一种酒厂废水生化处理净化方法及系统与流程

本申请涉及废水净化，具体涉及一种酒厂废水生化处理净化方法及系统。

背景技术：

1、酒厂废水是一种高浓度、高悬浮物质、色度深、水质水量变化大、且不间断排放的易降解有机废水，该废水中的物质若未经处理直接排放，会对环境造成严重污染。常采用的处理方法主要有物化处理和生化处理，通过物化处理这种高浓度有机废水，处理难度较大且成本较高；生化处理则能很好的解决此类问题，是处理酒厂废水的主要方法。

2、生化处理常采用厌氧和好氧结合的复合工艺来处理废水，并通过监测生化处理过程中的多项数据值标反映废水中有机污染物、悬浮物和营养盐的含量，从而准确评估处理结果。以厌氧生物处理过程为例，现有技术通常利用上流式厌氧污泥床（upflow anaerobicsludge blanket，uasb）反应器对废水进行处理，为了提升处理效率，往往需要对处理过程进行调控。然而，不同批次废水的各项参数不同，其在反应器中厌氧反应发生的速率也不同，反应器中产生的关于反应效率的反馈调节因素也难以确定，采用预设统一的控制参数无法确保厌氧生物处理效率，难以满足废水净化的实际需要。

技术实现思路

1、为了解决废水净化处理过程中处理效率的技术问题，本发明的目的在于提供一种酒厂废水生化处理净化方法及系统，所采用的技术方案具体如下：

2、本发明提供了一种酒厂废水生化处理净化方法，包括：采集生化反应器中的多项数据，并对所述数据进行预处理以获取监测数据；根据所述监测数据的变化特征，评估厌氧反应过程中不同时序点整体的反应速率变化因子；结合所述反应速率变化因子和所述监测数据，设计厌氧反应调控方法并优化厌氧反应调控参数；使用比例积分微分控制器调控所述生化反应器的出水回流速度，以对废水进行生化处理。

3、进一步地，所述方法还包括：采用吸附法、膜过滤法、催化氧化法和混凝沉淀法中的至少一种对所述生化处理后的废水进行后处理。

4、进一步地，所述反应速率变化因子满足：，其中，表示某一维度数据中第i个时序点的反应速率变化因子，表示该维度数据第i个时序点标准化差异值，分别表示拟合曲线上第、、个时序点上拟合数据的导数，c为调整系数。

5、进一步地，设计所述厌氧反应调控方法包括：分析与所述厌氧反应过程中不同时序点相对应的反应干扰特征；根据所述反应干扰特征计算反应效率损失特征参数，其中，根据所述反应速率变化因子的均值，调整所述监测数据对所述厌氧反应过程的影响重要性，计算每个所述监测数据与通过斜率预测的数据之间的偏差，并以所述偏差作为反应干扰的量化指标，利用所述监测数据对所述厌氧反应过程的影响重要性以及相关性分析，以计算所述反应干扰特征。

6、进一步地，所述影响重要性满足：，其中，表示第j维度数据对厌氧反应过程的影响重要性，n表示第j维度数据的时序点数量，表示归一化函数，表示进出口监测数据中各维度数据中第个时序点的反应速率变化因子均值，表示第j维度数据中第个时序点的数据，表示第j维度数据中各时序点数据均值。

7、进一步地，所述反应干扰特征满足：，其中，表示厌氧反应过程的反应干扰特征，表示生化反应器内监测数据的维度数量，n表示第j维度数据的时序点数量，表示第j维度数据对厌氧反应过程的影响重要性，u表示进出水口监测数据的维度数量，表示相关性计算函数，表示第t个维度的进出水口监测数据的标准化差异值序列，表示第j个反应器监测数据维度的监测值序列。

8、进一步地，计算反应效率损失特征参数包括：对比所述监测数据与理想区间的差异，其中，所述理想区间为厌氧菌处理所述废水的活性区间；计算每个所述监测数据的监测值与所述理想区间中点的偏离程度；计算所述偏离程度的均值，并获得所述监测数据的整体反应损失；基于每个所述监测数据的整体反应损失与其对厌氧反应过程的影响重要性，获得所述反应效率损失特征参数。

9、进一步地，所述反应效率损失特征参数满足：，其中，表示所述反应效率损失特征参数，表示双曲正切函数，表示厌氧反应过程的反应干扰特征，表示生化反应器内监测数据的维度数量，表示第j个维度数据理想区间中点，和分别表示第j个维度数据理想区间的最大值和最小值。

10、进一步地，所述生化反应器包括上流式厌氧污泥床反应器，以及优化所述厌氧反应调控参数的方法包括：设置所述上流式厌氧污泥床的上升流速，促进颗粒状污泥的形成和絮状污泥的洗出；调节出水回流比，以增加所述颗粒状污泥与所述废水的接触；采用齐格勒-尼克尔斯法获取所述比例积分微分控制器的初始参数；根据所述反应效率损失特征参数，实时调整所述比例积分微分控制器的比例增益系数以适应非线性运行状态。

11、本发明还提供了一种酒厂废水生化处理净化系统，包括：监测设备，用于采集生化反应器中的多项数据，并对所述数据进行预处理以获取监测数据；数据分析单元，根据所述监测数据的变化特征，评估厌氧反应过程中不同时序点整体的反应速率变化因子；调控设计单元，用于结合所述反应速率变化因子和所述监测数据，设计厌氧反应调控方法并优化厌氧反应调控参数；控制单元，包括比例积分微分控制器，用于调控所述生化反应器的出水回流速度，以对废水进行生化处理。

12、本发明具有如下有益效果：

13、基于本发明所述的一种酒厂废水生化处理净化方法或系统，其通过优化废水净化厌氧处理控制过程来实现处理效率的提升。具体通过采集生化反应器内部监测数据，结合生化反应器进出水口数据差异分析各时序点的反应速率变化特征，设计厌氧反应调控方法并优化厌氧反应调控参数使用比例积分微分控制器调控所述生化反应器的出水回流速度从而对废水进行生化处理。其通过处理过程产生的一般监测数据进行分析，未明显增加处理成本；在不涉及人工干预的情况下显著提升了净化效率，同时解决了控制参数统一时厌氧处理效率低下的问题。

技术特征：

1.一种酒厂废水生化处理净化方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的酒厂废水生化处理净化方法，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求1所述的酒厂废水生化处理净化方法，其特征在于，所述反应速率变化因子满足：

4.根据权利要求3所述的酒厂废水生化处理净化方法，其特征在于，所述影响重要性满足：

5.根据权利要求4所述的酒厂废水生化处理净化方法，其特征在于，所述反应干扰特征满足：

6.根据权利要求5所述的酒厂废水生化处理净化方法，其特征在于，计算反应效率损失特征参数包括：

7.根据权利要求6所述的酒厂废水生化处理净化方法，其特征在于，所述反应效率损失特征参数满足：

8.根据权利要求3所述的酒厂废水生化处理净化方法，其特征在于，所述生化反应器包括上流式厌氧污泥床反应器，以及优化所述厌氧反应调控参数的方法包括：

9.一种酒厂废水生化处理净化系统，其特征在于，所述系统包括：

技术总结本发明涉及废水净化技术领域，具体涉及一种酒厂废水生化处理净化方法及系统，所述方法包括：采集生化反应器中的多项数据，并对所述数据进行预处理以获取监测数据；根据所述监测数据的变化特征，评估厌氧反应过程中不同时序点整体的反应速率变化因子；结合所述反应速率变化因子和所述监测数据，设计厌氧反应调控方法并优化厌氧反应调控参数；使用比例积分微分控制器调控所述生化反应器的出水回流速度，以对废水进行生化处理。技术研发人员：刘才群,罗赞,李志峰,罗晓宏,谢伦专,张晟,张芷馨受保护的技术使用者：湖南湘江水务有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/9/29