时获取各CAST池中的液位传感器的数值作为对应CAST池内的液位值Leveln，然后根据公式-计算出本池曝气盘的进出口压力差值：
Pdn= Pn -Leveln (1-1)
上述公式中n表示对应CAST池的标号;
D.再根据进出口压力差值Pdn控制各池对应的单池曝气调节阀的开度值Vn，然后将开度值Vn送入对应的单池曝气调节阀中以此来控制单池曝气的实时强度，然后将Pdnset
E.然后根据各池曝气阀开度值Vn以及总压力检测器检测的空气总管压力值PZ来控制鼓风机系统出风量以及联动操作：当单池曝气阀开度值Vn接近满度并延迟到设定时间后，此时判断PZ是否达到安全上限，未达到安全上限则逐步慢速调节鼓风机以增大鼓风机出风压力值PZ;当单池曝气阀开度值Vn在减小的过程中，检测判断PZ是否已经接近达到安全上限，如果接近达到安全上限，则禁止曝气阀调节，并逐步调节鼓风机降低鼓风机出风压力值PZ，当安全上限压力与PZ差大于安全设定阈值时再恢复对曝气阀调节;当各池溶解氧均达到设定值并超过设置稳定时间时，再逐步慢速向下调整鼓风机出口压力值PZ，最终实现精确控制。
进一步，为了提高监控的精度，在步骤中需要预先设定本周期的曝气初始开度的方式是通过主控制器实时获取上周期的所有曝气值，然后计算出上一周期的曝气阀平均开度值作为本周期的曝气初始开度，然后再根据CAST池内的溶解氧DoIT后，通过使用PID或模糊控制来自动调节各池的单池曝气调节阀的单次曝气量值作为初始曝气值的下一个曝气值。
进一步，为了便于后期查询数据，在步骤中主控制器对每一次的检测数据进行实时储存。
本发明得到的一种污水处理的曝气精密控制系统及其控制方法，实现自动精确的曝气控制，提高调控及时性;另外也解决多池体各时段对氧气不同需求情况下如何确保鼓风机系统安全性;还解决克服多池体中各池体生物差异以及曝气设备差异的问题，最终确保多池体同时曝气均匀性;以保证精确控制CAST池的曝气量，最终实现系统节能降耗的优点。