[实用新型]曝气生物滤池溶解氧智能控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种智能控制系统，适用于废污水、中水深度处理站的生化处理系统，具体为曝气生物滤池溶解氧智能控制系统。

背景技术

曝气生物滤池简称BAF(Biological Aerated Filter)，是由配水区、承托层、曝气系统、滤料区、出水区、反洗系统和控制系统等组成，通过微生物的作用将污水中的有机污染物迅速分解为无毒的气体和生物污泥等产物，该工艺综合了过滤、吸附和生物代谢等多种净化作用，具有流程简单、占地面积省、处理效率高、出水水质好并可省去二次沉淀池等优点，在废污水中水深度处理站生化处理系统上得到了越来越广泛的用途。

BAF中溶解氧浓度，即溶氧量，是生物生长过程中的一个重要环节，对溶解氧的有效控制不仅影响到出水的水质而且还涉及节能。选择合适的BAF进风量，又称曝气量，应使得水中的溶解氧不仅能满足微生物生长的需要，还可使其浓度保持在允许的尽量低的一定值，一般为3mg/L，这是溶解氧控制的关键，因为溶解氧浓度振荡大，周围前后段浓度值相差较大，有很强的非线性和滞后性，所以BAF曝气量的合理和优化控制始终是污水处理的一个重点和难题。

现有的许多废污水处理控制系统所采用的一些检测仪表和控制设备的功能不很完善，以BAF溶解氧浓度为控制信号，罗茨风机出口蝶阀为执行元件的方式进行控制，整个控制系统控制滞后、精度低、波动大、能耗高，这种设计方法达不到预期的控制效果，同时BAF的特性如水质、环境条件等，经常突然发生变化，控制系统无法找到溶解氧特征点时的应急处理，实际上也就执行时间控制来处理整个工艺过程，因此往往很难满足中水回收利用和节约能源的目的。

发明内容

本实用新型要解决的问题是：现有曝气生物滤池的控制和检测功能不是很完善，不能满足使用需求，需要一种能稳定控制、节约能源的曝气生物滤池控制系统。

本实用新型的技术方案是：曝气生物滤池溶解氧智能控制系统，包括曝气生物滤池和罗茨风机，中水来水、反洗水泵来水、反洗罗茨风机来风以及罗茨风机的输出连接曝气生物滤池的输入，曝气生物滤池的输出连接反洗回收水去水池，还设有变频器装置、计算机监控系统和检测仪表装置，曝气生物滤池配设有溶氧表，变频器装置连接罗茨风机，中水来水流经检测仪表装置，罗茨风机的输出端设有气体流量计，检测仪表装置、溶氧表、气体流量计的输出连接计算机监控系统，变频器装置与计算机监控系统双向连接。

本实用新型气体流量计优选热质式气体质量流量计；检测仪表装置包括温度表、流量计、COD表、氨氮表、PH表、导电率表、浊度仪和余氯表；溶氧表为LDO型溶氧表

本实用新型采用前馈和反馈相结合的串级控制，计算机监控系统采用专家控制方法，是一种基于专家控制器的用于曝气生物滤池溶解氧的智能控制系统，该控制系统能在水质和水量等变化时，通过变频器装置调节罗茨风机，进而调节曝气量来保证合适的溶氧量和达到节能的目的。

由于溶解氧在BAF中的非线性、滞后性等特点，同时溶氧量的调节与罗茨风机电机转速即空气流量的变化有很大的时间差，并且反冲洗过程的曝气生物滤池溶氧量变化较大，为了保证BAF出水质量，降低能耗，有效抑制各种干扰，本实用新型根据工艺实时状况采用合适的检测仪表和控制设备，改变和调整被控量，利用先进的控制算法和串级控制来组成一套性能可靠、实时和操作方便的智能控制系统来保障废污水中溶氧量稳定在最佳值范围内。

在罗茨风机的输出端出口管路上配备气体流量计，通过对曝气量变化的控制来代替直接对溶氧量的控制。在进水水质、水量等相对比较稳定的情况下，当控制系统受到外界环境因素的影响使罗茨风机出口流量发生了变化，气体流量计立即把变化的测量值及时送到计算机监控系统，计算机监控系统很快对这个变化作出判断，迅速通过变频器装置改变罗茨风机的转速以保持BAF需要的曝气量。这样构成一个流量控制回路，通过流量控制回路的控制，在一些干扰还未波及到溶解氧之前就已经被克服，对控制系统的大部分影响已被消除，使溶解氧恢复到设定值。而在进水水质、水量等变化较大的情况下，BAF中的溶解氧发生了较大的波动，气体流量计将实际气体流量的测量值反馈到计算机监控系统，同时曝气生物滤池溶氧量的设定值、测量值和溶氧变化趋势以及检测仪表装置的测量值也同时输入到计算机监控系统，结合系统的历史数据，通过计算机监控系统系统内的专家控制程序，计算机监控系统的流量计算单元会根据这些情况重新给定气体流量设定值，控制变频器装置，及时调整罗茨风机，调整BAF曝气量，使溶氧量恢复到设定值。