用于污水处理的加药控制方法、存储介质及控制设备与流程

本申请属于生态环保，特别是污水治理。

背景技术：

1、城市污水处理厂处理要求较高，出水水质指标要求tp≤0.3 mg/l标准严格。化学除磷作为目前普遍采用的将磷酸盐转化为污泥的方法，其效率取决于很多因素，包括水量、水质、ph值、温度、氧化还原条件、投药点等。国内污水处理厂在化学除磷加药环节普遍依赖运行经验，导致管理粗放，效率低下，运营成本未建立可科学优化的体系。

2、目前污水处理过程中存在如下问题：

3、（1）污水处理过程中的水质和水量可能会有较大波动，单一模型可能无法很好地适应这些变化。

4、（2）多变量优化算法和神经网络模型可能非常复杂，需要昂贵的硬件和软件支持，这可能会增加加药控制系统的总体成本。

5、（3）虽然反馈校准可以提高模型的准确性，但实际测量值的获取可能存在延迟，导致控制响应滞后。

6、（4）可解释性低，其决策过程难以解释，可能会出现不可预估的结果而造成生产损失。

7、因此，如何解决污水处理中加药控制存在的滞后、惯性和时变等技术问题成为亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本申请提供一种用于污水处理的加药控制方法、存储介质及控制设备，用于提高污水处理的加药控制精度和响应速度。

2、第一方面，本申请实施例提供一种用于污水处理的加药控制方法，包括：计算前馈控制的预期加药量；确定反馈控制器的基础参数，并基于所述反馈控制器的基础参数、前馈控制的预期加药量、参数优化目标函数对所述反馈控制器进行迭代优化，确定所述反馈控制器的最优运行参数；所述反馈控制器在最优运行参数下控制污水处理加药设备进行加药。

3、在所述第一方面的一种实现方式中，所述计算前馈控制的预期加药量的一种方式包括：基于进水流量、高密池进水po43-数值、高密池出水po43-数值以及实际加药管总加药流量获取药剂处理能力；基于所述进水流量、所述高密池进水po43-数值、高密池出水预期po43-数值以及所述药剂处理能力获取预期加药量。

4、在所述第一方面的一种实现方式中，所述计算前馈控制的预期加药量的一种方式包括：基于进水流量、进水tp数值、出水tp数值以及实际加药管总加药流量获取药剂处理能力；基于所述进水流量、所述进水tp数值、出水预期tp数值以及所述药剂处理能力获取预期加药量。

5、在所述第一方面的一种实现方式中，所述计算前馈控制的预期加药量的一种方式包括：基于进水流量和实际加药管总加药流量获取药剂处理能力；基于所述进水流量和所述基于进水流量获取预期加药量。

6、在所述第一方面的一种实现方式中，所述预期加药量为预设固定值。

7、在所述第一方面的一种实现方式中，所述参数优化目标函数包括误差平方积分函数、时间乘误差平方积分函数、误差绝对值积分函数以及时间乘误差绝对值积分中的任一种或多种组合。

8、在所述第一方面的一种实现方式中，所述基于所述反馈控制器的基础参数、前馈控制的预期加药量、参数优化目标函数对所述反馈控制器进行迭代优化，确定所述反馈控制器的最优运行参数包括：基于所述反馈控制器的基础参数和前馈控制的预期加药量确定所述反馈控制器运行的初始参数；使用遗传算法对所述反馈控制器的初始参数进行迭代优化，寻找最优目标参数组合；采用所述参数优化目标函数对最优目标参数组合进行性能评估；根据性能评估的结果迭代调整所述反馈控制器的运行参数，生成最优运行参数。

9、在所述第一方面的一种实现方式中，所述控制污水处理加药设备进行加药包括：基于实际加药泵总频率和实际加药管总加药流量计算流量转泵频系数；基于所述预期加药量、所述流量转泵频系数、以及污水处理加药设备的泵台数配置所述污水处理加药设备的单泵预期加药频率。

10、第三方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本申请第一方面中任一项所述的用于污水处理的加药控制方法。

11、第四方面，本申请实施例提供一种污水处理加药控制设备，所述污水处理加药控制设备包括：存储器，存储有一计算机程序；处理器，与所述存储器通信相连，调用所述计算机程序时执行本申请第一方面中任一项所述的用于污水处理的加药控制方法。

12、本申请实施例提供的用于污水处理的加药控制方法，对于污水处理中加药控制存在大滞后、大惯性和时变等特点，采用前馈加反馈控制方式进行加药。通过前馈预先估计出过程在基本扰动下的动态特性，然后提早进行补偿控制，力图使被延迟了的被控量提前反映到反馈控制器中，并使之动作，以此来减小超调量和加快调节过程，有效提高污水处理的加药控制精度和响应速度。

技术特征：

1.一种用于污水处理的加药控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的用于污水处理的加药控制方法，其特征在于，所述计算前馈控制的预期加药量的一种方式包括：

3.根据权利要求1所述的用于污水处理的加药控制方法，其特征在于，所述计算前馈控制的预期加药量的一种方式包括：

4.根据权利要求1所述的用于污水处理的加药控制方法，其特征在于，所述计算前馈控制的预期加药量的一种方式包括：

5.根据权利要求1所述的用于污水处理的加药控制方法，其特征在于，所述预期加药量为预设固定值。

6.根据权利要求1所述的用于污水处理的加药控制方法，其特征在于，所述参数优化目标函数包括误差平方积分函数、时间乘误差平方积分函数、误差绝对值积分函数以及时间乘误差绝对值积分中的任一种或多种组合。

7.根据权利要求1所述的用于污水处理的加药控制方法，其特征在于，所述基于所述反馈控制器的基础参数、前馈控制的预期加药量、参数优化目标函数对所述反馈控制器进行迭代优化，确定所述反馈控制器的最优运行参数包括：

8.根据权利要求1所述的用于污水处理的加药控制方法，其特征在于，所述控制污水处理加药设备进行加药包括：

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8中任一项所述的用于污水处理的加药控制方法。

10.一种污水处理加药控制设备，其特征在于，所述污水处理加药控制设备包括：

技术总结本申请提供一种用于污水处理的加药控制方法、存储介质及控制设备，属于污水治理技术领域。所述方法包括：计算前馈控制的预期加药量；确定反馈控制器的基础参数，并基于所述反馈控制器的基础参数、前馈控制的预期加药量、参数优化目标函数对所述反馈控制器进行迭代优化，确定所述反馈控制器的最优运行参数；所述反馈控制器在最优运行参数下控制污水处理加药设备进行加药。本申请采用前馈加反馈控制方式进行加药。通过前馈预先估计出过程在基本扰动下的动态特性，然后提早进行补偿控制，力图使被延迟了的被控量提前反映到反馈控制器中，并使之动作，以此来减小超调量和加快调节过程，有效提高污水处理的加药控制精度和响应速度。技术研发人员：刘海臣,陆熙,黄松,陈瑞弘,杨丰伟受保护的技术使用者：上海勘测设计研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/11