專(zhuān)利名稱(chēng)：節(jié)能型間歇式曝氣控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種環(huán)保污水曝氣過(guò)程控制的裝置，具體是一種節(jié)能型間歇式曝氣控制系統(tǒng)
背景技術(shù)：
目前，國(guó)內(nèi)各個(gè)污水處理廠，在污水溶解氧處理工段，普遍采用曝氣池工藝處理提高溶氧量，目前常用的是人工調(diào)整法和定值調(diào)節(jié)法。人工調(diào)整曝氣量法是操作人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)室化驗(yàn)的數(shù)據(jù)每天或在更長(zhǎng)的時(shí)間段內(nèi)調(diào)整鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，使曝氣池正常運(yùn)行的方法。這種方法雖然也能使曝氣池正常運(yùn)行，出水達(dá)標(biāo)。但是，這種方法無(wú)法適應(yīng)進(jìn)水水質(zhì)、水量的變化，為保證出水達(dá)標(biāo)，往往曝氣過(guò)量，使能耗增高，加大了污水處理廠的運(yùn)行費(fèi)用。此外，對(duì)操作人員技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)要求高，容易產(chǎn)生差錯(cuò)，對(duì)系統(tǒng)造成人為的沖擊。定值調(diào)節(jié)法是指通過(guò)反饋?zhàn)詣?dòng)控制曝氣池中的溶解氧值保持不變。由溶解氧儀測(cè)量池中的DO濃度作為反饋信號(hào)送入調(diào)節(jié)器，在調(diào)節(jié)器內(nèi)部同工藝要求的設(shè)定溶解氧值進(jìn)行比較，調(diào)節(jié)器將此偏差進(jìn)行PID運(yùn)算并給出信號(hào)調(diào)節(jié)空氣閥的開(kāi)度，從而控制曝氣池的溶解氧的濃度。但在實(shí)際運(yùn)行中，由于該方法存在很長(zhǎng)時(shí)間的控制滯后，整體控制精度低，溶解氧控制值波動(dòng)大。而且一旦溶解氧儀出現(xiàn)故障，整個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)將處于癱瘓狀態(tài)，無(wú)法正常工作。市場(chǎng)急需一種具備節(jié)能特性的、可靠性高的，穩(wěn)定性好的曝氣效率高的曝氣控制設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題，就是解決傳統(tǒng)曝氣過(guò)程對(duì)操作人員技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)要求高，容易產(chǎn)生差錯(cuò)，能源消耗嚴(yán)重，故障率高的問(wèn)題。本發(fā)明具體采用的技術(shù)方案是一種節(jié)能型間歇式曝氣控制系統(tǒng)，包括鼓風(fēng)機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)通過(guò)風(fēng)管連接并伸入曝氣池，其特征是，所述曝氣池內(nèi)依次設(shè)置三級(jí)曝氣區(qū)，每個(gè)曝氣區(qū)內(nèi)均設(shè)有高效曝氣噴頭和曝氣微攪拌裝置，所述高效曝氣噴頭設(shè)置在風(fēng)管上，曝氣微攪拌裝置設(shè)置在高效曝氣噴頭上方。為使曝氣充分、高效，所述風(fēng)管在各級(jí)曝氣區(qū)內(nèi)為環(huán)形均壓擴(kuò)散管路。進(jìn)一步，鼓風(fēng)機(jī)與曝氣池之間的風(fēng)管上依次設(shè)置氣體質(zhì)量流量計(jì)和一級(jí)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥。三級(jí)曝氣區(qū)依次稱(chēng)為一級(jí)曝氣區(qū)、二級(jí)曝氣區(qū)和三級(jí)曝氣區(qū)，在一級(jí)曝氣區(qū)和二級(jí)曝氣區(qū)之間的風(fēng)管上設(shè)置二級(jí)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥，在二級(jí)曝氣區(qū)和三級(jí)曝氣區(qū)之間的風(fēng)管上設(shè)置三級(jí)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥。一般的，在曝氣池上設(shè)有溢流出口。在三級(jí)曝氣區(qū)內(nèi)設(shè)置溶解氧測(cè)定儀，在溢流出口內(nèi)設(shè)置NH4測(cè)定儀。
所述節(jié)能型間歇式曝氣控制系統(tǒng)還包括控制裝置，氣體質(zhì)量流量計(jì)、一級(jí)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥、二級(jí)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥、三級(jí)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥、溶解氧測(cè)定儀和NH4測(cè)定儀均與控制裝置連接。所述控制裝置包括FC98流量計(jì)算機(jī)和間歇時(shí)序控制器。與現(xiàn)有技術(shù)相比 ，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是I)采用三級(jí)曝氣量控制，第一部分充分曝氣，第二部分間歇補(bǔ)充曝氣，第三部分追加曝氣。改變了以往的單級(jí)曝氣機(jī)制，并對(duì)分級(jí)曝氣氣量進(jìn)行計(jì)算機(jī)檢測(cè)，反饋控制，大大提聞了曝氣的控制精度。2)曝氣反饋采用間歇時(shí)序控制器控制，增加了控制層級(jí)和控制穩(wěn)定度，根據(jù)專(zhuān)家系統(tǒng)的算法，這樣可以多處采樣，分區(qū)曝氣，保證整體的曝氣分布均勻。3)本發(fā)明的曝氣機(jī)構(gòu)壓力損失低，產(chǎn)生的氣泡為直徑2_的細(xì)微氣泡，帶流體規(guī)程的自動(dòng)破碎微循環(huán)攪拌，可以充分曝氣。4)本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，充分簡(jiǎn)單的曝氣噴射，高效處理效率、穩(wěn)定可靠的控制實(shí)現(xiàn)、明顯的電力節(jié)能效果。適用于各型污水處理廠的曝氣應(yīng)用。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)的曝氣孔側(cè)視示意圖；圖3是現(xiàn)有技術(shù)的曝氣陣列示意圖；圖4是本發(fā)明聞效曝氣機(jī)構(gòu)不意圖；圖5是本發(fā)明高效曝氣陣列俯視示意圖。圖中，1-FC98流量計(jì)算機(jī)，3-間歇時(shí)序控制器，4_曝氣微攪拌裝置，5-高效曝氣噴頭，6-溶解氧測(cè)定儀，7-冊(cè)14測(cè)量?jī)x，8-—級(jí)曝氣區(qū)，9-二級(jí)曝氣區(qū)，10-三級(jí)曝氣區(qū)，11-曝氣池，12-鼓風(fēng)機(jī)，13-風(fēng)管，15-氣體質(zhì)量流量計(jì)，16-溢流出口，17- 一級(jí)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥，18- 二級(jí)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥，19-三級(jí)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥。
具體實(shí)施例方式如圖I所示，一種節(jié)能型間歇式曝氣控制系統(tǒng)，包括鼓風(fēng)機(jī)12，鼓風(fēng)機(jī)12通過(guò)風(fēng)管13連接并伸入曝氣池11，曝氣池11內(nèi)依次設(shè)置三級(jí)曝氣區(qū)，依次稱(chēng)為一級(jí)曝氣區(qū)8、二級(jí)曝氣區(qū)9和三級(jí)曝氣區(qū)10，每個(gè)曝氣區(qū)內(nèi)均設(shè)有高效曝氣噴頭5和曝氣微攪拌裝置4，所述高效曝氣噴頭設(shè)置5在風(fēng)管13上，曝氣微攪拌裝置4設(shè)置在高效曝氣噴頭5上方。鼓風(fēng)機(jī)12與曝氣池11之間的風(fēng)管13上依次設(shè)置氣體質(zhì)量流量計(jì)15和一級(jí)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥17，在一級(jí)曝氣區(qū)8和二級(jí)曝氣區(qū)9之間的風(fēng)管13上設(shè)置二級(jí)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥18，在二級(jí)曝氣區(qū)9和三級(jí)曝氣區(qū)10之間的風(fēng)管13上設(shè)置三級(jí)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥19。在三級(jí)曝氣區(qū)10內(nèi)設(shè)置溶解氧測(cè)定儀6，在溢流出口 16內(nèi)設(shè)置NH4測(cè)定儀7。所述節(jié)能型間歇式曝氣控制系統(tǒng)還包括控制裝置，氣體質(zhì)量流量計(jì)、一級(jí)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥、二級(jí)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥、三級(jí)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥、溶解氧測(cè)定儀和NH4測(cè)定儀均與控制裝置連接。所述節(jié)能型間歇式曝氣控制系統(tǒng)還包括控制裝置，其包括FC98流量計(jì)算機(jī)I和間歇時(shí)序控制器3，氣體質(zhì)量流量計(jì)15、一級(jí)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥17、二級(jí)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥18、三級(jí)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥19、溶解氧測(cè)定儀7和NH4測(cè)定儀7均與控制裝置連接。
需曝氣的污水進(jìn)入一級(jí)曝氣區(qū)8，鼓風(fēng)機(jī)12接受控制裝置的控制信號(hào)，氣體質(zhì)量流量計(jì)15在線檢測(cè)鼓風(fēng)機(jī)12曝氣管路的曝氣量變化，當(dāng)外界因素干擾使鼓風(fēng)機(jī)12的出口壓力或流量發(fā)生變化，這時(shí)流量計(jì)將流量變化信號(hào)反饋到控制器，控制器根據(jù)流量設(shè)定值和流量反饋值調(diào)節(jié)控制閥門(mén)調(diào)整空氣流量，使之穩(wěn)定在設(shè)定值。由于流量控制回路沒(méi)有時(shí)間滯后，所以能及時(shí)、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)流量控制。本發(fā)明曝氣效果反饋的過(guò)程是當(dāng)干擾發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)氣體流量計(jì)實(shí)際測(cè)量值、溶解氧測(cè)量值、溶解氧變化趨勢(shì)、出水氨氮值，結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)中的歷史經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，由智能算法計(jì)算并重新給定一個(gè)氣體流量設(shè)定值，流量控制回路根據(jù)此流量設(shè)定值及時(shí)調(diào)節(jié)曝氣量，克服干擾，使系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)、水量相對(duì)比較穩(wěn)定時(shí)，如果系統(tǒng)由于外界因素的影響使曝氣量發(fā)生了變化，平衡狀態(tài)被打破。這時(shí)，曝氣效果反饋部分就能及時(shí)檢測(cè)到曝氣量的變化并調(diào)節(jié)控制閥門(mén)改變曝氣量，使曝氣量恢復(fù)到設(shè)定值，系統(tǒng)恢復(fù)平衡。 當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)、水量發(fā)生變化時(shí)，池中溶解氧將發(fā)生波動(dòng)，平衡狀態(tài)被打破。這時(shí)，曝氣效果反饋部分會(huì)及時(shí)反饋，通過(guò)三級(jí)曝氣控制部分反應(yīng)，調(diào)整氣體流量設(shè)定值，調(diào)整曝氣流量，使溶解氧值恢復(fù)到合適值，使系統(tǒng)達(dá)到新的平衡狀態(tài)。如圖2、3所示，現(xiàn)有技術(shù)中，曝氣噴頭直接設(shè)置在風(fēng)管上，其曝氣陣列呈矩形。如圖4、5所示，高效曝氣噴頭5上設(shè)置曝氣微攪拌裝置4，其曝氣陣列呈環(huán)形均壓結(jié)構(gòu)。這種構(gòu)造大大提高的同等風(fēng)量下的曝氣效率，大大降低了鼓風(fēng)機(jī)的功率消耗，根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)，曝氣效率提高了 22%，壓力損失降低11%，需求額定氣源供氣壓力降低40%，按照流體功率消耗算法，在12個(gè)污水廠的實(shí)際使用數(shù)據(jù)，全系統(tǒng)節(jié)能高的達(dá)到40%，低的也達(dá)到 17%。本使用新型通過(guò)精確、穩(wěn)定地控制曝氣池中的溶解氧濃度，提高了生化處理效率；明顯降低了能夠明顯降低污水處理廠的運(yùn)行成本，節(jié)約電費(fèi)相當(dāng)可觀。
權(quán)利要求
1.一種節(jié)能型間歇式曝氣控制系統(tǒng)，包括鼓風(fēng)機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)通過(guò)風(fēng)管連接并伸入曝氣池，其特征是，所述曝氣池內(nèi)依次設(shè)置三級(jí)曝氣區(qū)，每個(gè)曝氣區(qū)內(nèi)均設(shè)有高效曝氣噴頭和曝氣微攪拌裝置，所述高效曝氣噴頭設(shè)置在風(fēng)管上，曝氣微攪拌裝置設(shè)置在高效曝氣噴頭上方。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的節(jié)能型間歇式曝氣控制系統(tǒng)，其特征是，所述風(fēng)管在各級(jí)曝氣區(qū)內(nèi)為環(huán)形均壓擴(kuò)散管路。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的節(jié)能型間歇式曝氣控制系統(tǒng)，其特征是，鼓風(fēng)機(jī)與曝氣池之間的風(fēng)管上依次設(shè)置氣體質(zhì)量流量計(jì)和一級(jí)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的節(jié)能型間歇式曝氣控制系統(tǒng)，其特征是，三級(jí)曝氣區(qū)依次稱(chēng)為一級(jí)曝氣區(qū)、二級(jí)曝氣區(qū)和三級(jí)曝氣區(qū)，在一級(jí)曝氣區(qū)和二級(jí)曝氣區(qū)之間的風(fēng)管上設(shè)置二級(jí)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥，在二級(jí)曝氣區(qū)和三級(jí)曝氣區(qū)之間的風(fēng)管上設(shè)置三級(jí)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的節(jié)能型間歇式曝氣控制系統(tǒng)，其特征是，在曝氣池上設(shè)有溢流出口。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的節(jié)能型間歇式曝氣控制系統(tǒng)，其特征是，在三級(jí)曝氣區(qū)內(nèi)設(shè)置溶解氧測(cè)定儀，在溢流出口內(nèi)設(shè)置NH4測(cè)定儀。
7.根據(jù)權(quán)利要求3、4或6所述的節(jié)能型間歇式曝氣控制系統(tǒng)，其特征是，所述節(jié)能型間歇式曝氣控制系統(tǒng)還包括控制裝置，氣體質(zhì)量流量計(jì)、一級(jí)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥、二級(jí)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥、三級(jí)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥、溶解氧測(cè)定儀和NH4測(cè)定儀均與控制裝置連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的節(jié)能型間歇式曝氣控制系統(tǒng)，其特征是，所述控制裝置包括FC98流量計(jì)算機(jī)和間歇時(shí)序控制器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種環(huán)保污水曝氣過(guò)程控制的裝置，具體是一種節(jié)能型間歇式曝氣控制系統(tǒng)，包括鼓風(fēng)機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)通過(guò)風(fēng)管連接并伸入曝氣池，其特征是，所述曝氣池內(nèi)依次設(shè)置三級(jí)曝氣區(qū)，每個(gè)曝氣區(qū)內(nèi)均設(shè)有高效曝氣噴頭和曝氣微攪拌裝置，所述高效曝氣噴頭設(shè)置在風(fēng)管上，曝氣微攪拌裝置設(shè)置在高效曝氣噴頭上方，所述風(fēng)管在各級(jí)曝氣區(qū)內(nèi)為環(huán)形均壓擴(kuò)散管路。本發(fā)明解決了傳統(tǒng)曝氣過(guò)程對(duì)操作人員技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)要求高，容易產(chǎn)生差錯(cuò)，能源消耗嚴(yán)重，故障率高的問(wèn)題，通過(guò)精確、穩(wěn)定地控制曝氣池中的溶解氧濃度，提高了生化處理效率；明顯降低了能夠明顯降低污水處理廠的運(yùn)行成本，節(jié)約電費(fèi)相當(dāng)可觀。
文檔編號(hào)C02F3/02GK102637044SQ20121008755
公開(kāi)日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月29日
發(fā)明者馮威, 馮娜, 陳杰 申請(qǐng)人:山東澤誼自控技術(shù)有限公司