[发明专利]一种平衡系统内碳源的厂网联调控制方法、系统及装置

说明书

本发明提供了一种平衡系统内碳源的厂网联调控制方法、系统及装置，涉及污水处理技术领域，本发明通过科学评估不同管网进水水质特征和波动情况，并对进水碳源组分进行细化拆解，为厂网协同高效调控提供必要的基础支撑；以机理模型与实测数据完成模型的率定，定量精准评估特殊水质工况下的不同水厂处理能力，从而定制精细化的调水策略以实现排水系统内部厂网协同联调，实现污水处理系统减污降碳协同增效。

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其是涉及一种基于水质特征平衡系统内碳源的厂网联调控制方法、系统及装置。

背景技术

碳达峰、碳中和目标的提出对水污染防治领域产生了重要的影响。在污水收集处理过程中，含碳(C)、氮(N)污染物的降解转化会伴随着甲烷(CH₄)和二氧化氮(N₂O)等温室气体的直接产生和释放。设施运行的同时会消耗大量的电力、药剂等导致温室气体的间接排放。根据《中华人民共和国气候变化第一次两年更新报告》的数据显示，2012年中国废弃物处理行业温室气体排放总量为1.58亿吨二氧化碳当量，其中污水处理排放0.91亿吨，占57.3％。据测算，2030年中国整个污水处理行业的温室气体将达到全国温室气体排放量的2.95％，污水处理行业产生的温室气体排放量不容忽视，需要将高碳排放的污水处理方式，通过减碳措施转换为低碳甚至零碳负碳排放的污水处理方式。

污水处理过程中通过投加碳源以提高反硝化速率和脱氮效果，以使污水处理水质的氮磷达标。相关研究表明，2020年全国城镇污水处理厂中有47.7％投加了碳源，投加碳源的水厂处理能力合计1.07亿m³/d，占全国城镇污水处理厂总设计处理能力的56.6％。由于碳源药耗投加，显著提升了污水处理系统的间接碳排放量。然而由于污水处理厂上游管网建设年代以及质量差异较大，管网混错接与管网渗漏问题普遍存在，且管网收水范围内工业企业居民生活排水浓度排放时空规律各不相同，导致同一座城市或同一个水厂不同管网来水水源在相同月份，部分水质指标差异达到数倍。

现阶段的相关研究多聚焦在如何在末端通过数字化措施以模糊控制或优化算法等手段来优化水厂内部碳源的投加量，而对于厂外或者不同管网间碳源的调配平衡缺乏研究，因此现有技术中缺乏一种能够通过有效平衡排水系统内碳源的方式，挖掘厂网联调系统潜力，削减排水系统碳源投加量，降低排水系统总体排放量的技术措施。

发明内容

本发明的目的在于提供一种平衡系统内碳源的厂网联调控制方法、系统和装置，以解决现有技术中缺乏能够有效平衡排水系统内部碳源的方式的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种平衡系统内碳源的厂网联调控制方法，包括如下步骤：

获取区域内各污水处理厂一段时间内的水质波动性特征数据，以判断各污水处理厂进水是否存在水质特征波动大且未添加碳源时对水厂运行产生较大影响的月份；

获取区域内各污水处理厂的实际运行长序列数据，叠加检测分析试验，计算各污水处理厂进水碳源组分构成，以获取污水处理厂进水水质组分数据；

基于所获取的各污水处理厂进水水质组分数据，构建各污水处理厂工艺模型并进行参数率定；

基于所构建的污水处理厂工艺模型判断在污水处理厂水质波动大的月份且未添加碳源的条件下，该水厂出水是否达标；若否，则获取将区域内其中一个水厂进水以5％-200％的比例调配至另一碳源不足水厂时，能够使碳源不足的水厂水质达标的调水水量和调水比例且评估在所确定的调水水量和调水比例下水厂运行风险，若无风险，则确定为最佳调水水量和调水比例。

根据一种优选实施方式，所述的获取区域内各污水处理厂一段时间内的水质波动性特征数据，包括：