一种利用数学模型动态精确控制生化池鼓风供气量的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及水处理的曝气控制领域，特别是涉及一种利用数学模型动态精确控制 生化池鼓风供气量的方法。
【背景技术】
[0002] 利用鼓风机给生物反应池好氧区供氧以去除五日生化需氧量、脱氮的废水处理系 统的现有技术中，对供氧量的控制，绝大多数是根据好氧池中废水的溶解氧浓度来控制的。 即，当其溶解氧浓度低于设定值时，适当加大供氧量；当其溶解氧浓度高于设定值时，适当 减小供氧量。
[0003] 供氧量与曝气量是正比关系，在同一环境条件下，曝气量与鼓风机的供气量是正 比关系，所以控制供氧量最终是通过控制鼓风机供气量来实现的。
[0004] 现有技术的加大和减小供氧量方法，绝大多数是人工增、减鼓风机运行的台数或 调节带变频控制的鼓风机运行频率。
[0005] 废水处理的目标是将废水中污染物的超标含量降至达标值以下，其中最重要和核 心的环节或方法之一就是利用鼓风机给生物反应池好氧区供氧以去除五日生化需氧量、脱 氮，溶解氧浓度只是生物反应池中好氧区进行生化反应的一个必要但不充分的条件，其浓 度达到或高于标准值（或称之为现有技术的设定值）并不意味着被处理的废水的污染物指 标已降至达标线以下，所以现有技术根据溶解氧浓度去控制曝气量至少存在两点隐患：
[0006] (1)水质已经达标但溶解氧浓度在设定值以下时，系统被加大曝气量，从而造成资 源的浪费和运营费用无意义的增高。
[0007] (2)水质尚未达标但溶解氧的浓度在设定值以上时，系统被减少曝气量，从而可能 造成出水水质不达标排放，可能对环境造成二次污染。
[0008] 一般采用这种工艺方法的中等规模污（废）水处理厂，曝气用鼓风机的电耗占全 厂总电耗的30%或以上，而全厂的电耗占全部运营费用的30%以上。因此，发明人发现，找 到一种能节省曝气用鼓风机电耗从而降低污水处理运营费用的方法具有非常重要的经济 意义。
【发明内容】
[0009] 基于上述现有技术所存在的问题，本发明提供一种利用数学模型动态精确控制生 化池鼓风供气量的方法，能适时、动态、精确地计算出好氧池中需要曝气量，进而对生化池 鼓风曝气量进行准确控制，节能、降耗且提高运行可靠性。
[0010] 为解决上述技术问题，本发明提供一种利用数学模型动态精确控制生化池鼓风供 气量的方法，包括：
[0011] 获取计算生化池鼓风曝气量的相关参数，所述相关参数为计算用数学模型公式Gs =0. 119X1. 082CI_t{〇. 01X1. 47Q(S〇-Se)-l. 42yYtQ(S〇-Se)/1000+4. 57 [0. 01Q(Nk-Nke)-0. 12 yYtQ(S0-Se)/1000]-0? 62X4. 57D。[0? 001Q(Nt-Nke-Nj-0? 12yYtQ(S0-Se)/1000]}/EA(标记为 公式（1)，下同）中的参数；
[0012] 所述公式（1)中的各参数表示：
[0013] Gs一一好氧池需要鼓风供气量；
[0014] T--当前好氧池水温[°C];
[0015] Q--好氧池进水流量[m3/d];
[0016] S。--好氧池进水五日生化需氧量[mg/L];
[0017] Se--好氧池出水五日生化需氧量[mg/L];
[0018]Nk 好氧池进水总凯氏氣浓度[mg/L];
[0019] Nke一一好氧池出水总凯氏氮浓度[mg/L];
[0020] y--MLSS中MLVSS所占比例，设定为0? 65?0? 8 ;
[0021] Yt--污泥总产率系数，设定为〇? 4?0? 8 [kgVSS/kgBOD5];
[0022] D。--好氧池中溶解氧浓度[mg/L];
[0023]Nt--好氧池进水总氮浓度[mg/L];
[0024]Noe--好氧池出水硝态氮浓度[mg/L];
[0025] Ea--曝气器氧的利用率，设定为10?30 [% ];
[0026] 获取相关参数后利用所述公式计算得到好氧池鼓风供气量&，根据计算得到的所 述鼓风供气量Gs对鼓风机变频器的运行频率值进行控制，使鼓风机的供风量等于或无限接 近所述计算的鼓风供气量Gs。
[0027] 本发明的有益效果为：由于控制所用的数学模型，不仅使用了静态的可设定参数 如MLSS中MLVSS所占比例y，污泥总产率系数Yt，曝气器氧的利用率EA，以及动态参数当前 好氧池中废水的溶解氧浓度D。，而且还使用了以下动态参数：当前水温T、好氧池进水流量 Q以及能表示当前好氧池中水质的污染物指标参数：好氧池进水五日生化需氧量S。、好氧池 出水五日生化需氧量S6、好氧池进水总凯氏氮浓度Nk、好氧池出水总凯氏氮浓度Nk6、好氧池 进水总氮浓度Nt、好氧池出水硝态氮浓度凡6等。使得通过本公式（1)计算得到的作为控制 依据的鼓风供气量，不仅与当前好氧池中废水的溶解氧浓度有关，而且与当前水温、进水流 量以及水质也有适时、动态和精确的对应关系，这样当废水中污染物指标参数较低时，鼓风 供气量也会降低，从而起到节能降耗的作用；当废水中污染物指标参数较高时，鼓风供气量 会升高，从而保证被处理的废水最终能达标。因此利用本发明的数学模型动态精确计算鼓 风供气量，不仅以溶解氧浓度为依据而且增加了以水质指标为依据，更贴近客观现实、更节 能、排放达标的可靠性更高。
【附图说明】
[0028] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用 的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本 领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他 附图。
[0029] 图1为本发明实施例提供的方法实际应用中的控制流程图。
【具体实施方式】
[0030] 下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例 仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术 人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
[0031] 如图1所示，本发明提供一种利用数学模型动态精确控制生化池鼓风供气量的方 法，包括：
[0032] 获取计算生化池鼓风曝气量的相关参数，所述相关参数为计算用数学模型公式Gs =0. 119X1. 082CI_t{〇. 01X1. 47Q(S〇-Se)-l. 42yYtQ(S〇-Se)/1000+4. 57 [0. 01Q(Nk-Nke)-0. 12 yYtQ(S0-Se)/1000]-0. 62X4. 57Do[0. 001Q(Nt-N