[发明专利]一种基于活性污泥处理污水工艺中实时曝气精确控制方法

权利要求书

1.一种基于活性污泥处理污水工艺中实时曝气精确控制方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

步骤一：污水处理装置包括好氧反应池以及用于对好氧反应池进行曝气的鼓风机、模型计算模块和执行控制模块，好氧反应池内部接种有好氧活性污泥；

好氧反应池的进水端、反应池内以及出水端分别设置传感器，用以对进水水量、进水水质、进水溶解氧、池内溶解氧、池内温度、出水水量、出水水质和出水溶解氧进行实时测量；所述传感器与模型计算模块电路连接；模型计算模块与执行控制模块电路连接；执行控制模块与鼓风机电路连接；

步骤二：在好氧反应池对污水进行处理的过程中，根据进水水性数据波动范围和水力停留时间设置时间分界点，相邻两个时间分界点之间的时间长度为阶段时间段t_i；根据每个阶段时间段传感器传递至模型计算模块的进水水量、进水水质、进水溶解氧、池内溶解氧、池内温度、出水水量和出水溶解氧的数据，以阶段时间t_i为间隔，每个阶段时间段通过公式(1)数学机理模型计算得出好氧反应池所需溶解氧浓度S_O，set，i；

所述时间分界点按如下方式设置：

①根据进水水性数据波动范围设置时间分界点：在好氧反应池对污水进行处理的过程中，先设置进水水性数据的波动幅度，以正常运行阶段开始时的时间点为第一个时间分界点，记录第一个时间分界点下的进水水性数据；当某一时刻任意一个进水水性数据与前一个时间分界点之间的任意一个进水水性数据变化量超过波动幅度时，则该时刻记为一个新的时间分界点；

②根据好氧反应池的水力停留时间HRT设置时间分界点：

以第i个时间分界点开始，将水力停留时间的结束时间点设为新的时间分界点；

公式(1)

公式(1)中，Q_in为进水流量，L/min；S_O，in为进水中溶解氧含量，mg/L；V为好氧反应池体积，m³；α为污水中氧总传质系数修正系数，0.4～0.8；K_La(20)为水温为20℃时的氧总传质系数；β为污水中溶解氧饱和值修正系数，0.70～0.98；ρ为压力修正系数；S_O，sat为好氧反应池内混合液溶解氧饱和浓度平均值，mg/L；S_o为好氧反应池内混合液溶解氧浓度平均值，mg/L；1.024为温度系数；T为实际水温，℃；F为曝气扩散设备堵塞系数，0.65～0.9；Q_out为出水流量，L/min；S_O，out为出水中溶解氧含量，mg/L；R_r为微生物消耗溶解氧的速率，mg/(L·min)；

步骤三：以周期时间T_j为间隔，每个周期时间T_j内，通过公式(2)将步骤二所得各个阶段时间段t_i的溶解氧浓度S_O，set，i转换成好氧反应池所需鼓风供气量G_j，根据好氧反应池所需鼓风供气量G_j，通过控制执行模块调控鼓风机的曝气风量；所述周期时间T_j为好氧反应池内的水力停留时间HRT，由若干个阶段时间段t_i组成；所述周期时间T_j以第一个时间分界点为起始时间，以水力停留时间结束时对应的时间分界点为终止时间，接着以第二个时间分界点为起始时间进入下一个周期时间段，滚动循环；

公式(2)中，V为好氧反应池体积，m³；t_i为第i阶段时间段持续的时间，min；S_O，set，i为第i阶段好氧反应池所需的溶解氧浓度，mg/L；T_j为第j周期持续的时间，min；ω为氧在空气中所占的质量分数，kg/m³；E_A为氧利用效率，％。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于公式(1)中ρ＝所在地点实际气压/1.013*10^5。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述进水水质包括进水总化学需氧量COD、进水氨氮NH₄⁺-N值、进水总磷TP值和进水pH值。