一种外加碳源精确加药系统及其控制方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114538612A(43)申请公布日2022.05.27(21)申请号202210093691.9(22)申请日2022.01.26(71)申请人哈尔滨工业大学（深圳）地址518055广东省深圳市南山区桃源街道深圳大学城哈尔滨工业大学校区申请人光大水务（深圳）有限公司(72)发明人陈永娟王冠平刘彤宙蒲文鹏尹亚云张永光(74)专利代理机构江苏瑞途律师事务所32346专利代理师郭静(51)Int.Cl.C02F3/30(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种外加碳源精确加药系统及其控制方法(57)摘要本发明公开了一种外加碳源精确加药系统及其控制方法，属于污水处理技术领域。本发明基于缺氧段进水硝氮负荷与出水硝氮浓度，以前馈和反馈相结合的方式精确控制碳源投加，在污水厂出水水质稳定达标的前提下，实现资源的节省，最大程度上解决了加药与出水水质达标滞后性的问题，使污水厂管理向精细化方向迈进。CN114538612ACN114538612A权利要求书1/2页1.一种外加碳源精确加药系统，其特征在于：包括污水处理单元、加药单元和控制单元，所述污水处理单元包括生物池和二沉池，生物池和二沉池之间设置有外回流管道，二沉池通过外回流管道与生物池相连通，其中所述生物池包括厌氧池、缺氧池和好氧池，缺氧池和好氧池之间设置有内回流管道，好氧池通过内回流管道与缺氧池相连通；并且在缺氧池的出水处设置有第一硝氮在线监测仪，在好氧池的出水处设置有第二硝氮在线监测仪，在内回流管道上设置有内回流流量计，在外回流管道上设置有外回流流量计，在污水处理单元的进水处设置有进水流量计、COD仪和进水总氮仪，在污水处理单元的总出水处设置有出水总氮仪；所述加药单元包括碳源储液罐；所述控制单元包括信号采集模块、模型计算模块和加药泵控制模块，其中所述模型计算模块包括前馈控制模块和反馈控制模块。2.根据权利要求1所述的一种外加碳源精确加药系统，其特征在于：在缺氧池前端设置有碳源投加点，碳源储液罐通过管道连接至缺氧池前端处的碳源投加点。3.根据权利要求1所述的一种外加碳源精确加药系统，其特征在于：所述前馈控制模块包括前馈信号采集模块和前馈内置计算模块，前馈信号采集模块用于采集前馈控制所需信号，前馈内置计算模块用于根据所采集的前馈信号计算加药量；并且所述反馈控制模块包括反馈信号采集模块和反馈内置计算模块，反馈信号采集模块用于采集反馈控制所需信号，反馈内置计算模块用于根据所采集的反馈信号计算加药量调整值。4.根据权利要求2所述的一种外加碳源精确加药系统，其特征在于：所述加药单元的碳源储液罐上设置有液位计，用于碳源储液罐中的碳源的液位测量；碳源储液罐与碳源投加点之间设置有隔膜计量泵，用于输送碳源；并且隔膜计量泵的出水口设置有电动阀和加药流量计，用于控制加药流量。5.根据权利要求1‑4中任一项所述的一种外加碳源精确加药系统，其特征在于：所述污水处理单元中设置有一个或多个的厌氧池、缺氧池、好氧池和二沉池。6.一种外加碳源精确加药控制方法，其特征在于：采用权利要求1‑5中任一项所述的外加碳源精确加药系统进行控制，其具体步骤包括：S10、通过控制单元中的信号采集模块采集进水流量、进水总氮仪监测值、进水COD仪监测值、缺氧池出水第一硝氮仪监测值、好氧池出水第二硝氮仪监测值、总出水总氮值、内回流流量、外回流流量、加药泵频率、加药泵冲程、储药罐液位、加药泵流量和加药间设备运行状态的信号；S20、采用模型计算模块中的前馈控制模块和反馈控制模块，将步骤S10中采集的信号经过内置计算模块计算为加药量或者加药量调整值；S30、通过加药泵控制模块将所计算的加药量或者加药量调整值转换为加药泵的工作频率，进而转化成控制信号输出至可编程逻辑控制器，控制加药泵群工作，实现精准加药。7.根据权利要求6所述的一种外加碳源精确加药控制方法，其特征在于：步骤S20的具体过程为：采用前馈控制模块中的前馈信号采集模块采集前馈控制所需的信号，前馈控制模块中的前馈内置计算模块计算加药量，采用反馈控制模块中的反馈信号采集模块采集反馈控制所需的信号，反馈控制模块中的反馈内置计算模块计算加药量调整值；其中，所述前馈控制包括在好氧池出水处设置第二硝氮在线监测仪，在内回流管道上设置有内回流流量计，在外回流管道上设置有外回流流量计，在污水处理单元的进水处设置有进2CN114538612A权利要求书2/2页水流量计和COD仪，并且根据进入缺氧池的硝氮负荷及COD负荷计算理论加药量，并计算缺氧池出口硝氮浓度控制目标值；所述反馈控制包括在缺氧池出水处设置第一硝氮在线监测仪，根据缺氧池出口硝氮浓度与目标值的偏差进行反馈调节。8.根据权利要求6所述的一种外加碳源精确加药控制