[发明专利]基于生物数学模型的污水处理曝气系统改造方法

说明书

本发明公开了一种基于生物数学模型的污水处理曝气系统改造方法，包括：步骤1，构建污水处理厂的生物数学模型：根据待处理污水处理厂的数据，构建生物数学模型；步骤2，设置曝气分区：依据生物数学模型，将好氧池划分为高、中和低曝气区，并对应设置控制阀和流量计；步骤3，计算各曝气区曝气量；步骤4，设置仪器仪表和控制阀：在高、中和低曝气区分别设氨氮在线仪表和溶解氧在线仪表；步骤5，进行曝气自动控制：按预设的控制方式对高、中和低曝气区进行曝气控制，使各曝气区按对应的气量进行曝气。通过应用生物数学模型，从全过程全流程系统量化计算，将好氧池优化划分为高、中和低曝气区，通过自控过程，自动调节曝气气量，实现曝气过程最优化。

技术领域

本发明涉及水污染控制领域，尤其涉及一种污水处理曝气系统改造方法。

背景技术

传统污水处理厂的运行中，鼓风曝气的电耗占到总电耗的40～50％以上，不仅不利于污水处理厂运行成本的降低，也不利于碳减排。

传统的曝气控制思路，即行业内经常提到的“精确曝气”，仅仅是对于硝化过程的曝气管理，并未考虑曝气对反硝化、生物除磷过程的影响，但这却会影响碳源投加和除磷药剂投加。

目前并没有全过程全流程系统量化计算曝气对于硝化、反硝化以及生物除磷影响的控制方法，无法实现全局最优曝气，不能最大化降低电耗和药耗。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的是提供了一种基于生物数学模型的污水处理曝气系统改造方法，能在保证出水水质稳定的前提下，实现全局最优曝气，最大化降低电耗和药耗，进而解决现有技术中存在的上述技术问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明实施方式提供一种基于生物数学模型的污水处理曝气系统改造方法，包括：

步骤1，构建污水处理厂的生物数学模型：根据待改造污水处理厂的数据，通过模型软件构建所述污水处理厂的生物数学模型；

步骤2，设定各个进水温度和各个进水负荷条件；

步骤3，设置曝气分区：根据预定的进水温度和进水负荷条件对所述生物数学模型的模拟计算结果，将所述污水处理厂的好氧池划分为高曝气区、中曝气区和低曝气区，所述高曝气区对应设置高曝气支管，所述中曝气区对应设置中曝气支管，所述低曝气区对应设置中曝气支管，所述高曝气管、中曝气管和低曝气管分别与曝气主管连接，并分别在所述曝气主管、高、中、低曝气支管上设置对应的控制阀；

步骤4，计算各曝气区的曝气量：根据对所述生物数学模型的模拟计算结果，确定所述步骤2设定的各个进水温度和各个进水负荷条件下，所述高、中和低曝气区分别所需的曝气量；

步骤5，设置仪器仪表：在所述好氧池的高曝气区出口，沉砂池出水口和总出水口各设置一个氨氮在线仪表；

在所述高曝气区出口、中曝气区中部和低曝气区出口各设置一个溶解氧在线仪表；

在所述曝气主管、高曝气支管、中曝气支管和低曝气支管各设置一个气体流量计；

步骤6，进行曝气自动控制：按预设的控制方式分别对所述好氧池的高曝气区、中曝气区和低曝气区进行对应的曝气控制，使各曝气区按所述步骤4确定的所需曝气量进行曝气。

与现有技术相比，本发明所提供的基于生物数学模型的污水处理曝气系统改造方法，其有益效果包括：