申请/专利权人：北控水务(中国)投资有限公司

申请日：2020-01-08

公开（公告）日：2024-06-18

公开（公告）号：CN111087073B

主分类号：C02F3/30

分类号：C02F3/30

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.18#授权;2020.05.29#实质审查的生效;2020.05.01#公开

摘要：本发明公开了一种基于同步硝化反硝化机制的污水处理生化需氧控制系统及方法，本发明主要应用于低进水负荷、连续流市政污水处理工艺，控制系统包括：在线监测系统、曝气系统以及PLC控制系统。通过采集进水数据作为前馈参数和生化沿程的过程参数，利用神经网络算法的同步硝化反硝化生化反应模型，得到最优的硝化‑反硝化状态的控制策略。该系统及方法可适用于低进水负荷下降低电耗和低CN下降低碳源投加的物耗，整体实现系统节能降耗，同时保障COD、NH3‑N达标和TN去除。本发明适用范围大，操作简单易行，适用于各种规模的污水处理厂；改造难度小，节能降耗效果明显，可依据水厂自控条件，通过小幅的改造即获得较大的节能降耗收益。

主权项：1.一种基于同步硝化反硝化机制的污水处理生化需氧控制方法，实现该方法的系统包括在线监测系统、曝气系统以及PLC控制系统，其中：在线监测系统包括COD分析仪、NH3-N分析仪、DO测量仪、pH测量仪、温度测量仪、MLSS分析仪和进水流量测量仪；其中，COD分析仪、NH3-N分析仪分别布置在生化系统进水端、好氧池前、中以及末端，NH3-N分析仪、NO3-N分析仪、DO测量仪分别布置在好氧池前、中以及末端；pH测量仪、温度测量仪以及MLSS分析仪布置在好氧池中段；进水流量测量仪布置在进水端；在线监测系统的各个仪表与PLC控制系统通过电气连接；曝气系统包括鼓风机、曝气管路和曝气自动控制阀；鼓风机与曝气管路相连接，在曝气支管末端设置有曝气自动控制阀，鼓风机和曝气自动控制阀门与PLC控制系统电气连接；其特征在于：基于同步硝化反硝化生化反应进行开发的污水处理系统生化需氧量DO预测模型，利用神经网络算法，采用进水COD分析仪、NH3-N分析仪以及进水流量Q测量仪在线监测数据作为前馈参数，得到前馈生化需氧量f0DO，f0DO计算公式如下： 式中：Q、COD、NH3-N分别为进水流量、COD浓度以及NH3-N浓度，A1至A3，B1至B3，C1至C3为生化反应动力学系数，分别对应：溶菌和衰减的速率常数、基于基质的最大生长速率、易生物降解基质的生长饱和抑制系数、异养菌产率系数、异养菌衰减系数、硝化菌最大比增长速率、聚磷菌最大比生长速率、自养菌的最大生长率、氨氮的自养菌饱和系数，各级反应参数根据生化池内的pH、MLSS以及温度调整；基于同步硝化反硝化生化反应进行开发的污水处理系统生化需氧量DO预测模型，采用好氧区沿程COD分析仪、NH3-N分析仪以及DO测量仪在线监测数据作为过程参数；对f0DO所得的生化需氧量进行修正，得到fDO；根据修正后的生化需氧fDO与曝气风机供氧量，N为最低频供氧量，通过PLC控制系统调节鼓风机的启停或频率，或曝气自动控制阀的开度，对生化好氧池内的溶氧状态进行时间或空间上的交替调控，其优化策略如下： 生化好氧池内的溶氧状态分为硝化态和反硝化态，其中硝化态期间好氧池内溶氧控制在1～1.5mgL，反硝化态期间好氧池内溶氧控制在0.3mgL。

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