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申请/专利权人：北控水务(中国)投资有限公司

摘要：本发明公开了用于泥膜复合污水曝气和碳源投加优化控制系统及方法，本发明主要应用于连续流市政污水处理工艺，控制系统包括：在线监测系统、曝气系统及曝气PLC控制系统、碳源投加系统及碳源投加PLC控制系统。通过采集生化池进水在线监测数据作为前馈参数、生化池沿程在线监测数据作为过程参数、生化池末端在线监测数据作为反馈参数，利用神经网络算法，得到减量化和最优化的曝气和碳源投加控制策略。该系统和方法适用于不同进水负荷条件下，尤其是低进水负荷条件下，实现降低曝气能耗和外加碳源药耗，同时保障COD、TN和NH4‑N的出水达标。本发明适用于各种规模的污水处理厂及升级改造后的污水处理厂；该方法节能降耗效果和降低碳源投加效果明显，可依据水厂自控条件，通过小幅的改造即获得较大的节能降耗和减少碳源投加量收益。

主权项：1.用于泥膜复合污水曝气和碳源投加优化控制方法，实现该方法的曝气和碳源投加优化控制系统包括在线监测系统、曝气系统、曝气PLC控制系统、碳源投加系统以及碳源投加PLC控制系统；在线监测系统包括温度测量仪、pH测量仪、流量测量仪、MLSS分析仪、DO测量仪、ORP测量仪、COD分析仪、NH4-N分析仪、NO3-N分析仪、TKN分析仪和TN分析仪；其中，生化池进水端布置进水流量测量仪、COD分析仪、NH4-N分析仪和TKN分析仪；缺氧池前端布置内回流流量测量仪、ORP测量仪、DO测量仪、COD分析仪和NO3-N分析仪；好氧池前、中、末段布置DO测量仪、COD分析仪、NH4-N分析仪和NO3-N分析仪，好氧池中段布置温度测量仪、pH测量仪和MLSS分析仪，好氧池末端布置TN分析仪和NH4-N分析仪；在线监测系统的仪表均通过电气与曝气PLC和碳源投加PLC控制系统连接；曝气控制系统中，进水、缺氧池、好氧池在线监测系统与曝气PLC连接，曝气自动控制阀布置于曝气管路末端，鼓风机和曝气自动控制阀与曝气PLC连接，鼓风机与曝气管路连接；碳源投加控制系统中，进水、缺氧池、好氧池在线监测系统与碳源投加PLC连接，碳源投加泵和流量计与碳源投加PLC连接，碳源投加泵和流量计与加药管路连接；其特征在于：采用进水流量测量仪Qin、进水COD分析仪、进水NH4-N分析仪在线监测数据作为前馈参数，基于曝气需氧量预测模型，利用神经网络算法，计算好氧池需氧量，公式如下：FO＝QinSiCOD[1-YH+1-fHbH]+4.57QinNan1式1中，FO为每日好氧池的需氧量，mgO2d；Qin为进水流量，Ld；SiCOD为进水COD浓度，mgCODL；YH为异养菌产率系数，mgCODmgCOD；fH为异养菌不可生物降解组分，mgCODmgCOD；bH为异养菌内源消耗速率，d-1；Nan为进水NH4-N浓度，mgNH4-NL；采用进水COD分析仪、进水TKN分析仪在线监测数据计算所得CN比作为第一前馈参数：若CN5，不启动碳源投加控制系统；若CN5，则启动碳源投加系统，进行控制；采用缺氧池前端COD分析仪、NO3-N分析仪和内回流流量测量Qr在线监测数据作为第二前馈参数，基于碳源投加量预测模型，利用神经网络算法，计算碳源投加量，公式如下： FC＝SaddQr3式2中，Sadd为投加碳源浓度，mgCODL；SaCOD为缺氧池前端COD浓度，mgCODL；SNO3-N为缺氧池前端NO3-N浓度，mgNO3-NL；YH为产率系数，mgCODmgCOD；式3中，FC为每日碳源投加量，mgCODd；Qr为内回流量，Ld；曝气与碳源投加联合优化控制方法如下，采用COD和NH4-N作为中间参数，联合优化曝气量和碳源投加量；当进水CN5时，基于曝气需氧量和碳源投加量预测模型，利用神经网络算法，根据式4进行计算： 式4中，FOopt为基于FOadj的曝气量，通常情况下，FOopt＝FOadj，mgO2d；FCopt为优化后的碳源投加量，mgCODd；矩阵中COD和NH4-N为好氧池末端的COD和NH4-N浓度，mgL；矩阵中a、b、c为基于生化池内温度、MLSS、pH、DO、ORP的调整系数。

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