用于Orbal氧化溝的精確曝氣控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于Orbal氧化溝的精確曝氣控制系統(tǒng)，包括設(shè)備層、自動化層及智能監(jiān)控層；設(shè)備層包括轉(zhuǎn)碟、Orbal氧化溝及沉淀池，自動化層包括進(jìn)水儀表、生物池儀表、出水儀表、變頻器和PLC控制系統(tǒng)，智能監(jiān)控層包括上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、參數(shù)輸入、Orbal工藝仿真和表面曝氣設(shè)備仿真，基于Orbal工藝仿真和表面曝氣設(shè)備仿真實(shí)現(xiàn)精確曝氣控制，工藝仿真模型能夠根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)、進(jìn)水量和生物池中溶解氧的變化動態(tài)計算需氧量，由表面轉(zhuǎn)碟模型動態(tài)計算出設(shè)備的精確控制參數(shù)，從而使生物池處在最優(yōu)化的運(yùn)行狀態(tài)，出水達(dá)到既定的污水排放標(biāo)準(zhǔn)，從而減少轉(zhuǎn)碟的耗電量、節(jié)約運(yùn)營成本。
【專利說明】
用于Orba I氧化溝的精確曝氣控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及城市污水處理自動控制領(lǐng)域，具體涉及一種用于Orbal氧化溝的精確曝氣控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]Orbal氧化溝是氧化溝工藝的一種類型，氧化溝又名連續(xù)循環(huán)Orbal氧化溝，是活性污泥法的變形。氧化溝工藝因其出水水質(zhì)好、運(yùn)行穩(wěn)定、管理方便等技術(shù)特點(diǎn)，是國內(nèi)生活污水處理和工業(yè)污水處理采用最多的工藝。曝氣是整個污水處理工藝的核心，能耗占整個污水處理廠的40%-50%，然而在國內(nèi)氧化溝工藝的發(fā)展過程中，大部分污水處理廠的運(yùn)行水平還停留在人工階段，只要出水能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，曝氣量基本不會改變。由于研究不足，使得目前國內(nèi)氧化溝工藝還普遍存在轉(zhuǎn)碟性能不高、缺乏系統(tǒng)的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范、工藝自動運(yùn)行控制水平不高等問題，無論新廠建設(shè)還是提標(biāo)改造，都迫切需要優(yōu)化的運(yùn)行技術(shù)和先進(jìn)的設(shè)備。
[0003]在目前的曝氣控制技術(shù)中，大多數(shù)污水處理廠采用溶解氧濃度檢測儀和轉(zhuǎn)碟作為一個閉環(huán)反饋回路。當(dāng)溶解氧濃度大于設(shè)定值，調(diào)小轉(zhuǎn)碟的運(yùn)行頻率；當(dāng)溶解氧濃度過大時，調(diào)大轉(zhuǎn)碟的運(yùn)行頻率。上述控制方法只有在進(jìn)水水質(zhì)穩(wěn)定、生物池溶解氧分布均勻的理想狀態(tài)才能起到作用，而實(shí)際污水處理廠運(yùn)行中，進(jìn)水水質(zhì)波動很大，進(jìn)水量在不同時期也是不一樣的，這樣對生物池中的曝氣量要求也不一樣，而且氧化溝中溶解氧分布及其不均，離轉(zhuǎn)碟近的溶解氧值高，離轉(zhuǎn)碟遠(yuǎn)的溶解氧值低，依靠在某點(diǎn)測量的溶解氧值是很難反應(yīng)整個氧化溝的溶解氧分布情況，所以依靠溶解氧一個變量來調(diào)節(jié)曝氣量，很難保證氧化溝穩(wěn)定運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種用于Orbal氧化溝的精確曝氣控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)Orbal氧化溝工藝的動態(tài)需氧量分析和轉(zhuǎn)碟的精確控制，使得氧化溝中的溶解氧濃度達(dá)到工藝設(shè)計要求，出水穩(wěn)定，達(dá)到國家污水排放標(biāo)準(zhǔn)，動態(tài)需氧量的分析可以對轉(zhuǎn)碟運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，從而減少轉(zhuǎn)碟的耗電量、節(jié)約運(yùn)營成本。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容敘述如下:
[0006]—種用于Orbal氧化溝的精確曝氣控制系統(tǒng)，包括設(shè)備層、自動化層及智能監(jiān)控層;設(shè)備層包括轉(zhuǎn)碟、Orbal氧化溝及沉淀池，城市污水經(jīng)Orbal氧化溝處理后進(jìn)入沉淀池，然后經(jīng)沉淀池處理后排出，Orbal氧化溝由內(nèi)溝、中溝、外溝組成，內(nèi)溝、中溝、外溝均連接有轉(zhuǎn)碟；
[0007]自動化層包括進(jìn)水儀表、生物池儀表、出水儀表、變頻器及PLC控制系統(tǒng)，進(jìn)水儀表、生物池儀表、出水儀表、變頻器均與PLC控制系統(tǒng)連接，進(jìn)水儀表用于監(jiān)測城市污水的進(jìn)水的C0D、NH3和進(jìn)水流量，生物池儀表用于監(jiān)測Orbal氧化溝中的溶解氧和濁度，出水儀表用于監(jiān)測沉淀池的排水的C0D、NH3和排水流量，變頻器通過調(diào)節(jié)運(yùn)行頻率來改變轉(zhuǎn)碟的曝氣量；
[0008]智能監(jiān)控層包括上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、參數(shù)輸入、Orbal工藝仿真和表面曝氣設(shè)備仿真，上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)用于采集儀表數(shù)據(jù)和設(shè)備狀態(tài)，并負(fù)責(zé)與Orbal工藝仿真、表面曝氣設(shè)備仿真及PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)碟的優(yōu)化運(yùn)行，參數(shù)輸入用于設(shè)置Orbal氧化溝的工藝參數(shù)和轉(zhuǎn)碟的設(shè)備參數(shù)，Orbal工藝仿真和表面曝氣設(shè)備仿真根據(jù)儀表的數(shù)據(jù)和參數(shù)動態(tài)分析工藝運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時調(diào)節(jié)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)。
[0009]優(yōu)選的，所述的OrbaI工藝仿真是根據(jù)進(jìn)水的COD、進(jìn)水的NH3、進(jìn)水流量和OrbaI氧化溝的設(shè)計參數(shù)來動態(tài)計算需氧量。
[0010]優(yōu)選的，所述的表面曝氣設(shè)備仿真是根據(jù)需氧量參數(shù)計算轉(zhuǎn)碟需要轉(zhuǎn)速，并通過上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)將轉(zhuǎn)速下載到變頻器中。
[0011 ]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0012]本實(shí)用新型基于Orbal工藝仿真和表面曝氣設(shè)備仿真實(shí)現(xiàn)精確曝氣控制，Orbal工藝仿真能夠根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)、進(jìn)水量和生物池中溶解氧的變化動態(tài)計算需氧量，由表面曝氣設(shè)備仿真動態(tài)計算出設(shè)備的精確控制參數(shù)，從而使生物池處在最優(yōu)化的運(yùn)行狀態(tài)，出水達(dá)到既定的污水排放標(biāo)準(zhǔn)，通過動態(tài)調(diào)整表面轉(zhuǎn)碟的供氣量，從而減少轉(zhuǎn)碟的耗電量、節(jié)約運(yùn)營成本。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]【具體實(shí)施方式】:
[0015]本實(shí)用新型以保持Orbal氧化溝最佳的生物特性狀態(tài)及轉(zhuǎn)碟的節(jié)能高效運(yùn)行為控制目標(biāo)，重點(diǎn)解決進(jìn)水負(fù)荷動態(tài)變化時，Orbal氧化溝需氧量如何準(zhǔn)確地動態(tài)計算，并根據(jù)需氧量實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)碟的精確控制，本實(shí)用新型需要與現(xiàn)場儀表和PLC控制系統(tǒng)相結(jié)合，精確曝氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。
[0016]在圖1中主要有三層結(jié)構(gòu)組成:設(shè)備層、自動化層和智能監(jiān)控層。
[0017]由圖1所示的設(shè)備層包括Orbal氧化溝、轉(zhuǎn)碟及沉淀池，Orbal氧化溝由內(nèi)溝、中溝、外溝組成，每個溝都會放置4個或者6個轉(zhuǎn)碟分布在不同的地方，通過這些轉(zhuǎn)碟不停的轉(zhuǎn)動來滿足整個Orbal氧化溝的需氧量。
[0018]由圖1所示的自動化層包括進(jìn)水儀表、生物池儀表、出水儀表、變頻器和PLC控制系統(tǒng)，進(jìn)水儀表、生物池儀表、出水儀表、變頻器均與PLC控制系統(tǒng)連接，進(jìn)水儀表用于檢測城市污水的進(jìn)水的COD、NH3和進(jìn)水流量，生物池儀表用于檢測Orbal氧化溝中的溶解氧和濁度，出水儀表用于檢測排水的C0D、NH3和排水流量，這些儀表均具有模擬量輸出接口，通過硬連接線接入到PLC控制系統(tǒng)，變頻器通過調(diào)節(jié)運(yùn)行頻率來改變轉(zhuǎn)碟的曝氣量，PLC控制系統(tǒng)與變頻器通過RS485接口進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，可以精確改變變頻器的運(yùn)行參數(shù)。
[0019]由圖1所示的智能監(jiān)控層包括上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、參數(shù)輸入、Orbal工藝仿真和表面曝氣設(shè)備仿真，上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)完成對Orbal氧化溝的管理、調(diào)度、集中操作、監(jiān)視、系統(tǒng)功能組態(tài)、控制參數(shù)在線修改和設(shè)置、記錄、報表生成及打印、故障報警及打印等功能，通過現(xiàn)場總線和PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行通信，并通過ActiveX控件實(shí)現(xiàn)與Orbal工藝仿真和表面曝氣設(shè)備仿真進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，Orbal工藝仿真通過分析上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中的儀表數(shù)據(jù)和工藝參數(shù)，動態(tài)分析Orbal氧化溝的曝氣需氧量，通過表面曝氣設(shè)備仿真計算出轉(zhuǎn)碟的轉(zhuǎn)速，上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)將轉(zhuǎn)碟的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成運(yùn)行頻率來調(diào)整曝氣量。參數(shù)輸入用于設(shè)置Orbal氧化溝的工藝參數(shù)和轉(zhuǎn)碟的設(shè)備參數(shù)。
[0020]當(dāng)然上述說明并非對本實(shí)用新型的限制，本實(shí)用新型也不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于Orbal氧化溝的精確曝氣控制系統(tǒng)，其特征在于，包括設(shè)備層、自動化層及智能監(jiān)控層;設(shè)備層包括轉(zhuǎn)碟、Orbal氧化溝及沉淀池，城市污水經(jīng)Orbal氧化溝處理后進(jìn)入沉淀池，然后經(jīng)沉淀池處理后排出，Orbal氧化溝由內(nèi)溝、中溝、外溝組成，內(nèi)溝、中溝、外溝均連接有轉(zhuǎn)碟； 自動化層包括進(jìn)水儀表、生物池儀表、出水儀表、變頻器及PLC控制系統(tǒng)，進(jìn)水儀表、生物池儀表、出水儀表、變頻器均與PLC控制系統(tǒng)連接，進(jìn)水儀表用于監(jiān)測城市污水的進(jìn)水的C0D、NH3和進(jìn)水流量，生物池儀表用于監(jiān)測Orbal氧化溝中的溶解氧和濁度，出水儀表用于監(jiān)測沉淀池的排水的C0D、NH3和排水流量，變頻器通過調(diào)節(jié)運(yùn)行頻率來改變轉(zhuǎn)碟的曝氣量； 智能監(jiān)控層包括上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、參數(shù)輸入、Orbal工藝仿真和表面曝氣設(shè)備仿真，上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)用于采集儀表數(shù)據(jù)和設(shè)備狀態(tài)，并負(fù)責(zé)與Orbal工藝仿真、表面曝氣設(shè)備仿真及PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)碟的優(yōu)化運(yùn)行，參數(shù)輸入用于設(shè)置Orbal氧化溝的工藝參數(shù)和轉(zhuǎn)碟的設(shè)備參數(shù)，Orbal工藝仿真和表面曝氣設(shè)備仿真根據(jù)儀表的數(shù)據(jù)和參數(shù)動態(tài)分析工藝運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時調(diào)節(jié)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于Orbal氧化溝的精確曝氣控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的Orbal工藝仿真是根據(jù)進(jìn)水的C0D、進(jìn)水的NH3、進(jìn)水流量和Orbal氧化溝的設(shè)計參數(shù)來動態(tài)計算需氧量。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于Orbal氧化溝的精確曝氣控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的表面曝氣設(shè)備仿真是根據(jù)需氧量參數(shù)計算轉(zhuǎn)碟需要轉(zhuǎn)速，并通過上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)將轉(zhuǎn)速下載到變頻器中。
【文檔編號】G05B19/05GK205676222SQ201620547854
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月7日 公開號201620547854.6, CN 201620547854, CN 205676222 U, CN 205676222U, CN-U-205676222, CN201620547854, CN201620547854.6, CN205676222 U, CN205676222U
【發(fā)明人】陳鯤, 房傳禮, 孟海峰, 陳佳鵬
【申請人】河南和方科技有限公司