一種序批式活性污泥法的曝氣控制方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及序批式活性污泥法技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及序批式活性污泥法的曝氣控制方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]城市污水處理廠是能源密集的行業(yè)之一，在保證出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)的條件下，優(yōu)化污水廠運(yùn)行狀態(tài)，提高污水廠能源利用率，對于節(jié)能降耗具有重要意義。序批式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process, SBR)是一種按間歇曝氣方式來運(yùn)行的活性污泥污水處理技術(shù)，SBR工藝是時(shí)間上的推流，有機(jī)污染物將隨著時(shí)間的推移而被降解。SBR工藝的一個(gè)處理周期包括進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水、待機(jī)五個(gè)工序，污水注入反應(yīng)池后與反應(yīng)池中接種污泥接觸，之后，控制鼓風(fēng)機(jī)曝氣充氧，同時(shí)使活性污泥與污水互相混合、充分接觸，以使活性污泥反應(yīng)，進(jìn)而使有機(jī)物得以去除，然后經(jīng)沉淀、排水、待機(jī)工序完成一個(gè)污水處理周期。SBR工藝的絕大部分能耗集中于鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行曝氣時(shí)產(chǎn)生的動(dòng)力消耗，約占總能耗的60?80%，因此，SBR工藝節(jié)能降耗的主要環(huán)節(jié)在于鼓風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)與優(yōu)化控制。
[0003]由于SBR工藝是時(shí)間意義上的推流，因此，在反應(yīng)池中鼓風(fēng)機(jī)以固定工頻運(yùn)行時(shí)，注入反應(yīng)池中污水的進(jìn)水化學(xué)需氧量(Chemical Oxygen Demand, COD)(由于COD是濃度單位，因此，COD通常也被稱為COD濃度)越高，也即進(jìn)水COD濃度越高，需要的達(dá)標(biāo)時(shí)間越長，具體為:在反應(yīng)池中鼓風(fēng)機(jī)以固定工頻運(yùn)行時(shí)，使反應(yīng)池中污水的COD濃度從進(jìn)水COD濃度降低至設(shè)定值所需要的鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)間，該鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)間也即曝氣時(shí)間，因此，為了保證能將反應(yīng)池中污水的COD濃度降低至該設(shè)定值，目前通常是按照高的進(jìn)水COD濃度確定固定的達(dá)標(biāo)時(shí)間，該種控制方法對于節(jié)能降耗顯然是不利的，而且該種能耗的增加還無法帶來至少與之相當(dāng)?shù)挠幸嫘Ч?，這體現(xiàn)在:反應(yīng)池中有機(jī)污染物濃度、微生物增殖速度與耗氧速度等各項(xiàng)參數(shù)，都是隨時(shí)間而逐漸減低的，因此，在一個(gè)污水處理周期中，反應(yīng)池中污水的COD濃度在反應(yīng)開始階段降低最快，此后降低速度逐漸變慢，甚至基本不變，主要是因?yàn)榉磻?yīng)開始時(shí)有機(jī)物含量較高，活性污泥中微生物可以利用足夠的營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行新陳代謝，活性污泥里的微生物處于對數(shù)增長期，有機(jī)物能以最大速率被去除，但隨者時(shí)間的推移，當(dāng)曝氣反應(yīng)池中營養(yǎng)物質(zhì)消耗殆盡，微生物即進(jìn)入內(nèi)源呼吸階段，代謝其自身細(xì)胞物質(zhì)，污水中COD濃度降低變慢，甚至不變，這說明，在反應(yīng)池中污水的COD濃度降低至設(shè)定值時(shí)，即使繼續(xù)控制器鼓風(fēng)機(jī)曝氣，COD濃度也不會(huì)得到明顯降低。由此可見，如果能夠合理地控制反應(yīng)池中鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行時(shí)間，即曝氣時(shí)間，將可在保證反應(yīng)池中污水的COD濃度降低至設(shè)定值的前提下，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的實(shí)施例的目的在于提供一種對于序批式活性污泥法，能夠合理地控制曝氣時(shí)間，以通過盡可能低的能量消耗使反應(yīng)池中污水的COD濃度降低至設(shè)定值的曝氣控制方法及系統(tǒng)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種序批式活性污泥法的曝氣控制方法，包括:
[0006]獲取反應(yīng)池中當(dāng)前污水的進(jìn)水化學(xué)需氧量，作為當(dāng)前進(jìn)水化學(xué)需氧量；
[0007]根據(jù)反映反應(yīng)池中污水的進(jìn)水化學(xué)需氧量與達(dá)標(biāo)時(shí)間之間對應(yīng)關(guān)系的數(shù)據(jù)，獲得對應(yīng)所述當(dāng)前進(jìn)水化學(xué)需氧量的達(dá)標(biāo)時(shí)間作為當(dāng)前達(dá)標(biāo)時(shí)間，其中所述達(dá)標(biāo)時(shí)間為反應(yīng)池中鼓風(fēng)機(jī)以固定工頻運(yùn)行時(shí)，使反應(yīng)池中污水的化學(xué)需氧量降低至設(shè)定值需要的運(yùn)行時(shí)間；
[0008]控制反應(yīng)池中鼓風(fēng)機(jī)以所述固定工頻運(yùn)行所述當(dāng)前達(dá)標(biāo)時(shí)間，進(jìn)行曝氣。
[0009]優(yōu)選的是，所述根據(jù)反映污水的進(jìn)水化學(xué)需氧量與達(dá)標(biāo)時(shí)間之間對應(yīng)關(guān)系的數(shù)據(jù)，獲得對應(yīng)所述當(dāng)前進(jìn)水化學(xué)需氧量的達(dá)標(biāo)時(shí)間作為當(dāng)前達(dá)標(biāo)時(shí)間包括:
[0010]對反映污水的進(jìn)水化學(xué)需氧量與達(dá)標(biāo)時(shí)間之間對應(yīng)關(guān)系的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，得到反映污水的進(jìn)水化學(xué)需氧量與達(dá)標(biāo)時(shí)間之間對應(yīng)關(guān)系的函數(shù)；
[0011]根據(jù)所述函數(shù)，獲得對應(yīng)所述當(dāng)前進(jìn)水化學(xué)需氧量的達(dá)標(biāo)時(shí)間作為當(dāng)前達(dá)標(biāo)時(shí)間。
[0012]優(yōu)選的是，所述數(shù)據(jù)擬合為最小二乘法擬合。
[0013]優(yōu)選的是，所述曝氣控制方法還包括:
[0014]在控制反應(yīng)池中鼓風(fēng)機(jī)以所述固定工頻運(yùn)行所述當(dāng)前達(dá)標(biāo)時(shí)間之后，獲取反應(yīng)池中當(dāng)前污水的出水化學(xué)需氧量，作為當(dāng)前出水化學(xué)需氧量；
[0015]計(jì)算所述當(dāng)前出水化學(xué)需氧量與所述設(shè)定值之間的相對誤差；
[0016]利用所述相對誤差對所述函數(shù)進(jìn)行修正，得到修正后的函數(shù)；
[0017]將所述函數(shù)更新為所述修正后的函數(shù)。
[0018]優(yōu)選的是，所述利用所述相對誤差對所述函數(shù)進(jìn)行修正，得到修正后的函數(shù)包括:
[0019]將所述相對誤差加I，得到修正系數(shù)；
[0020]將所述函數(shù)乘以所述修正系數(shù)，得到修正后的函數(shù)。
[0021]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種序批式活性污泥法的曝氣控制系統(tǒng)，包括:
[0022]參數(shù)獲取模塊，用于獲取反應(yīng)池中當(dāng)前污水的進(jìn)水化學(xué)需氧量，作為當(dāng)前進(jìn)水化學(xué)需氧量；
[0023]達(dá)標(biāo)時(shí)間計(jì)算模塊，用于根據(jù)反映反應(yīng)池中污水的進(jìn)水化學(xué)需氧量與達(dá)標(biāo)時(shí)間之間對應(yīng)關(guān)系的數(shù)據(jù)，獲得對應(yīng)所述當(dāng)前進(jìn)水化學(xué)需氧量的達(dá)標(biāo)時(shí)間作為當(dāng)前達(dá)標(biāo)時(shí)間，其中所述達(dá)標(biāo)時(shí)間為反應(yīng)池中鼓風(fēng)機(jī)以固定工頻運(yùn)行時(shí)，使反應(yīng)池中污水的化學(xué)需氧量降低至設(shè)定值需要的運(yùn)行時(shí)間；以及，
[0024]曝氣執(zhí)行模塊，用于控制反應(yīng)池中鼓風(fēng)機(jī)以所述固定工頻運(yùn)行所述當(dāng)前達(dá)標(biāo)時(shí)間，進(jìn)行曝氣。
[0025]優(yōu)選的是，所述達(dá)標(biāo)時(shí)間計(jì)算模塊還包括:
[0026]函數(shù)獲得單元，用于對反映污水的進(jìn)水化學(xué)需氧量與達(dá)標(biāo)時(shí)間之間對應(yīng)關(guān)系的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，得到反映污水的進(jìn)水化學(xué)需氧量與達(dá)標(biāo)時(shí)間之間對應(yīng)關(guān)系的函數(shù)；以及，
[0027]達(dá)標(biāo)時(shí)間計(jì)算單元，用于根據(jù)所述函數(shù)，獲得對應(yīng)所述當(dāng)前進(jìn)水化學(xué)需氧量的達(dá)標(biāo)時(shí)間作為當(dāng)前達(dá)標(biāo)時(shí)間。
[0028]優(yōu)選的是，所述數(shù)據(jù)擬合為最小二乘法擬合。
[0029]優(yōu)選的是，所述曝氣控制系統(tǒng)還包括:
[0030]函數(shù)修正模塊，用于在控制反應(yīng)池中鼓風(fēng)機(jī)以所述固定工頻運(yùn)行所述當(dāng)前達(dá)標(biāo)時(shí)間之后，獲取反應(yīng)池中當(dāng)前污水的出水化學(xué)需氧量，作為當(dāng)前出水化學(xué)需氧量；用于計(jì)算所述當(dāng)前出水化學(xué)需氧量與所述設(shè)定值之間的相對誤差；及用于利用所述相對誤差對所述函數(shù)進(jìn)行修正，得到修正后的函數(shù)；
[0031]函數(shù)更新模塊，用于將所述函數(shù)更新為所述修正后的函數(shù)。
[0032]優(yōu)選的是，所述函數(shù)修正模塊具體用于將所述相對誤差加1，得到修正系數(shù)；及具體用于將所述函數(shù)乘以所述修正系數(shù)，得到修正后的函數(shù)。
[0033]本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明的序批式活性污泥法的曝氣控制方法及系統(tǒng)通過利用反映污水的進(jìn)水化學(xué)需氧量與達(dá)標(biāo)時(shí)間之間對應(yīng)關(guān)系的數(shù)據(jù)獲得對應(yīng)當(dāng)前進(jìn)水化學(xué)需氧量的當(dāng)前達(dá)標(biāo)時(shí)間，并控制反應(yīng)池中鼓風(fēng)機(jī)以固定工頻運(yùn)行該當(dāng)前達(dá)標(biāo)時(shí)間的方式，可將曝氣時(shí)間控制為基本與在反應(yīng)池中鼓風(fēng)機(jī)以固定工頻運(yùn)行，能夠?qū)⒎磻?yīng)池中當(dāng)前污水的化學(xué)需氧量從當(dāng)前進(jìn)水化學(xué)需氧量剛好降至設(shè)定值的達(dá)標(biāo)時(shí)間相當(dāng)，這就有效地實(shí)現(xiàn)了以