[发明专利]污水处理厂化学除磷自动控制装置及控制方法

权利要求书

1.一种污水处理厂化学除磷自动控制装置，设有依序连通的初沉池(3)、生物反应池(4)和二沉池(5)，初沉池设有进水管，二沉池设有进水管和排水管，二沉池的进水管与加药泵(8)、储药罐(7)和加药管道连通，其特征是：在初沉池的进水管上装有在线流量计(2)，加药泵与二沉池连通的加药管道上装有药剂流量计(9)，所述加药泵装有控制其流量的在线PLC和变频器(6)，在二沉池的排水管道上装有在线磷酸盐测定仪(10)，另外设有控制器(1)，该控制器与所述在线流量计和在线PLC和变频器、药剂流量计、在线磷酸盐测定仪进行信号和控制连接。 

2.根据权利要求1所述的污水处理厂污水化学除磷自动控制装置进行控制的方法，其特征是包括以下步骤： 

1)根据药剂供应商提供资料，确定药剂浓度Cy，除磷药剂分子量Me，除磷药剂密度ρ；根据出水标准要求，确定二沉池出水磷浓度设定值Ceff；确定三价金属盐和化学药剂去除磷的摩尔比系数f为1.2；对生物反应池进水进行一次手工24小时取样，检测磷浓度Cin_0，得到的24个数组为预设进水磷浓度控制数组：Cin_0(i)如下，其中i为1-24；在控制器中输入上述数据； 

2)第d天手工检测生物反应池进水COD浓度CODin_d；第d天手工在t时刻检测生物反应池进水磷浓度Cin_d(t)，其中，d为系统运行第d天，计算与预存数组的偏差：Δ_d＝Cin_d(t)-Cin_0(t)，单位为mg/L，预设 进水磷浓度控制数组变化值为Δ_d(mg/L)，重新生成当日进水磷浓度控制数组，即Cin_d(i)＝Cin_0(i)+Δ_d；上述数据输入控制系统； 

3)采集进水流量计信号Q(t)计算输入控制器的进水流量； 

Qk(t)＝Q(t-m)    公式(1) 

Qk(t)-t时刻加药点流量(m3/s)； 

Q(t-m)-(t-m)时刻，进水流量(m3/s) 

m-流量滞后系数，(h) 

4)计算当前时刻加药点所对应的生物反应池进水磷浓度 

Cdos(t)＝Cin_d(t-n)    公式(2) 

式中Cdos(t)-加药点磷浓度控制数组(mg/L)； 

Cin_d(t-n)-生物反应池进水磷浓度控制数组(mg/L) 

n-浓度滞后系数，(h) 

5)根据公式(3)计算需要的加药量 

    公式(3) 

式中： 

qc-加药流量，L/s 

Qt-进水流量，m³/s 

Cdos(t)-加药点磷浓度，mg/L 

f-三价金属盐和化学药剂去除磷的摩尔比系数为1.2 

Cy-药剂浓度，％ 

Ceff-二沉池出水磷浓度设定值，mg/L 

Me-除磷药剂分子量，g/mol 

ρ-除磷药剂密度，kg/L 

6)根据公式(4)计算加药泵的工作频率； 

fhz＝qc/(F1*F2*F3)    公式(4) 

式中：fhz＝电机频率，hz 

qc＝加药流量，L/s 

F1＝加药泵流量与泵转速比 

F2＝泵转速与电机转速比 

F3＝电机转速与频率比 

7)根据计算得到的工作频率设定变频器的频率值； 

8)定期采集加药流量计的流量值qon，与公式(3)计算值进行比较，当偏差大于m％时，调整公式(4)中的系数F1，直到偏差小于n％； 

9)采集磷浓度在线仪表数据，每天计算日平均值Ceff-av，当该值高于出水磷浓度设定值Ceff的p％，公式3中三价金属盐和化学药剂去除磷的摩尔比系数f增加r％；当该值低于出水磷浓度值的p％，公式3中三价金属盐和化学药剂去除磷的摩尔比系数f自动减少r％。 

10)采集磷浓度在线仪表数据，定期分析二沉出水磷浓度的变化情况：当某时刻二沉出水磷浓度经常偏高，即7天中有s天以上高于出水磷浓度设定值w％时，调高生物反应池进水磷浓度控制数组中对应时刻磷浓度设定值的1％；当某时刻二沉出水磷浓度经常偏低，即7天中有s天以上低于出水磷浓度设定值u％，降低生物反应池进水磷浓度控制数组中对应时刻磷浓度值的v％ 

11)重新生成进水磷浓度控制数组； 

12)重复2)～11)步骤。