[发明专利]污水处理智能优化控制曝气量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种污水曝气智能优化控制方法，特别是用于目前大多数污水处理厂曝气工艺是两个或多个并行的生物曝气池，实现在线精确控制曝气量。 

背景技术

在目前的控制技术中，大多数污水处理厂采用两个简单的单回路控制对溶解氧浓度进行调节。一是采用溶解氧浓度检测仪和鼓风机作为简单的控制回路。当溶解氧浓度大于设定值时，调小鼓风机频率；当溶解氧溶度过大时，调大溶解氧浓度。二是采用溶解氧浓度检测仪和气体流量调节阀作为控制回路。当两个或多个并行的生物曝气池溶解氧浓度出现不平衡时，一般采用人工手动控制或采用简单的专家控制系统对溶解氧浓度进行控制。上述控制方法缺点在于：多个曝气池的气体流量阀门的控制和鼓风机频率的控制中存在控制作用耦合的现象，不能准确的控制溶解氧浓度。

本发明针对目前我国大多数污水处理厂曝气工艺一般由两个或多个并行的生物曝气池组成，活性污泥法污水处理自动化水平相对落后的现状，进行探索应用智能控制策略的可行性与有效性。由于污水处理过程中原生污水的水质不稳定，外界环境干扰严重，在净水手段上主要是利用微生物的生命活动来清除有机物，影响污水处理效果的因素很多，因此，建立污水过程的精确模型十分困难，而基于精确数学模型的各种控制方法对污水处理过程的控制也就显得更加难以取得理想的效果。所以采用先进的优化控制方法，对控制溶解氧浓度有着十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种污水处理智能优化控制曝气量的方法，针对目前大多数污水处理厂曝气工艺一般是两个或多个并行的生物曝气池，曝气池的运行环境（如污泥量等其他因素）不同导致需要的曝气量不同，采用鼓风机曝气量专家模糊智能控制和气体流量调节阀模糊解耦智能控制，对曝气流量进行精确控制，使得每个曝气池溶解氧浓度达到目标要求，出水达到既定的污水排放标准，从而减少鼓风机耗电量、节约运营成本。

本发明的技术内容叙述如下：

本发明采用的技术方案是在线控制曝气流量：将溶解氧浓度测量仪采集检测的各个曝气池溶解氧浓度和溶解氧浓度设定值经过专家知识库推出一组溶解氧浓度特征值，并将此溶解氧浓度特征值经过模糊控制器进行推算，计算出最佳的鼓风机曝气量，来精确调节鼓风机频率；根据检测到的鼓风机总管曝气量，经过自学习专家解耦控制器计算出一组阀位开度的加权值；此加权值与各个曝气池中的溶解氧浓度通过气体流量调节阀模糊解耦智能控制推出一组精确的气动调节阀阀位开度，能够对曝气量进行有效的分配。

具体步骤如下：

1）对鼓风机频率的控制采用专家模糊智能控制方式；

2）对系统曝气池溶解氧浓度进行滤波处理，滤掉不合理的干扰值，显示出现场参数的整体变化趋势；

3）采用自学习专家解耦控制器控制方式解决气体流量调节阀门的控制和鼓风机频率的控制中存在控制作用耦合关系；

4）采用模糊解耦智能控制对各个曝气池气体流量调节阀进行有效的调节。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

采用鼓风机曝气量专家模糊智能控制和气体流量调节阀模糊解耦智能控制，对曝气流量进行精确控制，使得每个曝气池溶解氧浓度达到目标要求，出水达到既定的污水排放标准，从而减少鼓风机耗电量、节约运营成本。

附图说明

图1是本发明方法所采用曝气控制系统的原理图。

图2是本发明方法所采用曝气控制系统的结构图。

具体实施方式

本发明采用的技术方案是在线控制曝气流量：将溶解氧测量仪采集到检测的各个曝气池溶解氧浓度和溶解氧浓度设定值经过专家知识库推出一组溶解氧浓度特征值，并将此溶解氧浓度特征值经过模糊控制器进行推算，计算出最佳的鼓风机曝气量，来精确调节鼓风机频率。根据检出到的鼓风机总管曝气量，经过自学习专家解耦控制器控制器计算出一组阀位开度的加权值。此加权值与各个曝气池中的溶解氧浓度通过气体流量调节阀模糊解耦智能控制推出一组精确的气动调节阀阀位开度，能够对曝气量进行有效的分配。

1、理论依据

溶解氧浓度的控制作为污水处理系统中最为重要的环节之一，而且溶解氧浓度的控制是一个极其复杂的动态循环系统，存在多变量、时滞长、干扰因素多等控制难点。为了满足控制指标要求，具体分析如下：

在溶解氧浓度的控制过程中，影响溶解氧浓度的主要因素包括：污水流量、进水COD（化学需氧量）、BOD（生物需氧量）、污泥回流比、PH值、温度。变量之间耦合关系复杂，并且由于受到生产现场环境的制约，部分变量不能及时、准确的采集，难以建立精确的数学模型。