[实用新型]一种污水处理曝气量智能优化控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种污水曝气智能优化控制系统，特别是用于目前大多数污水处理厂曝气工艺是两个或多个并行的生物曝气池，实现在线精确控制曝气量。 

背景技术

在目前的控制技术中，大多数污水处理厂采用两个简单的单回路控制对溶解氧浓度进行调节。一是采用溶解氧浓度检测仪和鼓风机作为简单的控制回路。当溶解氧浓度大于设定值时，调小鼓风机频率；当溶解氧溶度过大时，调大溶解氧浓度。二是采用溶解氧浓度检测仪和气体流量调节阀作为控制回路。当两个或多个并行的生物曝气池溶解氧浓度出现不平衡时，一般采用人工手动控制或采用简单的专家控制系统对溶解氧浓度进行控制。上述控制方法缺点在于：多个曝气池的气体流量阀门的控制和鼓风机频率的控制中存在控制作用耦合的现象，不能准确的控制溶解氧浓度。

本实用新型针对目前我国大多数污水处理厂曝气工艺一般由两个或多个并行的生物曝气池组成，活性污泥法污水处理自动化水平相对落后的现状，进行探索应用智能控制策略的可行性与有效性。由于污水处理过程中原生污水的水质不稳定，外界环境干扰严重，在净水手段上主要是利用微生物的生命活动来清除有机物，影响污水处理效果的因素很多，因此，建立污水过程的精确模型十分困难，而基于精确数学模型的各种控制方法对污水处理过程的控制也就显得更加难以取得理想的效果。所以采用先进的优化控制方法，对控制溶解氧浓度有着十分重要的意义。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种污水处理曝气量智能优化控制系统，可实现对曝气流量进行精确控制，使得每个曝气池溶解氧浓度达到目标要求，出水达到既定的污水排放标准，从而减少鼓风机耗电量、节约运营成本。

为实现上述目的，本实用新型的技术内容叙述如下：

一种污水处理曝气量智能优化控制系统，其特征在于，包括曝气设备、曝气控制器、PLC系统、上位机监控系统、污水曝气智能优化控制器，检测仪表将检测的原水流量A1、溶解氧浓度A3的模拟量信息数据信息通过硬接线方式或网络通讯方式传入PLC系统，PLC系统根据溶解氧浓度设定值计算出曝气量，通过曝气控制器将曝气量A2输出模拟量信号给曝气设备；所述的PLC系统与上位机监控系统、上位机监控系统与污水曝气智能优化控制器进行数据通讯。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

采用鼓风机曝气量智能控制，可对曝气流量进行精确控制，使得每个曝气池溶解氧浓度达到目标要求，出水达到既定的污水排放标准，从而减少鼓风机耗电量、节约运营成本。

附图说明

图1是本实用新型方法所采用曝气控制系统的结构图。

具体实施方式

本实用新型采用的技术方案是在线控制曝气流量：将溶解氧测量仪采集到检测的各个曝气池溶解氧浓度和溶解氧浓度设定值经过专家知识库推出一组溶解氧浓度特征值，并将此溶解氧浓度特征值经过模糊控制器进行推算，计算出最佳的鼓风机曝气量，来精确调节鼓风机频率，对曝气量进行有效的分配。

在图1中主要由三层结构组成：工艺控制层L0、基础自动化层L1和过程控制层L2。在L0层由工艺设备曝气设备（鼓风机和气体流量调节阀）、曝气池、二沉池组成。传递的信息数据有A1（原水流量）、A2（鼓风机曝气量）、A3（溶解氧浓度）、A4（PLC与上位机之间的信息）、A5（上位机与污水曝气智能优化控制之间的信息）检测仪表通过硬接线方式或网络通讯方式将检测信息A1、A3与PLC系统传递模拟量信息数据，PLC根据溶解氧浓度设定值计算出曝气量输出模拟量输出信号A2给鼓风机和气体流量调节阀。

在基础自动化层L1由PLC控制系统L1_1、曝气控制器PLC系统L1_2和上位机监控系统L1_3组成。在L1_1中将检测变量信息数据A3进行滤波处理，并根据处理后A3数据信息，在L1_2选择曝气控制器输出A2控制量。而在L1_3上实现重要数据显示、实时数据显示、报警和报表记录，并通过通讯方式与L1_1、L1_2和L2_3（过程控制系统计算机）进行数据传递。在L2层中的包含污水曝气智能优化控制模块L2_1（鼓风机曝气量专家模糊智能控制系统、鼓风机频率控制和流量调节阀的专家解耦控制、气体流量调节阀模糊解耦控制）。L2完成重要参数调整和录入（如滞后时间）、专家数据备份等重要功能。