[发明专利]一种表面曝气溶解氧控制方法

说明书

本发明公开了一种表面曝气溶解氧控制方法，涉及自动化过程控制技术领域。该表面曝气溶解氧控制方法，包括如下步骤：表曝机安装：针对一条生化池好氧段，在生化池内安装表曝机，根据水流方向安装于好氧段的上下游，变频驱动设备安装：根据表曝机的功率，在表曝机上分配相应的变频驱动设备，溶解氧测量仪安装：在生化池各分布的表曝机区域，选取稳定性的检测点处安装溶解氧测量仪。该表面曝气溶解氧控制方法，引用一种新型非线性控制策略，旨在解决生化池表面曝气系统扰动大、纯滞后的影响，在出水达标的前提上，使得表面曝气器快速响应，实现溶解氧的快速控制、恒定运行，从而节能降耗，降低污水厂的运营成本。

技术领域

本发明涉及自动化过程控制技术领域，具体为一种表面曝气溶解氧控制方法。

背景技术

溶解氧曝气装置从曝气方式分为表面曝气器和水下曝气器。表面曝气器与水下曝气器相比较由于其具有结构简单，径向推流能力强，完全混合区域广，动力效率较高，不挂垃圾，不会堵塞，维护方便等优点，从而被广泛用于城市生活污水的处理行业。但由于生化池容积大、环境复杂等因素，导致曝气器的恒氧量控制系统具有非线性、强耦合和大滞后特点，且扰动因素较多，因而传统控制方案难以获得满意的效果。鉴于进水水质、水量的波动，污水处理厂在运营过程中通常将溶解氧控制在一个较高水平，以应对一些不确定性的扰动带来对出水水质的冲击，这样会导致缺氧池中DO含量增加抑制反硝化反应影响脱氮效果，同时造成很大的能源浪费。

现有申请号CN201310190299.7的发明公开了一种曝气器、曝气系统和曝气方法。

该发明虽然解决了一些问题，但是在使用时依然存在以下等问题需要解决：

1、该发明仅采用曝气装置结构的改良，从而产生微米级气泡甚至纳米级气泡，以此实现智能曝气，难以很好的解决生化池表面曝气系统扰动大、纯滞后的影响；

2、该发明难以很好的根据实际情况改变装置的功率，从而难以很好的实现溶解氧的快速控制和恒定运行，增加能耗的同时增加了成本。

于是，本申请人秉持多年该相关行业丰富的设计开发及实际制作的经验，针对现有的结构及缺失予以研究改良，提供一种表面曝气溶解氧控制方法，以期达到更具有更加实用价值性的目的。

本发明引用一种新型非线性控制策略，旨在解决生化池表面曝气系统扰动大、纯滞后的影响，在出水达标的前提上，使得表面曝气器快速响应，实现溶解氧的快速控制、恒定运行，从而节能降耗，降低污水厂的运营成本。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种表面曝气溶解氧控制方法，解决了在表面曝气溶解氧过程中，控制效果差、曝气不精准和能源消耗较大的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种表面曝气溶解氧控制方法，包括如下步骤：

S1、表曝机安装：针对一条生化池好氧段，在生化池内安装表曝机，根据水流方向安装于好氧段的上下游；

S2、变频驱动设备安装：根据表曝机的功率，在表曝机上分配相应的变频驱动设备；

S3、溶解氧测量仪安装：在生化池各分布的表曝机区域，选取稳定性的检测点处安装溶解氧测量仪；

S4、溶解氧控制闭环回路组成：通过必要的信号隔离或信号转换装置将溶解氧测量仪测量的DO值y送入控制器。过程控制器(非线性控制器和Smith预估补偿控制器)经相应的算法计算得出u₁和u₂，逻辑控制器根据实际溶解氧值和设定溶解氧值的比较后，通过阈值判断控制切换开关S选择投运启动的表曝机数量，经过组合叠加得出相应的变频器控制频率f和启动台数，从而组成单个溶解氧控制闭环回路；