一种臭氧投加量的控制系统的制作方法

本发明涉及污水处理，特别是涉及一种臭氧投加量的控制系统。

背景技术：

1、常见的污水处理工艺是通过利用臭氧的强氧化性达到去除化学需氧量(简称：cod)的目的。在整个污水处理的过程中，除去cod需要消耗臭氧，若想维持臭氧池中的cod浓度稳定，必须通过持续投加来补充臭氧，使排放cod浓度维持在一个合理的水平。由于来水的cod浓度不同，因此臭氧投加量也要实时变化，才能保证处理的效果。

2、实时确定臭氧投加量时需要考虑设备结构、水质水量、混合效率以及水温等因素互相影响，因此准确自动投加臭氧需要将水处理工艺与臭氧制造技术相结合，这导致基于臭氧的污水处理系统的制造和运行成本增加；同时，在基于臭氧的污水处理系统应用中用户、施工单位、制造单位的分离难以形成有效信息和经验共享，加上每个臭氧催化氧化项目处理的水质差异，制造厂要实现自动化的工艺优化难度加大；进而导致现有基于臭氧的污水处理系统重臭氧投加量由人工进行经验性的模糊控制。

技术实现思路

1、基于此，本发明的目的在于，提供一种臭氧投加量的控制系统。

2、本发明所述臭氧投加量的控制系统的详细技术方案如下。

3、一种臭氧投加量的控制系统，包括：臭氧发生器、检测模块、阀模块和控制器，

4、臭氧发生器，制备臭氧；

5、检测模块，包括流量计、cod检测仪，其中，流量计检测进入臭氧催化氧化反应器的进水流量；cod检测仪检测进入臭氧催化氧化反应器的原水的进水cod浓度值、及经臭氧催化氧化反应器处理的出水cod浓度值；

6、阀模块，包括采样阀及臭氧投加阀，其中，采样阀控制进入cod检测仪的原水进水量、及从臭氧催化氧化反应器进入cod检测仪的待测样液量；臭氧投加阀用于控制进入臭氧催化氧化反应器的臭氧量；

7、控制器，与阀模块、检测模块、臭氧发生器电连接和/或通讯连接；

8、所述控制器通过下述方法获得所需臭氧量进而控制臭氧发生器的制臭氧量：

9、获取当前时刻进水cod浓度值，并比较所述当前时刻进水cod浓度值与设定的高浓度阈值、低浓度阈值的关系：

10、若当前时刻进水cod浓度值大于高浓度阈值，则采用目标cod去除率调整模式，根据获取的当前时刻进水cod浓度值、当前时刻出水cod浓度值、设定的目标出水cod浓度值、当前时刻进水流量计算当前时刻所需臭氧量；

11、若当前时刻进水cod浓度值小于等于高浓度阈值且大于等于低浓度阈值，则采用单位水量定投臭氧量调整模式，根据获取的当前时刻进水流量、系统运行统计的单位水量定投臭氧量的比值均值计算当前时刻所需臭氧量；

12、若当前时刻进水cod浓度值小于低浓度阈值，则采用出水cod浓度值调整模式，根据获取的当前时刻进水cod浓度值、当前时刻出水cod浓度值、当前时刻进水流量、设定的目标出水cod浓度值及浓度修正系数α计算当前时刻所需臭氧量。

13、相对于现有技术，本发明将臭氧催化氧化水处理工艺及臭氧制备工艺相结合，通过比较当前时刻进水cod浓度值与设定的高浓度阈值、低浓度阈值的关系，判断当前时刻进水cod浓度值属于高浓度、中浓度还是低浓度，并根据其所属的不同浓度范围，采用不同的方式计算所需臭氧量，控制臭氧发生器制备所需臭氧量投加入臭氧催化氧化反应器。该方法可有效的提高臭氧的利用率，避免人工投加、不区分浓度的投加方式造成的臭氧浪费，或臭氧投加不足造成的出水cod浓度不合格的问题，同时，降低污水处理的运行成本。

14、进一步地，所述目标cod去除率调整模式具体为：

15、获取当前时刻出水cod浓度值，根据所述当前时刻进水cod浓度值、当前时刻出水cod浓度值计算当前时刻cod去除率，判断所述当前时刻cod去除率是否小于等于设定的目标cod去除率：

16、若为是，持续获取下一时刻进水cod浓度值；

17、若为否，获取当前时刻进水流量，根据所述当前时刻进水cod浓度值、当前时刻出水cod浓度值、设定的目标出水cod浓度值、当前时刻进水流量计算当前时刻所需臭氧量，并持续获取下一时刻进水cod浓度值。

18、进一步地，当前时刻cod去除率满足：

19、

20、式中：rt表示当前时刻cod去除率，表示当前时刻进水cod浓度值，表示当前时刻出水cod浓度值；

21、目标cod去除率满足：

22、

23、式中：rtarget表示目标cod去除率，表示系统运行统计的进水cod浓度的均值，表示目标出水cod浓度值。

24、进一步地，当前时刻所需臭氧量满足：

25、

26、式中：表示当前时刻所需臭氧量，ft表示当前时刻进水流量。

27、进一步地，所述单位水量定投臭氧量调整模式具体为：

28、获取当前时刻进水流量，根据系统运行统计的单位水量定投臭氧量的比值均值，计算当前时刻所需臭氧量持续获取下一时刻进水cod浓度值其中，所述当前时刻所需臭氧量满足：

29、

30、式中：表示当前时刻所需臭氧量，r均值表示系统运行统计的单位水量定投臭氧量的比值均值，ft表示当前时刻进水流量。

31、进一步地，所述出水cod浓度值调整模式具体为：

32、获取当前时刻出水cod浓度值、当前时刻进水流量，根据所述当前时刻进水cod浓度值、当前时刻出水cod浓度值、当前时刻进水流量、设定的目标出水cod浓度值及浓度修正系数α，计算当前时刻所需臭氧量持续获取下一时刻进水cod浓度值

33、进一步地，所述浓度修正系数满足：

34、α＝mcod/mo3

35、式中：α表示浓度修正系数，mcod表示上一时刻进水cod的量，mo3表示上一时刻所需臭氧量；

36、当前时刻所需臭氧量满足：

37、

38、式中：表示当前时刻所需臭氧量，表示当前时刻进水cod浓度值，表示当前时刻出水cod浓度值，表示目标出水cod浓度值，ft表示当前时刻进水流量。

39、进一步地，所述控制系统还包括与控制器电或通讯连接的碱液供应器、及控制碱液量的碱液控制阀、及检测臭氧催化氧化反应器内反应液的反应ph值的ph检测计，在控制器控制臭氧发生器制备臭氧的过程中还包括：

40、获取当前时刻反应ph值，并比较所述当前时刻反应ph值与设定的最大ph值、最小ph值的关系：

41、若当前时刻反应ph值大于最大ph值，则暂停投放碱液，并持续获取下一时刻反应ph值；

42、若当前时刻反应ph值小于等于最大ph值、且大于等于最小ph值，则维持当前碱液投加量，并持续获取下一时刻反应ph值；

43、若当前时刻反应ph值小于最小ph值，则根据所述当前时刻反应ph值、当前时刻进水流量及设定的目标ph值计算实际碱液需求量，控制碱液供应器按实际需求量向进水投放碱液，并持续获取下一时刻反应ph值。

44、进一步地，所述控制系统还包括与控制器电或通讯连接的温度调节模块、及检测臭氧催化氧化反应器内反应液的反应温度的ph温度计，在控制器控制臭氧发生器制备臭氧的过程中还包括：

45、获取当前时刻反应温度，并比较所述当前时刻反应温度与设定的最高温度、最低温度的关系：

46、若当前时刻反应温度大于最高温度，则控制温度调节模块对原水或臭氧催化氧化反应器进行降温，并持续获取下一时刻反应温度；

47、若当前时刻反应温度小于等于最高温度、且大于等于最低温度，则控制温度调节模块维持当前温度，并持续获取下一时刻反应温度；

48、若当前时刻反应温度小于最低温度，则控制温度调节模块对原水或臭氧催化氧化反应器进行升温，并持续获取下一时刻反应温度。

49、同时，本发明在对当前时刻进水cod浓度、出水cod浓度进行监测确定臭氧投加量的同时，亦进行反应ph值和反应温度的监控和调节，使臭氧氧化反应的条件维持在适宜的碱性条件和温度条件下，是臭氧实现最高的利用效率。

50、进一步地，所述控制系统还包括与控制器电或通讯连接的用于检测原水池的液位的液位计，在启动臭氧投加量的控制前还包括：

51、获取原水池的当前时刻液位值，并比较所述当前时刻液位与设定的高液位阈值、低液位阈值的关系：

52、若当前时刻液位值小于低液位阈值，则控制臭氧催化氧化反应器停机；

53、若当前时刻液位值小于等于高液位阈值、且大于等于低液位阈值，则向用户端发送臭氧催化氧化反应器的启、停信息，并根据获取的用户端传输的启、停指令控制臭氧催化氧化反应器的启动和停机；

54、若当前时刻液位值大于高液位阈值，则控制臭氧催化氧化反应器、臭氧投加量的控制系统启动。

55、为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。