[发明专利]一种基于耗氧速率测定仪的曝气控制系统与方法

说明书

本发明公开了一种曝气控制系统，该系统包括：数据采集单元、PLC控制单元、曝气单元，所述数据采集单元包括OUR测定仪与DO测定仪，所述曝气单元包括鼓风机、微孔曝气头与流量计，所述PLC控制单元包括控制柜、显示屏等硬件及控制软件，所述控制软件中包括基于OUR值、OTE值及溶解氧值为主的控制单元和以DO反馈的保护单元。本申请还提供了利用所述曝气控制系统进行曝气控制的方法，其将基于OUR的精确曝气算法和DO反馈保护模块相结合，不仅可以实现准确监测污泥活性，实现曝气量的精确控制，还能解决系统出现问题时造成的溶解氧长期过高或者过低，达到长期稳定的出水水质及节能降耗的目的。

技术领域

本发明涉及污水处理领域，尤其涉及一种基于耗氧速率测定仪的曝气控制系统与方法。

背景技术

在现阶段我国的产业发展及能源利用中，节能减排仍然是一个很重要的课题。目前。我国城镇污水处理能效还处于较低阶段，吨水高能耗仍然较高；众所周知，污水处理行业是高耗能行业，2012年我国污水处理行业总电耗高达125亿kWh，单位电耗为0.29kWh/m³，如果电费价格为0.7元/kWh，则总电费将近90亿元，且现阶段我国目前还有很大一部分污水厂没有污泥处理设施。而随着各地提标改造的实施，我国污水处理能耗将进一步增大。因此，节能降耗是目前我国污水处理厂运营管理的重要任务。

曝气系统是污水生物处理工艺中非常重要的一部分，主要用在对耗氧池进行供氧，同时也是最主要的耗能环节。通常情况下约占污水厂运营总电耗的50％～70％，因此降低曝气阶段的能耗，是污水处理厂节能降耗的重中之重。曝气控制策略即是通过采用自动化控制仪表、仪器对污水处理过程曝气量实现自动、精确的调控，以达到出水水质稳定达标、节能降耗及减少人员干预的目的。

目前，国内最普遍的曝气控制方法还是较粗放的人工调试方式，通常是根据操作员的经验来确定曝气量，如果出水水质没有发生长期、明显的波动，就不会对曝气量进行实时调节；一旦运行条件发生改变，对于曝气量的调节仍然只是根据经验调大调小，从而造成曝气不足或曝气过度的问题，甚至有的处理厂的曝气系统长期处于超过正常负荷状态下运行，不仅对于出水水质没有保证，更会造成大量的能耗浪费。且大多控制策略没有涉及氧气的传质效率，不能准确把握曝气量和转化率的关系导致曝气量控制不准确。

目前，对于采用ORP(氧化还原电位)和pH来进行曝气控制的系统，由于ORP和pH与曝气量并没有直接的线性关系，且ORP值短期内延时严重，在硝化-反硝化过程中很难准确判定，所以实际应用中并不广泛。以水质指标作为前馈的曝气控制，基本原理是通过污染物浓度来计算需要提供的氧气量，但是污水水质指标大多依靠实验测定，测定时间需要数小时甚至数天，这对实时控制的作用不大。在线水质检测仪表也有数小时的延迟，且价格昂贵，尚未完全普及。

而间歇式曝气通过对鼓风机的反复启停，使耗氧池处于曝气和不曝气的交替状态，简单实用，但控制性能不稳定，鼓风机一般处于最大负荷，能耗高，且会减少风机寿命，并且差别较大的曝气量的控制，也会降低曝气的精度。因此，目前亟需提供一种精确可靠的曝气控制方法。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种曝气控制的系统与方法，能够实现精确曝气，并达到节能降耗的目的。

有鉴于此，本申请提供了一种曝气控制系统，包括：数据采集单元、PLC控制单元与曝气单元，所述数据采集单元包括耗氧速率测定仪与溶解氧测定仪，所述曝气单元包括鼓风机、微孔曝气头与流量计，所述PLC控制单元包括控制柜与显示屏，所述控制柜中设置有控制软件，所述控制软件中包括基于耗氧速率值及溶解氧值的控制单元和以DO反馈的保护单元；

所述耗氧速率测定仪的检测部伸入曝气池中，所述耗氧速率测定仪与PLC控制单元信号连接；

所述溶解氧测定仪的检测部伸入曝气池中，所述溶解氧测定仪与PLC控制单元信号连接；