[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

说明书

本发明公开了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，所述方法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数据，计算得出好氧反应池所需溶解氧浓度S_O，set，i；以周期时间T_j为间隔，将各个阶段时间段的溶解氧浓度S_O，set，i转换成好氧反应池所需鼓风供气量G_j，通过控制执行模块调控鼓风机的曝气风量；本发明克服了污水处理曝气风量调节的粗犷性、盲目性，可以实时动态的计算出好氧反应池当前所需的溶解氧浓度，做到按需曝气，在保证出水达标、生化处理系统稳定的情况下，节省能耗。

(一)技术领域

本发明涉及污水处理的曝气领域，特别是涉及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。

(二)背景技术

活性污泥法是一种典型的生物处理方法，是目前市政污水厂广为采用的主流污水处理方式，其基本原理是利用活性污泥微生物的新陈代谢作用，分解、吸收或吸附污水中的污染物最终实现去除污染物、净化水质的过程。

曝气环节是该类污水处理厂的核心环节，一方面，活性污泥微生物只有在适宜的溶解氧条件下才能维持自身生长繁殖的需要，进而完成一系列脱氮除磷过程，使出水达标排放；另一方面，可以防止池内悬浮体下沉，加强池内有机物与活性污泥微生物及溶解氧接触。曝气过程是污水处理厂主要的能耗单元，曝气的电耗占污水处理厂总电耗的60％以上。因此，在污水处理过程中通过对曝气的精确控制，对提高污水处理效能，实现污水处理厂节能降耗运行具有重要意义。

目前存在的多种曝气控制方式，如恒定值控制、人工经验控制、模糊控制、神经网络控制等，其核心模型多为经验公式，缺乏生物学机理模型或模型欠完善，且多有曝气滞后、曝气不合理、调控频繁等问题，造成资源浪费。因此，有必要开发一种基于生物学机理模型的活性污泥工艺实时曝气精确控制方法。

(三)发明内容

本发明目的是提供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，根据进水水量、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等信息，实时、动态、精确地计算并预测好氧反应池所需供气量，根据供气量对鼓风机进行调节，做到按时按需曝气，出水稳定达标，解决了现有曝气模型中生物学机理欠完善，曝气不合理，控制粗放，对鼓风机调控频繁，能耗过高、资源浪费的问题。

本发明采用的技术方案是：

本发明提供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，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：