[发明专利]一种曝气生物滤池通用的智能反冲洗控制器

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制器，具体地说是一种曝气生物滤池通用的智能反冲洗控制器。

背景技术

曝气生物滤池是在普通快滤池基础上发展起来的一种污水处理新工艺。该工艺集物理截滤、生物吸附、氧化于一体，在污水深度处理方面得到快速的发展。

在曝气生物滤池运行中，随着运行的进行，滤料上生长的微生物膜渐渐增厚，在增厚初期，有利于去除率的提高；而在增厚到一定程度时，微生物的活性降低，并开始有一定程度的脱落。正常运行时，微生物膜的厚度一般应榨制在300～400μm，此时生物膜新陈代谢能力强，出水水质好。当膜的厚度超过这一范围时：①氧的传递速率减小，微生物吸收的氧量过低，影响微生物的增殖，生物膜活性变差，同时又抑制丝状菌的生长，结果使去除能力降低，出水水质变坏；②传质速度减缓，使微生物吸收有机物浓度过低，造成营养不足。此外，进水中的颗粒物质被截留在滤池的滤料空隙中，同时，过量生长的微生物也聚集在生物曝气滤池表面和填料的空隙中。随着处理过程的持续运行，填料的空隙度减小，这时曝气生物滤池的运行加大了滤池的水头损失，最后总的水头损失可能达到或接近使设计流量通过生物曝气滤池所必须的水头或是出现颗粒穿透。在这种情况下，曝气生物滤池即应停止运行并进行反冲洗。

反冲洗是维持曝气生物滤池功能的关键，其基本要求是在较短的反冲洗时间内，使填料得到适度的清洗，恢复滤料上微生物膜的活性，并将滤料截留的悬浮物和老化脱落的微生物膜通过反冲洗而排出池外。反冲洗的质量对出水水质、工作周期、运行状况的影响很大。反冲洗程序为先单独用空气进行反冲洗，然后再采用气水联合反冲洗，停止清洗30s，最后用水清洗，更好的反冲洗程序在研制中。在进水管、出水管、曝气管、反冲洗水管和空气管道上均安装有自动阀门，并通过微机对整个反冲洗过程进行自动程序控制。曝气生物滤池的反冲洗周期必须根据出水水质、滤料层的水力损失，出水浊度综合而定，并由计算机系统自动程序控制。对于城市生活污水，一般情况下通常运行24—48h反冲洗一次，而且在多格滤池并联运行的情况下，反冲洗过程是依次单格进行，从而保证了整个处理系统不受影响而能顺利工作。 一般来说．反冲洗用水量为进水水量的7％～l0％，反冲洗排水中平均TSS浓度为500～650mg／L，反冲洗时气速为60～90m／h。对曝气生物滤池，控制好气、水反冲洗强度显得尤为重要，过低达不到冲洗的目的，过高会使生物膜严重脱落，并造成填料的破损、流失及增加不必要的反冲洗耗水量、耗电量。反冲洗滤层的膨胀率较小，约为10％左右。

污水曝气池的生物滤池形式不一，有的污水厂需要多个生物滤池；在参数检测和控制形式上也有区别。有的污水曝气池的生物滤池安装简陋，滤料的填充高度、膨胀高度、水浑浊度以及水位高度没有或不全有检测装置。反冲洗水气电机也没有或不完全安装变频控制器，基本靠控制阀来调节风量和水量。所以要满足不同现场，满足旧厂升级改造和新建项目，则需要研制通用的污水处理生物滤池反冲洗控制器。利用通用的可编程控制器PLC难以实现，且不说PLC计算能力弱，难以实现复杂方法，就是硬件平台也难以实现统一。因为硬件的对应关系必需与软件一直，在已经组建好的系统上做改动，费用很大；用工业控制机可以实现一些复杂的算法，但也需要搭建许多硬件接口平台，很不便于推广使用。

根据国内现有污水处理厂的运行发现，自动化设备投入较低，能耗高，而且系统大多在投产时没能达到设计运行要求，或在运行一段时间后改为部分自动、部分手动的运行状态，特别是曝气池的控制。

一、国内情况：

1、人工操作：反冲洗过程是操作人员根据曝气池污垢情况或定期进行用气和水进行冲洗。

2、采用PLC根据反冲洗操作规程编程进行机械性开启，模式上单一，智能化很低。专利《反硝化池实时自动反冲洗控制系统及运行方法》（专利号：201110022603.8），智能化较高，有单独气水模式和气水联合模式，但该控制器采用工业控制机，成本较高，实现检测参数，则需要多种工控机模块；另外，不能满足多种污水处理厂的使用，不能实现通用化。专利《自来水厂V型滤池的自动反冲洗控制方法》(专利号：200510017534.0)，采用PLC控制柜及手操器结合来实现有故障情况下的生物滤池反冲洗控制。在没有故障情况下PLC控制系统根据水位和时间间隔可进行滤池的反冲洗；在有故障情况下采用手操器来进行操作。该控制系统适合部分污水厂的改造，但智能化较低，也不能实现通用化。

二、国外情况