申请/专利权人：中国市政工程华北设计研究总院有限公司

申请日：2024-03-29

公开（公告）日：2024-06-11

公开（公告）号：CN117970815B

主分类号：G05B13/04

分类号：G05B13/04;C02F3/00;C02F3/30

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.11#授权;2024.05.21#实质审查的生效;2024.05.03#公开

摘要：本发明涉及一种基于预测控制流程优化的A2O工艺出水TN预测控制方法，包括设置过程核心参数在线监测仪表、确定生物处理系统出水溶解性TN控制浓度、实时预测与对比分析生物处理系统出水溶解性TN浓度、结合实时预测分析结果分类采取工艺调控技术方法等4个步骤。本发明通过基于缺氧池出水端过程核心参数氨氮和硝酸盐氮在线监测的出水溶解性TN浓度的实时预测及TN预测控制流程的缩短优化，可解决商业模型、前馈‑反馈控制等现有城镇污水处理厂出水TN预测控制方法输入参数多、基于进水水质预测出水TN、受进水水质水量波动影响、预测控制流程长、预测控制准确性不高、出水TN超标风险大、碳源过量投加、技术适应性差等系列问题。

主权项：1.一种基于预测控制流程优化的A2O工艺出水TN预测控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、设置过程核心参数在线监测仪表，为预测控制提供参数支撑：所述在线监测仪表包括在线氨氮仪（2）和在线硝酸盐氮仪（3），供预测控制器（1）对A2O工艺生物处理系统出水溶解性TN浓度STN出实进行实时预测；还包括第一在线流量计（4）、第二在线流量计（5）和第三在线流量计（6），供所述预测控制器（1）对生物处理系统进水量、混合液内回流量和污泥回流量进行实时监测；步骤S2、确定生物处理系统出水溶解性TN控制浓度STN出控，为预测结果对比分析提供基准：结合出水排放标准、出水TN控制浓度TN控和出水SS的氮含量，确定生物处理系统出水溶解性TN控制浓度STN出控=TN控-SS×10%；步骤S3、实时预测与对比分析生物处理系统出水溶解性TN浓度STN出实，为工艺调控提供预测支撑：根据所述在线氨氮仪（2）实时监测的缺氧池出水端氨氮浓度NH3-N缺末和在线硝酸盐氮仪（3）实时监测的缺氧池出水端硝酸盐氮浓度NO3-N缺末，预测控制器（1）实时预测生物处理系统出水溶解性TN浓度STN出实，同时预测控制器（1）对实时预测的生物处理系统出水溶解性TN浓度STN出实和生物处理系统出水溶解性TN控制浓度STN出控进行实时对比分析；步骤S4、结合实时预测分析结果及缺氧池出水端硝酸盐氮控制浓度，针对碳源投加系统（7）和内回流系统的内回流泵（8），所述预测控制器（1）采取分类调控措施；所述预测控制器（1）以缺氧池出水实时溶解性TN浓度，实时指导碳源投加系统（7）的动态科学调控：根据实时预测的生物处理系统出水溶解性TN浓度STN出实、生物处理系统出水溶解性TN控制浓度STN出控及TN达标前提下缺氧池末端硝酸盐氮控制浓度，基于出水TN稳定达标和内回流系统节能降耗，采取分类调控措施，分类调控标准包括三类：第一类为STN出实＞STN出控；第二类为STN出实≤STN出控且NO3-N缺末＞0.5mgL；第三类为STN出实≤STN出控且NO3-N缺末≤0.5mgL；A、当STN出实＞STN出控时，缺氧池需强化去除的硝酸盐氮浓度△NO3-N为STN出实－STN出控mgL，所述预测控制器（1）启动调增所述碳源投加系统（7）碳源投加泵的碳源投加流量，至STN出实≤STN出控时，所述预测控制器（1）停止调增所述碳源投加系统（7）的碳源投加流量；结合工艺实际运行控制参数，需调增的碳源投加流量△q碳源的计算模型为△q碳源=[Q进＋Q内＋Q外×△NO3-N×K碳投ρ碳源×H碳含×M碳COD]Lh，其中Q进为生物处理系统实时进水流量，单位为m3h；Q内为内回流系统实时回流量，单位为m3h；Q外为外回流系统实时回流量，单位为m3h；K碳投为碳源投加系数，即碳氮比CODTN；ρ碳源为碳源的密度，单位为kgm3；H碳含为碳源的有效含量；M碳COD为外加碳源的COD当量，单位为gCODg碳源；B、当STN出实≤STN出控且NO3-N缺末＞0.5mgL时，预测控制器（1）启动调减内回流系统的内回流泵（8）的实时回流量Q内，结合NO3-N缺末采取渐进式动态流量调减模式，调减幅度为5%-10%，至缺氧池出水端在线硝酸盐氮仪（3）实时监测的NO3-N缺末≤0.5mgL时，预测控制器（1）停止调减内回流系统的内回流泵（8）的实时回流量Q内；C、当STN出实≤STN出控且NO3-N缺末≤0.5mgL时，预测控制器（1）不发出调控指令，维持现状碳源投加量、内回流量和外回流量。

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