[0026]

进一步地，根据调整后的o

mabr

，通过曝气plc控制系统，调节mabr曝气工艺鼓风机的频率和曝气自动控制阀的开度，实现mabr池同步硝化反硝化的功能，同时维持mabr生物膜外侧的缺氧环境，即溶解氧浓度控制在低于0.1mg/l。

[0027]

2.mabr池与好氧池曝气量联合优化控制方法

[0028]

由于mabr具有同步硝化反硝化的性能，其能够对cod和nh4‑

n进行了部分去除或极限去除。当mabr去除了部分cod和nh4‑

n时，好氧池仍需按污染物浓度进行按需供氧；当mabr对cod和nh4‑

n进行了极限去除时，好氧池则不需要再进行曝气，进而降低好氧池曝气能耗。因此，本实用新型中根据mabr池对污染物的去除效果，对好氧池采用按需曝气的方式进行控制。

[0029]

根据污水处理厂的nh4‑

n出水水质标准x mg/l，确定好氧池的是否继续曝气。当mabr池出水nh4‑

n浓度≤x mg/l时，好氧池停止曝气；当mabr池出水nh4‑

n浓度≥x mg/l时，好氧池启动按需曝气控制。

[0030]

采用mabr池出水流量测量仪、mabr池出水cod分析仪、mabr池出水nh4‑

n分析仪的在线监测数据作为好氧池曝气量计算的前馈参数，计算公式如下：

[0031][0032][0033]

式(4)中，o

oxic

为好氧池的需氧量，mg o2/d；q

为mabr池出水流量，l/d；s

mcod

为mabr

池出水cod浓度，mg cod/l；1

‑

cs

cs

为好氧池活性污泥异养菌生长的耗氧量：f

cs

为mabr池出水cod浓度与好氧池活性污泥vss的比值，mgcod/mgvss，y

cs

为产率系数；为异养菌的内源呼吸需氧量：f

为异养菌不可生物降解组分，mg cod/mg cod；b

为异养菌内源消耗速率，d

‑1，θ

为活性污泥的固体停留时间；n

am

为mabr池出水nh4‑

n浓度，mg nh4‑

n/l。好氧池活性污泥的固体停留时间θ

在式(5)中计算，其中，v

为生化池体积，l。

[0034]

进一步地，采用好氧池中段温度测量仪、ph测量仪、mlss分析仪、溶解氧测量仪的在线监测数据作为过程参数，对o

oxic

进行修正。

[0035]

进一步地，采用好氧池出水cod分析仪和总氮分析仪的在线监测数据作为反馈参数，对o

oxic

进行调整。

[0036]

进一步地，根据调整后的o

oxic

，通过曝气plc控制系统调节好氧池曝气鼓风机的启停和频率以及好氧池曝气管路上自动控制阀的开度。其中，好氧池的溶解氧浓度控制在2mg/l以下。

[0037]

3.内回流量优化控制方法

[0038]

由于mabr池能够发生反硝化反应，去除部分或全部no3‑

n，进而可以降低内回流量或省去内回流，降低内回流所产生的能耗。

[0039]

采用mabr池出水nh4‑

n分析仪和no3‑

n分析仪的在线监测数据作为判定依据，当mabr池出水nh4‑

n浓度≤x mg/l且no3‑

n浓度接近0mg/l时，表明mabr池的同步硝化反硝化作用能够对tn进行极限去除，此时内回流系统关闭。

[0040]

当不满足以上条件时，采用缺氧池进水no3‑

n分析仪、mabr池出水no3‑

n分析仪的在线监测数据作为前馈参数，利用神经网络算法计算最优内回流比，计算公式如下：

[0041][0042][0043][0044][0045]

＝aq

ꢀꢀꢀ

(10)

[0046]

式(6)中，a为最优回流比，其中a、b、c的计算公式如式(7)、(8)、(9)所示。式(7)中，o

为内回流的溶解氧浓度，mgo2/l。式(8)中，n

为mabr池出水no3‑

n浓度，mgno3‑

n/l；n

为缺氧池进水no3‑

n浓度，mgno3‑

n/l；d

为mabr池反硝化能力，mgn/l；d

为缺氧池池反硝化能力，mgn/l；o

为外回流的溶解氧浓度，mgo2/l；s为外回流比。式(10)中，q

为内回流量，l/d；q

为缺氧池出水端流量，l/d。

[0047]

进一步地，根据好氧池mlss分析仪的在线监测数据作为过程参数，同时采用好氧池末端总氮分析仪的在线监测数据作为反馈参数，对q

进行修正和调整。

[0048]

进一步地，根据调整后的q

，通过内回流plc控制系统调节内回流管路上变频泵及

变频器，实现内回流量的优化。

[0049]

与现有技术相比，本实用新型的优势在于：(1)在缺氧池和好氧池之间增加mabr池，采用mabr的特殊膜曝气工艺，实现溶解氧和污染物在生物膜上的异向传质，提升氧气利用效率，实现同步硝化反硝化反应，进而降低曝气能耗；(2)由于mabr池能够对氮进行部分和极限去除，进而可以缩短好氧池曝气时间或关闭好氧池曝气，进而节省曝气能耗；(3)由于mabr的同步硝化反硝化作用，能够降低硝酸盐氮的内回流量，进一步降低内回流产生的能耗；(4)通过对缺氧池、mabr池和好氧池的联合控制，能够为污水厂降低电耗费用。

附图说明

[0050]

图1为本实用新型实施例提供的基于mabr工艺的曝气量与内回流量优化控制系统示意图。

[0051]

图1中：1.曝气plc、2.mabr曝气工艺鼓风机、3.mabr曝气鼓风机流量计、4.mabr曝气鼓风机自动控制阀门、5.mabr曝气工艺管路、6.mabr生物膜擦洗鼓风机、7.擦洗鼓风机流量计、8.擦洗鼓风机自动控制阀门、9.擦洗空气管路、10.mabr搅拌鼓风机、11.搅拌鼓风机自动控制阀门、12.搅拌空气管路、13.好氧池曝气鼓风机、14.好氧池鼓风机流量计、15.好氧池鼓风机自动控制阀门、16.好氧池曝气管路、17.内回流plc、18.内回流泵、19.内回流流量计、20.内回流管路、21.外回流泵、22.外回流管路、23.流量测量仪、24、cod分析仪、25.nh4‑

n分析仪、26.no3‑

n测量仪、27.溶解氧测量仪、28.温度测量仪、29.ph测量仪、30.mlss分析仪、31.总氮分析仪、32.剩余污泥泵、33.剩余污泥流量计、34.剩余污泥排放管路。

具体实施方式

[0052]

下文将结合说明书附图和实施例详细说明本实用新型的实施方案。

[0053]

本实施例提供一种基于mabr工艺的曝气量与内回流量优化控制系统及方法，所应用的工艺运行情况如下：某城镇污水处理厂生化池采用厌氧池

‑

缺氧池

‑

mabr池

‑

好氧池的工艺，出水水质要求达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级标准a标准。

[0054]

如图1所示，一种基于mabr工艺的曝气量与内回流量优化控制系统，厌氧池、缺氧池、好氧池和沉淀池顺次连接；缺氧池和好氧池之间增加mabr池；mabr池上设置有在线监测系统，在线监测系统包括缺氧池的进水端设置有no3‑

n分析仪(26)，缺氧池的出水端设置有流量测量仪(23)、cod分析仪(24)和nh4‑

n分析仪(25)；mabr池的中段设置有温度测量仪(28)、ph测量仪(29)、mlss分析仪(30)、溶解氧测量仪(27)，mabr池的末端设置有no3‑

n分析仪(26)、出水流量测量仪(23)、出水cod分析仪(24)、出水nh4‑

n分析仪(25)；好氧池的中段设置有温度测量仪(28)、ph测量仪(29)、mlss分析仪(30)、溶解氧测量仪(27)，好氧池末端出水段处设置有cod分析仪(24)和总氮分析仪(31)。

[0055]

一种基于mabr工艺的曝气量与内回流量优化控制系统，其上设置有mabr曝气系统，mabr曝气系统包括mabr曝气工艺鼓风机(2)、鼓风机流量计(3)、鼓风机自动控制阀门(4)和曝气工艺管路(5)。鼓风机流量计(3)、鼓风机自动控制阀门(4)安装在曝气工艺管路(5)上，mabr曝气工艺鼓风机(2)设置在曝气工艺管路(5)上并与曝气plc控制系统(1)通过电气连接。

[0056]

一种基于mabr工艺的曝气量与内回流量优化控制系统，其上设置有好氧池曝气系统，好氧池曝气系统包括好氧池曝气鼓风机(13)、鼓风机流量计(14)、鼓风机自动控制阀门(15)、曝气工艺管路(16)。鼓风机流量计(14)、鼓风机自动控制阀门(15)安装在曝气工艺管路(16)上，好氧池曝气鼓风机(13)设置在曝气工艺管路(16)上并与曝气plc控制系统(1)通过电气连接。

[0057]

一种基于mabr工艺的曝气量与内回流量优化控制系统，其上设置有内回流系统，内回流系统包括内回流泵(18)、内回流流量计(19)和内回流管路(20)。内回流泵(18)和内回流流量计(19)设置在内回流管路(20)上并与内回流plc控制系统(17)通过电气连接；内回流流量计(19)用以记录内回流流量。

[0058]

一种基于mabr工艺的曝气量与内回流量优化控制系统，其上设置有剩余污泥排放系统，剩余污泥排放系统包括剩余污泥泵(32)、剩余污泥流量计(33)、剩余污泥mlss分析仪(30)和剩余污泥排放管路(34)。剩余污泥泵(32)、剩余污泥流量计(33)、剩余污泥mlss分析仪(30)设置在剩余污泥排放管路(34)上，剩余污泥流量计(33)、剩余污泥mlss分析仪(30)与曝气plc控制系统(1)通过电气连接。

[0059]

一种基于mabr工艺的曝气量与内回流量优化控制系统，其上设置有污泥外回流系统，污泥外回流系统包括外回流泵(21)和外回流管路(22)。外回流泵(21)设置在外回流管路(22)上，外回流管路从沉淀池底部至厌氧池的前端。

[0060]

曝气plc控制系统(1)还与mabr生物膜擦洗鼓风机(6)连接，mabr生物膜擦洗鼓风机(6)通过擦洗鼓风机流量计(7)、擦洗鼓风机自动控制阀门(8)、擦洗空气管路(9)与mabr连接。

[0061]

曝气plc控制系统(1)还与mabr搅拌鼓风机(10)连接，mabr搅拌鼓风机(10)通过搅拌鼓风机自动控制阀门(11)、搅拌空气管路(12)与mabr池连接。

[0062]

基于mabr池和好氧池的曝气需氧量和缺氧池的内回流量优化模型，利用神经网络算法，采用缺氧池出水流量测量仪(23)、缺氧池出水cod分析仪(24)、缺氧池出水nh4‑

n分析仪(25)、mabr池mlss分析仪(30)、缺氧池进水no3‑

n分析仪(26)、剩余污泥流量计(33)、剩余污泥mlss分析仪(30)的在线监测数据作为前馈参数，传输至曝气plc控制系统(1)数据处理单元进行解析，得到mabr池需氧量o

mabr

；再根据mabr池温度测量仪(28)、ph测量仪(29)的在线监测数据作为过程参数，mabr池溶解氧测量仪(27)在线监测数据作为反馈参数，传输至曝气plc控制系统(1)数据处理单元，对mabr池的最优需氧量o

mabr

进行修正。

[0063]

基于mabr池和好氧池的曝气需氧量和缺氧池的内回流量优化模型，利用神经网络算法，采用mabr池出水流量测量仪(23)、cod分析仪(24)、nh4‑

n分析仪(25)的在线监测数据作为好氧池曝气量计算的前馈参数，传输至曝气plc控制系统(1)数据处理单元进行解析，得到好氧池需氧量o

oxic

；再根据好氧池中段温度测量仪(28)、ph测量仪(29)、mlss分析仪(30)、溶解氧测量仪(27)的在线监测数据作为过程参数，好氧池出水cod分析仪(24)和总氮分析仪(31)的在线监测数据作为反馈参数，对好氧池的最优需氧量o

oxic

进行修正。

[0064]

基于mabr池和好氧池的曝气需氧量和缺氧池的内回流量优化模型，利用神经网络算法，采用缺氧池进水no3‑

n分析仪(20)、mabr池出水no3‑

n分析仪(20)的在线监测数据作为前馈参数传输至曝气plc控制系统(1)数据处理单元进行解析，得到内回流量q

；根据好氧池mlss分析仪(30)的在线监测数据作为过程参数，同时采用好氧池末端总氮分析仪(31)的

在线监测数据作为反馈参数，对最优内回流量q

进行修正和调整。

[0065]

由曝气plc控制系统(1)和碳源投加plc控制系统(17)收集水质信息分析，经过半年的曝气量和内回流量优化控制及运行实施，其出水cod浓度稳定在10mg/l以下，出水总氮浓度范围9.05mg/l～11.53mg/l，出水氨氮浓度稳定在0.4mg/l以下，吨水电耗节省约10％。

[0066]

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。