一种基于低碳型智能控制技术的高效气浮装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及污水处理领域，具体涉及一种基于低碳型智能控制技术的高效气浮装置。所述高效气浮装置包括气浮处理模块、颗粒捕集模块、无扰动刮泥模块、产泥消泡模块、实时反馈模块和智能控制模块；本发明专利技术可解决现有气浮技术无法精准调控加药量、回流量导致能耗高的固有难题，以及实际运行过程中存在的一些缺陷，通过降低能耗破除了双碳背景下气浮技术推广应用的巨大阻碍：可根据实时水质数据自动切换运行工况，无需人工干预，具有智能、低碳、节能、高效的优点；同时提供多种控制模式，具有自适应、自学习的功能。学习的功能。学习的功能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于低碳型智能控制技术的高效气浮装置


[0001]本专利技术涉及污水处理领域，具体涉及一种基于低碳型智能控制技术的高效气浮装置。

技术介绍

[0002]气浮技术具有水力负荷高、池体紧凑、除磷效果好等优点。随着我国对污水处理出水TP指标要求的不断提高，其在污水处理领域应用越来越广泛。但近几年，在双碳大背景下气浮装置高能耗的缺点越来越受到诟病，严重制约其发展。目前，相关领域的专利技术主要围绕气浮结构设计、改进溶气方式和能源再利用等方面，而没有利用水质反馈进行精细化调控，从源头实现节能降耗的专利技术。
[0003]此外，气浮工艺在实际运行过程中存在一些缺陷。分离区末端浮渣易沉降，影响出水水质；排渣机的刮板容易对泥造成扰动，导致颗粒下沉；出水SS虽然达标，但往往会带有少量肉眼可见的颗粒物；产泥含气，导致脱水机工况不稳定，效率低。这些问题极大地影响了气浮工艺在污水处理领域的推广应用。
[0004]本专利技术采用一系列创新手段，结合智能控制技术、颗粒捕集技术、无扰动推泥技术、产泥消泡技术，研发了一种完全有别于传统气浮设施的新型高效低碳气浮装置。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种基于低碳型智能控制技术的高效气浮装置，主要解决
技术介绍
中的一系列问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种基于低碳型智能控制技术的高效气浮装置，所述高效气浮装置包括气浮处理模块、颗粒捕集模块、无扰动刮泥模块、产泥消泡模块、实时反馈模块和智能控制模块。所述气浮处理模块沿水流方向分为进水管、混凝区、絮凝区、入流区、分离区、产水区、排泥区和回流溶气单元；所述颗粒捕集模块在分离区设置颗粒捕集板和排出管；所述无扰动刮泥模块优化设置分离区排渣机的刮板与机体夹角为45
°‑
75
°
；所述产泥消泡模块在排泥区设有消泡搅拌装置，同时将排泥泵居中放置于末端；所述实时反馈模块分别在进、出水管设置TP检测装置；所述智能控制模块通过传输电缆，一端连接TP检测装置，另一端控制混凝剂加药泵和产水回流泵，系统内置控制模型和多种节能工况。所述控制模型具有分级控制模式、自适应精细控制模式和大数据智能控制模式。
[0007]进一步地，所述颗粒捕集板长度为800
‑
1200mm，与墙体夹角为45
°‑
65
°
，底部位置高于产水收集管500
‑
800mm。
[0008]进一步地，所述排出管采用开孔圆管，管径为DN300
‑
DN500mm，材质为金属或高强度塑料。顶部向上开两孔，孔径为DN50
‑
DN75，一孔向左偏移22.5
°
，另一孔向右偏移45
°
。通体非均匀开孔，开孔密度沿排泥方向逐渐减小。所述排出管长度为两侧墙面的距离，水平放置于颗粒捕集板上，末端墙面开孔排泥。
[0009]进一步地，所述消泡搅拌装置采用2套框式搅拌器，对称放置。搅拌器转速为10
‑
50r/min，桨板间距为20
‑
40cm，长度为80
‑
100cm。
[0010]进一步地，所述混凝剂加药泵和产水回流泵均采用变频泵，变频范围为0
‑
50Hz。
[0011]进一步地，所述TP检测装置采用2套相同型号的设备，TP检测范围0
‑
1.5mg/L。一套安装于进水管输出前反馈信号，一套安装于出水管输出后反馈信号。反馈信号通过传输电缆传递至智能控制模块，作为数据输入项。
[0012]进一步地，所述智能控制模块包括控制器、服务器、操作站计算机、数据库及控制模型。对前、后反馈数据进行均化处理，前反馈用于加药量、回流比基准值确定，后反馈用于加药量、回流比动态调整，通过控制模型进行闭环控制，以达到精细化、低碳运行的管控目的。
[0013]进一步地，所述控制模型通过量化反馈实际出水TP和设计出水TP之间的差值空间，执行针对性的开泵工况，在保证出水水质达标的前提下，最大程度利用系统的处理能力，达到节能节药的目的。
[0014]进一步地，所述控制模型具有分级控制控制模式、自适应精细控制模式和大数据智能控制模式，分级控制模式根据后反馈将气浮池工况分档，每档制定相应的加药量、产水回流比控制策略；自适应精细控制模式根据前后反馈现值及趋势，建立模型算法，对加药量、产水回流比进行自适应的精细化控制；大数据智能控制模式通过建立气浮池控制数据库及模型，利用遗传算法及大数据分析，实现气浮池的智能化控制。
[0015]进一步地，所述控制模型可分周期T进行控制，每一周期T内根据实时前后反馈及历史数据计算一次加药量和产水回流比，并进行执行。周期T可选5
‑
120min。
[0016]进一步地，所述分级控制模式包含以下流程：
[0017]S1：系统输入进水总磷浓度值TP
in
和实时流量Q，作为基础数据；
[0018]S2：基于S1的基础数据，计算加药量、回流比的设计基准值。可根据投加药剂的种类和浓度，预先更新计算过程和参数；
[0019]S3：系统输入出水总磷浓度均值TP
out
和设计出水总磷浓度TP
s
，作为判定数据。通过量化TP
out
和TP
s
之间的差值空间，选择对应的开泵工况，最大程度减小加药量和系统能耗；
[0020]S4：基于S3的参数值，判定混凝剂加药泵和产水回流泵的运行工况。分级控制模式设定四种执行工况：(1)当0≤TP
out
≤1/4TP
s
时，加药过量系数取1.0，产水回流比取6.0％；
[0021](2)当1/4TP
s
＜TP
out
≤1/2TP
s
时，加药过量系数取1.3，产水回流比取6.7％；(3)当1/2TP
s
＜TP
out
≤3/4TP
s
时，加药过量系数取1.6，产水回流比取8.3％；(4)当3/4TP
s
＜TP
out
≤TP
s
时，加药过量系数取2.0，产水回流比取10％；
[0022]S5：基于S4判定的执行工况，制定相应的混凝剂加药量、产水回流比控制策略，并形成对应的调控指令；
[0023]S6：通过控制器，将调控指令自动发送至混凝剂加药泵和产水回流泵，实现对加药量和产水回流泵的精准调控；
[0024]S7：管理人员可根据策略的实际运行状况和出水水质情况，对工况参数进行人为调整。
[0025]进一步地，所述自适应精细控制模式设定了混凝剂加药量控制算法：
[0026][0027]公式中，m为控制加药量，mg/L；
[0028]m0为根据当前进水量、进水TP计算得到的设计混凝剂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于低碳型智能控制技术的高效气浮装置，其特征在于，所述高效气浮装置包括气浮处理模块、颗粒捕集模块、无扰动刮泥模块、产泥消泡模块、实时反馈模块和智能控制模块；所述气浮处理模块沿水流方向分为进水管、混凝区、絮凝区、入流区、分离区、产水区、排泥区和回流溶气单元；所述颗粒捕集模块在分离区设置颗粒捕集板和排出管；所述无扰动刮泥模块优化设置分离区排渣机的刮板与机体夹角为45
°‑
75
°
；所述产泥消泡模块在排泥区设有消泡搅拌装置，同时将排泥泵居中放置于末端；所述实时反馈模块分别在进、出水管设置TP检测装置；所述智能控制模块通过传输电缆，一端连接TP检测装置，另一端控制混凝剂加药泵和产水回流泵，系统内置控制模型和多种节能工况；所述控制模型具有分级控制模式、自适应精细控制模式和大数据智能控制模式。2.根据权利要求1所述的基于低碳型智能控制技术的高效气浮装置，其特征在于，所述颗粒捕集板长度与分离区规模匹配，并与墙体成一定夹角，底部高于产水收集管一定距离，便于实现颗粒捕集功能。3.根据权利要求1所述的基于低碳型智能控制技术的高效气浮装置，其特征在于，所述排出管采用开孔圆管，管径与所述颗粒捕集板尺寸匹配，向上呈特定角度开两孔；通体非均匀开孔，开孔密度沿排泥方向逐渐减小；所述排出管长度为两侧墙面的距离，水平放置于颗粒捕集板上，末端墙面开孔排泥。4.根据权利要求1所述的基于低碳型智能控制技术的新型高效气浮装置，其特征在于，所述消泡搅拌装置采用2套框式搅拌器，对称放置；通过设置特定的搅拌器转速、桨板间距和长度，实现快速消泡的功能。5.根据权利要求1所述的一种基于低碳型智能控制技术的新型高效气浮装置，其特征在于，所述混凝剂加药泵和产水回流泵均采用变频泵，变频范围为0
‑
50Hz。6.根据权利要求1所述的基于低碳型智能控制技术的高效气浮装置，其特征在于，所述TP检测装置采用2套相同型号的设备，TP检测范围0
‑
1.5mg/L；一套安装于进水管输出前反馈信号，一套安装于出水管输出后反馈信号。7.根据权利要求1所述的基于低碳型智能控制技术的高效气浮装置，其特征在于，所述智能控制模块包括控制器、服务器、操作站计算机、数据库及控制模型；对前、后反馈数据进行均化处理，前反馈用于加药量、回流比基准值确定，后反馈用于加药量、回流比动态调整，通过控制模型进行闭环控制，以达到精细化、低碳运行的管控目的。8.根据权利要求7所述的基于低碳型智能控制技术的高效气浮装置，其特征在于，所述控制模型通过量化反馈实际出水TP和设计出水TP之间的差值空间，判断药剂投加的过量程度，执行对应的开泵工况，在保证出水水质达标的前提下，最大程度利用系统的处理能力，达到节能节药的目的。9.根据权利要求7所述的基于低碳型智能控制技术的高效气浮装置，其特征在于，所述控制模型具有分级控制模式、自适应精细控制模式和大数据智能控制模式，分级控制模式根据后反馈将气浮池工况分档，每档制定相应的加药量、产水回流比控制策略；自适应精细控制模式根据前后反馈现值及趋势，建立模型算法，对加药量、产水回流比进行自适应的精细化控制；大数据智能控制模式通过建立气浮池控制数据库，利用校验模型及大数据分析，实现气浮池的智能化控制。10.根据权利要求9所述的基于低碳型智能控制技术的高效气浮装置，其特征在于，所
述大数据智能控制模式通过采集气浮池进水量、前反馈TP、后反馈TP及对应的加药量、回流比控制策略，建立控制数据库，并设定校验模型对数据库中的控制策略进行效果评估或人工修正，复核合格的控制策略存入控制标准数据库；利用大数据分析，基于实时工况自动生成控制策略，以达到智能控制的目的。11.根据权利要求1所述的基于低碳型智能控制技术的高效气浮装置，其特征在于，所述分级控制模式包含以下...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜炯，张欣，孙小力，李高波，姚枝良，董磊，李庆桂，
申请(专利权)人：上海市政工程设计研究总院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：