專利名稱：一種城市污水廠化學(xué)除磷劑智能投加控制方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)，具體涉及一種城市污水廠的化學(xué)除磷劑智能投加控制方法及實(shí)現(xiàn)該方法的化學(xué)除磷劑智能投加控制裝置。
背景技術(shù)：
污水中的磷主要來自生活污水中的含磷有機(jī)物、合成洗滌劑、工業(yè)廢液、化肥農(nóng)藥以及各類動(dòng)物的排泄物。如果污水未完全處理，磷就會(huì)流失到江河湖海，造成水體富營養(yǎng)化。水體的富營養(yǎng)化現(xiàn)象已成為人類所面臨的嚴(yán)重的水環(huán)境問題之一。國際上的經(jīng)驗(yàn)表明，源自城市污水的磷含量約占流入地表水體總磷負(fù)荷的三分之一，因此降低城市污水中磷含量是防止水體富營養(yǎng)化的主要途徑之一。這里所指的城市污水包括城市生活污水、工業(yè)廢水和城市徑流污水匯流而成的污水。近年來，隨著城市污水和重點(diǎn)工業(yè)廢水氮、磷污染而導(dǎo)致的我國江河湖海富營養(yǎng)化頻繁發(fā)生，對(duì)城市污水和重點(diǎn)行業(yè)工業(yè)廢水脫氮除磷的技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用，已經(jīng)在國內(nèi)引起了廣泛關(guān)注。國內(nèi)建設(shè)比較早的污水廠都沒有除磷措施，隨著《污水排放綜合標(biāo)準(zhǔn)》 (GB8978-1996)實(shí)行，1998年1月1日起建設(shè)(包括改建、擴(kuò)建)的污水廠都要考慮除磷脫氮技術(shù)。除磷方法主要包括生物法、化學(xué)法以及化學(xué)輔助生物法。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)大部分污水廠一般采用生物法進(jìn)行污水除磷，而國外污水廠多采用化學(xué)法或化學(xué)輔助生物法進(jìn)行污水除磷。在采用生物法進(jìn)行污水除磷的情況下，國內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)表明，即使生物除磷系統(tǒng)效率很高，處理出的水中的總磷濃度也很難降到0.5mg/L以下(《污水排放綜合標(biāo)準(zhǔn)》的一級(jí) A標(biāo)準(zhǔn))，為達(dá)到這一嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，還必須采取過濾或投加化學(xué)藥劑等措施。在采用化學(xué)法進(jìn)行污水除磷的情況下，S卩，采用僅投加化學(xué)藥劑的方法可以快速的去除水中的溶解性磷，但是，該方法藥劑投加量大，處理成本較高。生物除磷輔以化學(xué)除磷的化學(xué)輔助生物法是獲得高標(biāo)準(zhǔn)出水水質(zhì)要求的重要方法。其中，化學(xué)除磷部分是通過化學(xué)沉析過程完成的，該工藝是將如鐵鹽、鋁鹽等無機(jī)金屬鹽藥劑或石灰投加到污水中，使其與磷酸鹽形成顆粒狀、非溶解性的物質(zhì)。藥劑的投加點(diǎn)可以在一沉池之前、二沉池之前，也可以在兩處都投加，也可以投加到三級(jí)處理的澄清池之前。在實(shí)際的工藝運(yùn)行中，處理水量和進(jìn)水水質(zhì)變化頻繁，且生物除磷工藝的效果無法及時(shí)檢測(cè)和評(píng)估。如何根據(jù)處理水量和進(jìn)水水質(zhì)等，快速確定所需的投藥量是化學(xué)輔助生物法的化學(xué)除磷中需解決的關(guān)鍵問題?，F(xiàn)有的化學(xué)除磷劑投加控制方法主要包括以下幾種(1)恒投藥量控制該方法以其操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便，成為是目前國內(nèi)污水廠廣泛采用的方式。然而， 在處理水量和進(jìn)水水質(zhì)容易變化的情況下，該方法存在藥劑過量投加或投加不足，影響出水水質(zhì)等問題。
(2)前饋投藥控制根據(jù)處理水量或處理水量與進(jìn)水總磷的乘積，定比例的投加化學(xué)藥劑，當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)變化范圍小、生物除磷效果穩(wěn)定的前提下，定比例前饋投投藥劑能近似跟隨最佳投藥量的變化，但當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)變化明顯時(shí)，生化除磷效果亦發(fā)生變化，此時(shí)，定比例投投藥劑的前饋投藥控制方法并不能正確跟隨投藥量的變化需求，容易造成控制過度或不足。(3)總磷或磷酸鹽的反饋控制該方法所需的檢測(cè)設(shè)備的檢測(cè)周期較長(zhǎng)，且一般放置在廠區(qū)出水區(qū)域，而藥劑的投加點(diǎn)距出水至少有1-2個(gè)小時(shí)的滯后，甚至更久，因此化學(xué)除磷是個(gè)大滯后的控制過程。 大量的控制實(shí)例證明，單純的反饋控制對(duì)大滯后系統(tǒng)起不到較好的控制效果。(4)前饋-反饋聯(lián)合投藥控制一般選取進(jìn)水量作為前饋信息，出水磷含量作為反饋調(diào)節(jié)信息，此方法能基本滿足污水廠化學(xué)除磷的要求，相對(duì)于簡(jiǎn)單前饋控制和反饋控制，在控制出水磷含量和節(jié)省藥耗方面都起到了較為滿意的效果。前饋-反饋聯(lián)合投藥控制的投藥量數(shù)學(xué)模型如下Dose = kxQ + Kp-e + Ki - ^edt + Kd^前饋投藥量
權(quán)利要求
1.一種城市污水廠化學(xué)除磷劑投加控制方法，其中， 所述城市污水廠具有生化池以及化學(xué)除磷劑投加系統(tǒng)，該化學(xué)除磷劑投加系統(tǒng)的化學(xué)除磷劑投加量由以下式確定
2.一種城市污水廠化學(xué)除磷劑投加控制方法，其中， 所述城市污水廠具有生化池以及化學(xué)除磷劑投加系統(tǒng)，該化學(xué)除磷劑投加系統(tǒng)的化學(xué)除磷劑投加量由以下式確定
3.如權(quán)利要求1或2所述的城市污水廠化學(xué)除磷劑投加控制方法，其特征在于， 所述ai、a2、a3的取值范圍分別是，B1 :(0,0. 1)；a2 (-1,0)；a3 (0,40)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的城市污水廠化學(xué)除磷劑投加控制方法，其特征在于， 設(shè)定出水總磷含量的目標(biāo)值Psrt，在各種化學(xué)除磷劑投加量Dose下計(jì)算出水總磷含量Pout和上述目標(biāo)值Pset之間的偏差e，在化學(xué)除磷劑投加量Dose與上述偏差e之間建立模糊隸屬關(guān)系，根據(jù)該模糊隸屬關(guān)系，在除磷過程中按照使上述偏差e減小的方式反饋調(diào)整化學(xué)除磷劑投加量Dose。
5.如權(quán)利要求4所述的城市污水廠化學(xué)除磷劑投加控制方法，其特征在于，當(dāng)偏差|e| > 0. 3時(shí)，說明根據(jù)偏差e反饋調(diào)整化學(xué)除磷劑投加量Dose的頻率過快， 在滿足反饋調(diào)節(jié)時(shí)間間隔不小于出水總磷含量的檢測(cè)時(shí)間間隔的前提下，延長(zhǎng)反饋調(diào)整時(shí)間間隔，并減小反饋投藥量；當(dāng)e始終小于O且< -0. 2時(shí)，說明投藥量偏大，則減小化學(xué)除磷劑投加量Dose ； 當(dāng)e始終大于O且> 0. 2時(shí)，說明投藥量偏小，則加大化學(xué)除磷劑投加量Dose。
6.如權(quán)利要求1或2所述的城市污水廠化學(xué)除磷劑投加控制方法，其特征在于，當(dāng)運(yùn)行工況發(fā)生較大改變時(shí)，對(duì)運(yùn)行工況的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，重新確定參數(shù)以及投藥系數(shù)k。
7.一種城市污水廠化學(xué)除磷劑投加控制裝置，其中， 所述城市污水廠具有生化池以及化學(xué)除磷劑投加系統(tǒng)，該化學(xué)除磷劑投加系統(tǒng)的化學(xué)除磷劑投加量由以下式確定
8.一種城市污水廠化學(xué)除磷劑投加控制裝置，其中， 所述城市污水廠具有生化池以及化學(xué)除磷劑投加系統(tǒng)，該化學(xué)除磷劑投加系統(tǒng)的化學(xué)除磷劑投加量由以下式確定
9.如權(quán)利要求7或8所述的城市污水廠化學(xué)除磷劑投加控制裝置，其特征在于， 所述ai、a2、a3的取值范圍分別是，B1 :(0,0. 1)；a2 (-1,0)； a3 (0,40)。
10.如權(quán)利要求7或8所述的城市污水廠化學(xué)除磷劑投加控制裝置，其特征在于， 設(shè)定出水總磷含量的目標(biāo)值Psrt，在各種化學(xué)除磷劑投加量Dose下計(jì)算出水總磷含量Pout和上述目標(biāo)值Psst之間的偏差e，在化學(xué)除磷劑投加量Dose與上述偏差e之間建立模糊隸屬關(guān)系，根據(jù)該模糊隸屬關(guān)系，在除磷過程中按照使上述偏差e減小的方式反饋調(diào)整化學(xué)除磷劑投加量Dose。
全文摘要
本發(fā)明提供一種城市污水廠化學(xué)除磷劑投加控制方法，其中，所述城市污水廠具有生化池以及化學(xué)除磷劑投加系統(tǒng)，該化學(xué)除磷劑投加系統(tǒng)的化學(xué)除磷劑投加量由以下式確定其中，Dose化學(xué)除磷劑投加量，m3/h；Q進(jìn)水流量，m3/h；k投藥系數(shù)，g/m3，代表每立方米化學(xué)除磷劑所能去除的磷的重量；P0進(jìn)水總磷含量，g/m3；Pout出水磷含量，g/m3；COD生化池進(jìn)水COD，mg/L；NO3生化池進(jìn)水硝氮，mg/L；a1生化池COD的生物除磷系數(shù)，常數(shù)；a2生化池硝氮的生物除磷系數(shù)，常數(shù)；a3生化池前工藝去除的磷含量，g/m3。
文檔編號(hào)C02F9/14GK102464426SQ20101054329
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月15日
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