[发明专利]一种城市污水厂曝气池溶解氧稳定智能控制方法及其装置

权利要求书

1.一种城市污水厂曝气池溶解氧稳定智能控制装置，其特征在于：鼓风机(1)通过供气干管(2)接在曝气池(22)的供气环路上，在曝气池(22)内中部的供气环路两边各接第一供气支管(6)、第二供气支管(7)和第三供气支管(8)、第四供气支管(9)；在各供气支管上连接对应编号的第一电动阀门(14)、第二电动阀门(15)、第三电动阀门(16)、第四电动阀门(17)；第一溶解氧测定仪(10)、第二溶解氧测定仪(11)、第三溶解氧测定仪(12)、第四溶解氧测定仪(13)和第一气体流量计(18)、第二气体流量计(19)、第三气体流量计(20)、第四气体流量计(21)；在曝气池(22)左端设置有进水口(3)和出水口(4)，在曝气池(22)右端安装可编程序控制器(5)。

2.一种城市污水厂曝气池溶解氧稳定智能控制方法，其特征在于，城市污水厂曝气池溶解氧稳定智能控制方法为：

(1)当曝气池的进水水质和水量相对较稳定时，曝气池中各个分段需要的空气量基本保持稳定，通过对各个分段阀门的微调，抵御曝气系统中因管压或流量波动引起的曝气量的变化，内置在可编程序控制器上的控制程序通过对各个分段溶解氧测定仪测定的当前测定值和10分钟平均值变化趋势进行分析，从而保持曝气量的稳定；同时，根据溶解氧在较长历史时间的变化规律，对阀门的调节进行进一步修正，使得曝气量的变化趋势恰好能够抵御溶解氧浓度的变化趋势，即溶解氧浓度测定值低于设定值时，略微增大阀门开度，使得曝气量略微增大，从而使得溶解氧浓度升高；溶解氧浓度测定值高于设定值时，略微减小阀门开度，使得曝气量略微减少，从而使得溶解氧浓度降低；特别的是当溶解氧浓度测定值与设定值的差值的绝对值小于0.1mg/L时，阀门开度不变化，这是由于过于频繁的阀门调节会导致溶解氧浓度发生振荡；

(2)当曝气池的进水水质和水量发生相对较大变化时，曝气池中各个分段需要的空气量基本将按照水流经过的顺序依次发生变化，最靠近进水口的分段上的监测设备将很快监测到本段溶解氧浓度、阀门开度和曝气量的变化趋势，根据这些变化趋势，对阀门开度的调节量进行设定，当调节前10分钟的曝气量平均值增大而溶解氧浓度的平均值减少时，说明该段的处理负荷增加，实际需要的空气量不足，阀门的开度快速增大，从而使曝气量增加，减缓溶解氧浓度的下降趋势；当调节前10分钟的曝气量平均值减少而溶解氧浓度的平均值增加时，说明该段的处理负荷减少，实际需要的空气量过剩，阀门的开度快速减少，从而使曝气量减少，减缓溶解氧浓度的上升趋势，特别的是，为了防止这种调整方法造成溶解氧的波动，阀门每次的步进调节值最大为5％，这样就可以避免由于阀门调节幅度过大造成的曝气量的周期性振荡，有利于保持曝气池溶解氧浓度的稳定。

3.根据权利要求2所述城市污水厂曝气池溶解氧稳定智能控制方法，其特征在于，所述溶解氧浓度在稳定时间段内，曝气池中各个分段的溶解氧浓度测定值与设定值的差值应在设定值的±0.1～0.5mg/L内。

4.根据权利要求2所述城市污水厂曝气池溶解氧稳定智能控制方法，其特征在于，所述城市污水厂曝气池溶解氧稳定智能控制方法，具体控制过程为：

(1)当曝气池(22)的进水口(3)的水质和水量相对较稳定时，曝气池(22)中各个分段生化反应需要的空气量基本保持稳定，内置在可编程序控制器(5)上的控制程序通过对各个分段的第一至第四溶解氧测定仪的当前测定值和10分钟平均值变化趋势进行分析，分别对第一至第四电动阀门进行微调，从而保持第一至第四供气支管的曝气量较为稳定；

(2)当曝气池(22)的进水口(3)的水质和水量发生相对较大变化时，曝气池(22)中各个分段生化反应需要的空气量将按照水流经过的顺序依次发生变化，最靠近进水口(3)的分段上的第一监测设备溶解氧测定仪10将很快监测到溶解氧浓度的变化，为了使得溶解氧保持稳定，可编程序控制器(5)将对第一电动阀门(14)的阀门开度进行步进式调节，从而增大或者减少第一供气支管(6)的曝气量，并利用第一气体流量计(18)进行调节的反馈，以减缓曝气池(22)靠近进水口(3)的溶解氧浓度的减小或者增大的趋势。在控制过程中，第一电动阀门(14)将每30秒调节一次，调节步长根据曝气池(22)的实际运行的相关参数通过经验设定，可以在10分钟后将第一供气支管(6)的第一气体流量计(18)的测定值调整到比较稳定的水平，以满足曝气池(22)的进水口(3)的水质和水量发生变化后，第一供气支管(6)所负责的供气区域微生物的生长在氧量上的实际需求；曝气池(22)中第二电动阀门(15)、第三电动阀门(16)和第四电动阀门(17)的调节方式基本与第一电动阀门(14)的调节方式一致，主要区别在于后续电动阀门的调节将参考距离进水口(3)的距离比较近的供气支管上在前10分钟的气体流量计和溶解氧测定仪的测定值的平均值的变化趋势，从而反映曝气池22的进水口(3)的水质和水量的变化，按照曝气池(22)当前的处理负荷的增加和减少情况，调节电动阀门开度，并利用各个空气支管上的气体流量计进行反馈，从而实现各个供气支管的按需曝气，达到控制曝气池(22)中第一溶解氧测定仪(10)、第二溶解氧测定仪(11)、第三溶解氧测定仪(12)和第四溶解氧测定仪(13)的测定值稳定的效果。