[发明专利]一种生物曝气池氧传递系数标定方法及相关组件

说明书

本发明公开了一种生物曝气池氧传递系数标定方法及相关组件，涉及环保技术领域。该方案利用鼓风机风量调节系统及溶解氧浓度在线监测仪实现对氧传递系数的在线快速标定，在第一预设时长内，控制鼓风机风量调节系统持续向曝气池输送固定风量，溶解氧浓度在线监测仪以第一预设采样周期采集曝气池的第一溶解氧浓度数据，并基于采集的第一溶解氧浓度数据和预先设计好的优化求解模型，对曝气池的氧传递系数进行标定。相较于现有标定方法，本发明具有输入参数少、自动化程度高、节省成本(即无需增加专门标定设备)等优点，便于污水厂曝气系统调试和应用。

技术领域

本发明涉及环保技术领域，特别是涉及一种生物曝气池氧传递系数标定方法及相关组件。

背景技术

生物处理工艺是目前污水处理领域较常用的工艺，其过程是一个复杂的生化过程。曝气(溶解氧)控制是其中非常重要的环节，其原理是通过曝气设备将含氧气体吹入曝气池，为曝气池活性微生物正常工作营造一个良好环境。通常氧传递系数与吹入曝气池风量呈正相关，其表征单位时间内氧气从气相转入液相的传递量。为实现精确曝气量计算，就必须对氧传递过程建模，而氧传递系数是该模型中的重要参数。

目前，氧传递系数的标定通常借助额外的专用设备对生化池中污水样本进行相关数据测定，这种方法工序复杂，费时费力，且需要考虑多个参数，如曝气设备提供的理论技术参数、标定工况下饱和溶解氧值、大气压值等，标定结果精度也难以与实际曝气系统相匹配。如何实现快速高效的氧传递系数标定对于实现精确曝气具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种生物曝气池氧传递系数标定方法及相关组件，利用鼓风机风量调节系统及溶解氧浓度在线监测仪对氧传递系数进行在线快速标定，操作方便且节省了人力，输入参数较少，方案自动化程度高，便于实现和推广应用。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种生物曝气池氧传递系数标定方法，包括：

在第一预设时长内，控制鼓风机风量调节系统持续向曝气池输送固定风量；

在所述第一预设时长内，控制溶解氧浓度在线监测仪以第一预设采样周期采集所述曝气池的第一溶解氧浓度数据；

基于所述第一溶解氧浓度数据及预先设计好的优化求解模型确定所述曝气池的氧传递系数。

优选的，所述第一溶解氧浓度数据的总个数为N个，其中，所述N为不小于1的整数且所述N*所述第一预设采样周期小于所述第一预设时长；

基于所述第一溶解氧浓度数据及预先设计好的优化求解模型确定所述曝气池的氧传递系数，包括：

对各所述第一溶解氧浓度数据进行处理，以确定与所述曝气池的氧传递系数相关的实际数据序列；

根据与各所述第一溶解氧浓度数据一一对应的采样时刻确定以所述氧传递系数为待定参数的理论数据序列，其中，与各所述第一溶解氧浓度数据一一对应的采样时刻的总个数为N个且相邻两个所述采样时刻之间的时间间隔为所述第一预设采样周期；

根据所述理论数据序列、所述实际数据序列，建立以氧传递系数为决策变量的目标函数；

对所述目标函数进行优化求解，以得到所述曝气池的氧传递系数。

优选的，对各所述第一溶解氧浓度数据进行处理，以确定与所述曝气池的氧传递系数相关的实际数据序列，包括：

根据第i个第一溶解氧浓度数据、第i+1个第一溶解氧浓度数据、第i+2个第一溶解氧浓度数据及第一预设关系式确定与所述曝气池的氧传递系数相关的实际标定数据，其中，1≤i≤N-2且i为整数，所述实际标定数据的总个数为N-2个，各所述实际标定数据组成所述实际数据序列；所述N具体为大于2的整数；

所述第一预设关系式为：