[发明专利]用于污水处理模糊化的精准曝气控制系统及模糊控制方法

说明书

本发明属于市政污水技术领域，公开了一种用于污水处理模糊化的精准曝气控制系统，包括前端仪表、变频系统以及后端控制系统，所述后端控制系统包括PLC控制系统、触摸屏以及模糊控制器，PLC控制系统的可编程逻辑控制器分别与模糊控制器和触摸屏通信连接；以及一种基于精准曝气控制系统模糊控制器的模糊控制方法；本发明解决了传统控制系统能耗高，波动过大会干扰生物系统的工作，系统中的某一台仪表出现故障后，造成整个控制系统的失效，以及不准确的系统测量参数造成错误的控制输出的问题。

技术领域

本发明属于市政污水技术领域，具体涉及一种用于污水处理模糊化的精准曝气控制系统及模糊控制方法。

背景技术

规模一定的污水处理厂，其能源的利用依其位置、污水浓度、处理深度、厂内回用、工艺选择和运行模式而有显著差别，因此提出普遍适用的污水处理厂能耗等级是不实际的，通常传统的生物氧化塘和土地处理系统是对能耗变化不敏感的。高级处理工艺经常需要大量的一次能源，也需要大量化学药剂以及有关的二次能源。进水浓度、水利条件、厂内能量回收的设计和运行模式等因素对电力能源和燃料能源的消耗影响较大。

大多数污水处理厂，曝气系统电耗在总的能耗中占有很大比重，改进曝气系统的运行是降低污水处理厂能耗费用最佳途径之一。活性污泥工艺的需氧量随处理水量和污水的有机负荷变化而变化。通常在污水处理厂日流量变化中，每天早上随着污水流量和供氧量需求也同时增加。相反地，夜间流量减少时，供气量也应减少。提高溶解氧自控控制水平可以比手动控制节约10％-35％的能量。

污水处理厂传统典型的曝气控制类型主要有两大类：

第一类是直接控制风机，系统采集安装在好氧池中的溶解氧分析仪测得的溶解氧值，与系统的设定值(此设定值可以由用户设定)进行比较，如果实际溶解氧值比设定值大，则减小风机转速，从而减少曝气量，逐渐使好氧池的溶解氧下降，最终与设定值一致，如果实际溶解氧值比设定值小，则增大风机转速，从而增大曝气量，逐渐使好氧池的溶解氧上升，最终与设定值一致，对于这种控制方式，曝气管道的空气压力会有一定波动，不利于曝气的控制，一般用于小型污水处理厂的曝气控制。

第二类是直接控制阀门，系统采集安装在好氧池中的溶解氧分析仪测得的溶解氧值，与系统的设定值进行比较，按照上述第一类的控制方式去控制阀门开度，同时，系统采集曝气管道的压力，并与压力设定值比较，如果实际压力比设定值大，则减小风机转速；如果实际压力比设定值小，则增大风机转速；最终使曝气管道的压力保持恒定，对于这种控制方式，在曝气管道压力恒定的情况下，阀门开度与曝气量的线性关系比较好，能够较好的控制曝气量，一般用于大、中型污水处理厂的曝气控制。

以上两种传统控制方法的缺点在于：

a.由于时间延迟，即从开始曝气到池内DO(溶解氧)变化需要一段时间，造成溶解氧的控制波动很大；

b.传统方法能耗高，为了保证安全运行，系统的DO设定值只能保持在较高的数值上，保持了过大的余度而造成浪费；

c.过大的波动会使得池内的生物环境不稳定，干扰生物系统的工作；

d.曝气池溶解氧过高会导致活性污泥氧中毒，导致曝气池出水COD升高。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种用于污水处理模糊化的精准曝气控制系统及模糊控制方法，用于解决传统控制系统能耗高，波动过大会干扰生物系统的工作，系统中的某一台仪表出现故障后，造成整个控制系统的失效，以及不准确的系统测量参数造成错误的控制输出的问题。

本发明所采用的技术方案为：

一种用于污水处理模糊化的精准曝气控制系统，包括前端仪表、变频系统以及后端控制系统，所述后端控制系统包括PLC控制系统、触摸屏以及模糊控制器，PLC控制系统的可编程逻辑控制器分别与模糊控制器和触摸屏通信连接；