專利名稱：液體處理化合物的自修正定量控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明所屬領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種液體處理化合物的自修正定量控制方法。更確切地說(shuō)，是涉及一種液體處理化合物的定量控制方法，利用這種方法，在一個(gè)自修正液體速度變量的液體處理系統(tǒng)中，對(duì)液體進(jìn)行處理。
即使液體流量短時(shí)間的增加，在通過(guò)處理系統(tǒng)的液體中產(chǎn)生的尖峰值，也會(huì)造成化合物定量配給過(guò)程的不精確。
過(guò)去，要確定化合物的配給量，首先要對(duì)入流液體中的化合物濃度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室測(cè)定或簡(jiǎn)易測(cè)定，并對(duì)液體的流速加以測(cè)量。然后作定量計(jì)算。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，人工調(diào)準(zhǔn)給料設(shè)備，例如一個(gè)化合物給料泵。后來(lái)，利用一個(gè)入流水流速度信號(hào)，使給料泵作到了局部的同步化。但是，仍然要對(duì)入流的化合物濃度進(jìn)行人工測(cè)量，并且人工精確調(diào)準(zhǔn)給料泵的定量比例。再后來(lái)，人們發(fā)現(xiàn)入流的化合物濃度是相當(dāng)穩(wěn)定的。一個(gè)處理工廠，例如一個(gè)污水處理廠，有一個(gè)嚴(yán)格的出流排放標(biāo)準(zhǔn)，以滿足環(huán)境的要求。為了調(diào)節(jié)化合物的定量比例，從而保持一個(gè)特定的出流排放物的化合物濃度，那么利用測(cè)試的數(shù)據(jù)，就是一個(gè)較為直接的方法，可以保證一個(gè)較好的給料結(jié)果。
近年來(lái)，對(duì)化合物濃度測(cè)定，已經(jīng)有了可靠的自動(dòng)分析儀，使得整個(gè)化合物給料過(guò)程能夠自動(dòng)化。這樣，便不再需要進(jìn)行人工測(cè)定和人工調(diào)準(zhǔn)工作。同時(shí)造成的另外一個(gè)結(jié)果是，在水處理過(guò)程中，可以利用自動(dòng)分析儀來(lái)測(cè)定一系列的化合物，使得定量給料工藝還可以應(yīng)用于其它方面，例如向一個(gè)通氣的生物反映器中添加碳酸鈉以控制硝化作用，或者在加入澄清劑之前，先加入鐵鹽或者鋁鹽，以控制去除磷素。
但是對(duì)于一個(gè)變流系統(tǒng)中的入流和出流中所含化合物進(jìn)行測(cè)定與測(cè)量的方法，其精確性是有問(wèn)題的，原因是入流中帶有尖峰值。人們希望找到一種經(jīng)過(guò)改進(jìn)的、有效的水處理過(guò)程中的化合物定量控制方法。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于在一個(gè)液體處理過(guò)程中，例如在水處理或者污水過(guò)濾的過(guò)程中，利用本申請(qǐng)人的創(chuàng)新方法，可以完成自修正的、有效的化合物自動(dòng)定量控制，改進(jìn)化合物的定量控制方法。根據(jù)流量表上顯示的尖峰值，進(jìn)行系統(tǒng)中定量添加化合物的計(jì)算機(jī)計(jì)算時(shí)，會(huì)造成不精確的結(jié)果。本發(fā)明的方法是自修正的。因?yàn)檫@種方法利用了液體流速的動(dòng)態(tài)平均值，從而將液體流速中的尖峰值，作為定量控制信號(hào)而加以計(jì)算。
用于控制添加處理化合物的方法，使用一個(gè)自修正的自動(dòng)定量控制系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)包含來(lái)自一個(gè)液體流量表的信號(hào)、來(lái)自一個(gè)入流化合物濃度分析儀的信號(hào)和(或者)來(lái)自一個(gè)出流化合物濃度分析儀的信號(hào)的集合。這個(gè)新的信號(hào)集合可以改進(jìn)化合物定量的控制和精確性。這些信號(hào)被導(dǎo)入一個(gè)計(jì)算機(jī)化合物定量控制器，這個(gè)計(jì)算機(jī)化合物定量控制器控制著化合物給料泵。
在這個(gè)化合物系統(tǒng)中被處理的液體可以是污水，處理污水的化合物是一種碳素化合物。一種碳素化合物常常被加入反硝化作用反應(yīng)器，以促進(jìn)反硝化作用。
在本發(fā)明一種自修正的水處理化合物的自動(dòng)定量控制方法中，流量計(jì)是入流流量計(jì)，化合物濃度分析儀是出流分析儀，或者是將入流分析儀和出流分析儀相結(jié)合。將液體流速數(shù)據(jù)和化合物濃度分析結(jié)果綜合起來(lái)，以此作為基礎(chǔ)，來(lái)改進(jìn)水處理過(guò)程中的化合物定量給料。
本發(fā)明在一個(gè)具有入流和出流的處理系統(tǒng)中，在液體處理過(guò)程中，對(duì)液體處理化合物進(jìn)行自修正自動(dòng)定量控制的方法，包括以下內(nèi)容a.測(cè)量通過(guò)處理系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平均液體流速，并根據(jù)測(cè)量結(jié)果，生成一個(gè)液體流速信號(hào)；b.測(cè)定處理系統(tǒng)內(nèi)的一種化合物的濃度，并根據(jù)測(cè)定結(jié)果，生成一個(gè)化合物濃度信號(hào)；c.將步驟a和步驟b所生成的信號(hào)，傳遞到化合物定量控制器；d.由輸入化合物定量控制器的信號(hào)，自動(dòng)計(jì)算一種化合物的給料定量；e.基于步驟d所計(jì)算出的給料定量，生成化合物定量控制器的輸出信號(hào)。把這個(gè)輸出信號(hào)，傳遞到一個(gè)化合物給料系統(tǒng)；f.按步驟e的輸出信號(hào)，把步驟d所計(jì)算出的給料定量，添加到入流液體之中；g.在液體處理過(guò)程中，連續(xù)重復(fù)步驟a到步驟f。
在一定的時(shí)段中，測(cè)量液體流速兩次或兩次以上，計(jì)算測(cè)量結(jié)果的平均值，就可以得出步驟a的動(dòng)態(tài)平均液體流速。這種方法，是通過(guò)測(cè)量系統(tǒng)中的入流，得到液體流速。另外，也可以通過(guò)測(cè)量系統(tǒng)中的出流，而得到液體流速。液體流速可以用一個(gè)液體同步放大器來(lái)調(diào)準(zhǔn)。通過(guò)測(cè)定系統(tǒng)中的入流，可以得到步驟b的化合物的濃度。或者通過(guò)測(cè)定系統(tǒng)中的出流，也可以得到步驟b的化合物的濃度?；蛘呒葴y(cè)定系統(tǒng)中的入流，又測(cè)定系統(tǒng)中的出流，而得到步驟b的化合物的濃度。就本發(fā)明來(lái)說(shuō)，一方面步驟b的化合物與步驟d的化合物，可以是同一種化合物。另一方面，步驟b的化合物與步驟d的化合物，也可以是不同的化合物。
步驟a的動(dòng)態(tài)平均液體流速的測(cè)量，和步驟b的化合物的濃度的測(cè)定，最好是連續(xù)進(jìn)行的?；蛘?，步驟a的液體流速的測(cè)量是連續(xù)的，而計(jì)算測(cè)量結(jié)果的平均值，是在特定的時(shí)段中進(jìn)行的。這個(gè)計(jì)算平均值的時(shí)段的長(zhǎng)度，為15秒鐘到30分鐘。步驟b的化合物的濃度的測(cè)定，按一定的時(shí)間間隔進(jìn)行。間隔的時(shí)間長(zhǎng)度，為不足一秒到大約15分鐘。
具體來(lái)說(shuō)，這個(gè)液體處理過(guò)程中的液體是水，處理過(guò)程為水處理過(guò)程。
本發(fā)明自修正的自動(dòng)定量控制方法，可以用于一個(gè)具有入流和出流的反硝化作用的處理系統(tǒng)中。在這種水處理過(guò)程中，所控制的化合物是硝態(tài)氮(硝酸鹽-氮)，添加的化合物是一種有機(jī)碳化合物。這種方法包括以下內(nèi)容a.測(cè)量通過(guò)處理系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平均水流速度，并根據(jù)測(cè)量結(jié)果，生成一個(gè)水流速度信號(hào)；b.測(cè)定處理系統(tǒng)中的入流水體中的硝酸鹽-氮的濃度，并根據(jù)測(cè)定結(jié)果，生成一個(gè)化合物濃度信號(hào)；c.將步驟a和步驟b所生成的信號(hào)，傳遞到化合物定量控制器；d.通過(guò)至少一個(gè)可調(diào)的定量因子，自動(dòng)調(diào)準(zhǔn)硝酸鹽/氮素信號(hào)；e.根據(jù)經(jīng)過(guò)調(diào)準(zhǔn)的輸入化合物定量控制器的信號(hào)，自動(dòng)計(jì)算給料化合物的定量；f.基于步驟e所計(jì)算出的給料定量，生成化合物定量控制器的輸出信號(hào)。把這個(gè)輸出信號(hào)，傳遞到一個(gè)化合物給料系統(tǒng)；
g.按步驟f的輸出信號(hào)，把給料化合物，添加到入流水體之中；h.在反硝化(脫氮)作用過(guò)程中，連續(xù)重復(fù)步驟a到步驟g。
在這種方法中，給料化合物是從由醇類和揮發(fā)性脂肪酸所組成的一組化合物中選擇出來(lái)的。給料化合物最好是甲醇。一方面，步驟c的水流速度信號(hào)，被一個(gè)液體同步放大器自動(dòng)調(diào)準(zhǔn)。另一方面，對(duì)系統(tǒng)中的入流水體中和出流水體中的硝酸鹽-氮的濃度，都進(jìn)行了測(cè)量。最好為出流水體硝酸鹽-氮的濃度選擇一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)。通過(guò)測(cè)量出流水體中的硝態(tài)氮的濃度，生成硝態(tài)氮濃度信號(hào)。這個(gè)濃度信號(hào)，被傳遞到化合物定量控制器。
具體來(lái)說(shuō)，計(jì)算出流水體中的硝態(tài)氮的濃度與基準(zhǔn)點(diǎn)之間的差值，就形成一個(gè)控制反應(yīng)信號(hào)。這個(gè)控制反應(yīng)信號(hào)通過(guò)一個(gè)或者多個(gè)敏感因子進(jìn)行調(diào)準(zhǔn)。經(jīng)過(guò)調(diào)準(zhǔn)的控制反應(yīng)信號(hào)，被自動(dòng)綜合到計(jì)算給料化合物定量的過(guò)程中。最好由這個(gè)定量結(jié)果，生成一個(gè)經(jīng)過(guò)調(diào)整的輸出信號(hào)。這個(gè)信號(hào)從化合物定量控制器，被傳遞到化合物定量給料系統(tǒng)。或者，這個(gè)經(jīng)過(guò)調(diào)整的、從化合物定量控制器所輸出的信號(hào)，在經(jīng)過(guò)一個(gè)復(fù)位時(shí)間后，才被傳遞到化合物定量給料系統(tǒng)。對(duì)于本發(fā)明，具體來(lái)說(shuō)，這個(gè)復(fù)位時(shí)間是人工輸入的?；蛘?，這個(gè)復(fù)位時(shí)間是根據(jù)水體滯留時(shí)間，自動(dòng)計(jì)算出的一個(gè)變量。水體滯留時(shí)間，是通過(guò)讀取處理罐中的容量水平指示表上的數(shù)據(jù)，并且將這個(gè)容量除以動(dòng)態(tài)平均水流速度而計(jì)算出來(lái)的。復(fù)位時(shí)間，是依據(jù)水處理過(guò)程中的水體滯留時(shí)間，和處理過(guò)程的反應(yīng)時(shí)間而得出的。硝態(tài)氮濃度信號(hào)，通過(guò)至少一個(gè)可調(diào)的定量因子，可以被自動(dòng)調(diào)準(zhǔn)。
另外一種方法是，在一個(gè)具有入流和出流的反硝化作用水處理系統(tǒng)中，使用一種有機(jī)碳化合物作為給料化合物，對(duì)硝態(tài)氮進(jìn)行自修正自動(dòng)定量控制。這種方法包括以下內(nèi)容a.選定一個(gè)出流中硝態(tài)氮濃度的基準(zhǔn)點(diǎn)；b.測(cè)量通過(guò)處理系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平均水流速度，并根據(jù)測(cè)量結(jié)果，生成一個(gè)水流速度信號(hào)；
c.測(cè)定處理系統(tǒng)中的出流水體中的硝態(tài)氮的濃度，并根據(jù)測(cè)定結(jié)果，生成一個(gè)化合物濃度信號(hào)；d.將步驟b和步驟c所生成的信號(hào)，傳遞到化合物定量控制器；e.計(jì)算出流水體中的硝態(tài)氮的濃度與基準(zhǔn)點(diǎn)之間的差值，生成一個(gè)控制反應(yīng)信號(hào)；f.通過(guò)一個(gè)或者多個(gè)敏感因子，調(diào)準(zhǔn)控制反應(yīng)信號(hào)；g.根據(jù)控制反應(yīng)信號(hào)，自動(dòng)計(jì)算給料化合物的定量；h.基于步驟g所計(jì)算出的給料定量，生成化合物定量控制器的輸出信號(hào)。把這個(gè)輸出信號(hào)，傳遞到一個(gè)化合物給料系統(tǒng)；i.按步驟h的輸出信號(hào)，把給料化合物，添加到入流水體之中；j.在反硝化(脫氮)作用處理過(guò)程中，連續(xù)重復(fù)步驟a到步驟i。
對(duì)入流和出流水體中的硝態(tài)氮濃度，都進(jìn)行測(cè)量。另一方面，測(cè)量入流水體中的硝態(tài)氮濃度，生成一個(gè)入流濃度信號(hào)，并將其傳遞到化合物定量控制器。最好是利用一個(gè)可調(diào)的定量因子，將入流濃度信號(hào)加以調(diào)準(zhǔn)，用一個(gè)液體同步放大器，將步驟d所生成的水流速度信號(hào)加以調(diào)準(zhǔn)。
在一個(gè)最佳實(shí)例中，是基于平均水流速度、入流水體中的硝態(tài)氮濃度和出流水體中的硝態(tài)氮濃度，來(lái)計(jì)算化合物定量控制器的輸出信號(hào)。這個(gè)信號(hào)被傳遞到化合物給料系統(tǒng)。最好在經(jīng)過(guò)一個(gè)重置時(shí)間以后，再計(jì)算接下來(lái)由步驟e所生成的控制反應(yīng)信號(hào)。重置時(shí)間可以是人工輸入，也可以是根據(jù)水處理過(guò)程中的水體滯留時(shí)間，和處理過(guò)程的反應(yīng)時(shí)間而自動(dòng)計(jì)算出的一個(gè)變量。
最好還要生成一個(gè)派生的控制反應(yīng)信號(hào)，以克服(出流水體中的硝態(tài)氮濃度)朝向或者偏離基準(zhǔn)點(diǎn)的快速變化。生成派生的控制反應(yīng)信號(hào)的較好方法是，在重置時(shí)間之前進(jìn)行出流中的(硝態(tài)氮)濃度的第一次測(cè)定，在重置時(shí)間之內(nèi)進(jìn)行出流中的(硝態(tài)氮)濃度的第二次測(cè)定；將第一次測(cè)定的出流中的(硝態(tài)氮)濃度與第二次測(cè)定的出流中的(硝態(tài)氮)濃度加以比較，根據(jù)比較的結(jié)果來(lái)調(diào)準(zhǔn)控制反應(yīng)信號(hào)。
在一個(gè)具有入流和出流的液體處理系統(tǒng)中，使用一種給料化合物，對(duì)液體處理化合物進(jìn)行自動(dòng)定量控制，還有另外一種可供選擇的方法。這種方法包括以下內(nèi)容a.選定出流中一種化合物濃度的基準(zhǔn)點(diǎn)；b.測(cè)量通過(guò)處理系統(tǒng)的液體流速，并根據(jù)測(cè)量結(jié)果，生成一個(gè)液體流速信號(hào)；c.測(cè)定入流水體中與步驟a中相同的化合物的濃度，并根據(jù)測(cè)定結(jié)果，生成一個(gè)入流化合物濃度信號(hào)；d.測(cè)定出流水體中與步驟a中相同的化合物的濃度，并根據(jù)測(cè)定結(jié)果，生成一個(gè)出流化合物濃度信號(hào)；e.將步驟b所生成的信號(hào)，傳遞到一個(gè)化合物定量控制器，形成一個(gè)初級(jí)控制反應(yīng)信號(hào)；f.通過(guò)液體同步放大器，來(lái)調(diào)準(zhǔn)初級(jí)控制反應(yīng)信號(hào)；g.將步驟c所生成的信號(hào)，傳遞到一個(gè)化合物定量控制器，形成一個(gè)次級(jí)控制反應(yīng)信號(hào)；h.通過(guò)一個(gè)可調(diào)的定量因子，來(lái)調(diào)準(zhǔn)次級(jí)控制反應(yīng)信號(hào)；i.將步驟d所生成的信號(hào)，傳遞到化合物定量控制器，并計(jì)算出流中的化合物濃度與基準(zhǔn)點(diǎn)之間的差值，形成一個(gè)第三級(jí)控制反應(yīng)信號(hào)；j.通過(guò)一個(gè)或者多個(gè)敏感因子，來(lái)調(diào)準(zhǔn)第三級(jí)控制反應(yīng)信號(hào)；k.根據(jù)初級(jí)和次級(jí)控制反應(yīng)信號(hào)，連續(xù)計(jì)算給料的化合物定量；當(dāng)重置時(shí)間過(guò)后，再把步驟i所生成的第三級(jí)控制反應(yīng)信號(hào)綜合進(jìn)來(lái)；l.基于步驟k所計(jì)算出的給料定量，生成化合物定量控制器的輸出信號(hào)。把這個(gè)輸出信號(hào)，傳遞到一個(gè)化合物給料系統(tǒng)；m.按步驟1的輸出信號(hào)，把給料化合物，添加到入流液體之中；n.在液體處理過(guò)程中，連續(xù)重復(fù)步驟a到步驟m。
步驟a中的化合物，最好與步驟m中的化合物相同。但是有的時(shí)候，步驟a中的化合物與步驟m中的化合物是不同的。在一種具體方法中，重置時(shí)間是人工輸入的。但是重置時(shí)間，也可以是根據(jù)處理過(guò)程中的水體滯留時(shí)間，和處理過(guò)程的反應(yīng)時(shí)間而自動(dòng)計(jì)算出的一個(gè)變量。水體滯留時(shí)間，是通過(guò)讀取處理罐中的容量水平指示表上的數(shù)據(jù)，并且將這個(gè)容量除以動(dòng)態(tài)平均水流速度而計(jì)算出來(lái)的。處理過(guò)程的反應(yīng)時(shí)間，是處理過(guò)程對(duì)添加進(jìn)來(lái)的化合物發(fā)生反應(yīng)所需要的時(shí)間。重置時(shí)間，是基于處理過(guò)程中的水體滯留時(shí)間和處理過(guò)程的反應(yīng)時(shí)間而設(shè)定的。
本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明新的、經(jīng)過(guò)改進(jìn)的方法，是以液體自修正自動(dòng)定量控制的方式，對(duì)添加的液體處理化合物進(jìn)行控制。按照這種方法，在對(duì)需要加入系統(tǒng)中的化合物定量進(jìn)行計(jì)算的過(guò)程中，綜合了來(lái)自一個(gè)液體流量計(jì)的動(dòng)態(tài)平均信號(hào)，來(lái)自一個(gè)入流化合物濃度分析儀的信號(hào)和(或者)來(lái)自一個(gè)出流化合物濃度分析儀的信號(hào)。這種化合物自動(dòng)定量控制的方法，可以被用于任何用添加化合物來(lái)處理液體的系統(tǒng)，例如水處理系統(tǒng)和污水處理系統(tǒng)。這些來(lái)自化合物濃度分析儀的信號(hào)，被導(dǎo)入一個(gè)計(jì)算機(jī)化合物定量控制器。由這個(gè)化合物定量控制器對(duì)信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和調(diào)準(zhǔn)，生成一個(gè)輸出信號(hào)。由這個(gè)輸出信號(hào)控制化合物定量設(shè)備，使它將適當(dāng)量的化合物添加到處理罐或者過(guò)濾器中。
本發(fā)明的方法，以有效的控制方式，改進(jìn)處理過(guò)程中化合物的定量，從而實(shí)現(xiàn)自修正的自動(dòng)定量控制。在暴風(fēng)雨高潮時(shí)，向處理系統(tǒng)中加入較多的泵，或者當(dāng)其它入流增加的情況下，會(huì)形成入流流速的尖峰值。在水處理的過(guò)程中，泵的開(kāi)與關(guān)，也會(huì)造成這樣的尖峰值。根據(jù)流量計(jì)的尖峰值讀數(shù)，在使用計(jì)算機(jī)對(duì)需要加入系統(tǒng)的化合物的定量進(jìn)行計(jì)算時(shí)，會(huì)產(chǎn)生不精確的結(jié)果。本發(fā)明的方法，使用液體流速的動(dòng)態(tài)平均值，以便在計(jì)算定量控制信號(hào)時(shí)，包含了這些尖峰值。所以是自修正的。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于這種自動(dòng)定量控制方法，也具有設(shè)置控制功能的最大正、負(fù)限度的能力。還可以自動(dòng)或者人工控制重置時(shí)間，使得先前發(fā)生的變化，在系統(tǒng)中能夠向前傳遞，在出流的探測(cè)器上顯示出來(lái)，從而改進(jìn)水處理過(guò)程中的化合物的定量。
使用自動(dòng)定量控制的液體處理系統(tǒng)，包括污水處理系統(tǒng)的反硝化作用，添加碳酸鈉或者碳酸氫鈉進(jìn)行生物學(xué)通氣，以及為去除磷酸鹽而添加鋁鹽或者鐵鹽。
參見(jiàn)

圖1的示意說(shuō)明，一個(gè)液體處理系統(tǒng)，或者一個(gè)利用化學(xué)過(guò)程對(duì)污水進(jìn)行處理的污水處理系統(tǒng)，包括入流水體20，出流水體30，一個(gè)被稱作化合物定量控制器50的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，由這個(gè)化合物定量控制器產(chǎn)生的信號(hào)，被送到一個(gè)容量可變的化合物定量或者給料系統(tǒng)60，例如化合物給料泵60，由它對(duì)處理系統(tǒng)的適當(dāng)?shù)幕衔镞M(jìn)行定量。這個(gè)化合物給料泵60，最好通過(guò)泵速和/或者泵沖程的變化，具有一個(gè)自動(dòng)可變的輸出?；趦蓚€(gè)或者三個(gè)變量的輸入而在化合物定量控制器50所形成的信號(hào)，將這個(gè)泵激活。形成這個(gè)信號(hào)的兩個(gè)或者三個(gè)變量分別是處理過(guò)程中的動(dòng)態(tài)水流速度，入流水體化合物濃度，以及在一種備選的方法中，還包括出流水體的化合物濃度。
上述第一個(gè)變量，即處理過(guò)程中的動(dòng)態(tài)水流速度，用一個(gè)電子流量計(jì)25來(lái)測(cè)量。最好將這個(gè)電子流量計(jì)置于入流水體20之中，或者也可以將其置于出流水體30之中。用流量計(jì)25測(cè)量通過(guò)處理系統(tǒng)10的水流速度。在一個(gè)時(shí)段中測(cè)量水流速度兩次或兩次以上，并由計(jì)算機(jī)算出在這個(gè)時(shí)段中的測(cè)量結(jié)果的平均值，就得出了平均的水流速度。例如在一個(gè)三分鐘的時(shí)段里，每隔15秒鐘，測(cè)量一次水流速度，計(jì)算出這些測(cè)量結(jié)果的平均值，就得出了平均的水流速度。這樣，流速中的尖峰值所造成的異常測(cè)量結(jié)果，就得到了修正。由測(cè)量結(jié)果的平均值，形成水流速度信號(hào)。如果流量計(jì)被置于出流水體之中，由于水處理廠的抽水與罐貯所形成的阻留時(shí)間，造成流量計(jì)上的讀數(shù)有一個(gè)時(shí)間上的滯后。處理系統(tǒng)的操作員，在化合物定量控制器50上，可以將這個(gè)時(shí)間滯后加以計(jì)算。
最好是由控制器50，根據(jù)水流速度信號(hào)，生成一個(gè)初級(jí)控制反應(yīng)信號(hào)?？刂破?0通過(guò)液體同步放大器，可以自動(dòng)調(diào)準(zhǔn)根據(jù)入流流量計(jì)的讀數(shù)或者出流流量計(jì)的讀數(shù)所生成的初級(jí)控制反應(yīng)信號(hào)。對(duì)于控制反應(yīng)信號(hào)的這種調(diào)準(zhǔn)工作，或者其它任何調(diào)準(zhǔn)工作，都可以由操作員人工完成，但最好是事先將編好的自動(dòng)調(diào)準(zhǔn)程序，輸入控制器50。經(jīng)過(guò)調(diào)準(zhǔn)的初級(jí)控制反應(yīng)信號(hào)，或者處理過(guò)程的水流速度因子，可以作為定量信號(hào)被傳遞到化合物給料系統(tǒng)。這些測(cè)量結(jié)果和信號(hào)是連續(xù)生成的，時(shí)間頻度為大約每0.5秒到每5分鐘一次?；蛘?，可以把經(jīng)過(guò)調(diào)準(zhǔn)的初級(jí)控制反應(yīng)信號(hào)，與次級(jí)控制反應(yīng)信號(hào)和(或者)第三級(jí)控制反應(yīng)信號(hào)結(jié)合起來(lái)，形成一個(gè)定量信號(hào)?；衔锝o料系統(tǒng)60的最大輸出，隨著通過(guò)整個(gè)水處理系統(tǒng)10的水流速度而變。初級(jí)控制反應(yīng)信號(hào)的計(jì)算如下初級(jí)控制反應(yīng)信號(hào)＝流速乘數(shù)×平均流速+流量表的最大量程在決定入流的化合物定量時(shí)，濃度是第二個(gè)變化量，化合物分析儀28是被用來(lái)測(cè)量入流水體的化合物濃度并發(fā)出信號(hào)傳遞給定量控制器50。用來(lái)測(cè)量化合物濃度的化合物分析儀是已知技術(shù)，在此將不進(jìn)一步描述?；衔锒靠刂破?0基于化合物信號(hào)生成次級(jí)控制反應(yīng)信號(hào)。次級(jí)控制反應(yīng)信號(hào)是靠一個(gè)可調(diào)節(jié)定量因子來(lái)調(diào)節(jié)，這個(gè)調(diào)節(jié)因子是由操作者按照過(guò)程效能所允許的誤差范圍決定。標(biāo)準(zhǔn)的定量因子，已知技術(shù)，也能被用作調(diào)節(jié)次級(jí)控制反應(yīng)。標(biāo)準(zhǔn)定量因子是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或通常是添加的化合物和相作用化合物的比值。
標(biāo)準(zhǔn)因子是已知技術(shù)。當(dāng)使用甲醇來(lái)去除硝態(tài)氮時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)定量因子約為3.0。
次級(jí)控制反應(yīng)的計(jì)算如下所述次級(jí)控制反應(yīng)＝(可調(diào)節(jié)定量因子×所測(cè)量的入流濃度)÷(標(biāo)準(zhǔn)定量因子×最大流體濃度)從化合物定量控制器50到給料泵60的輸出或定量信號(hào)，是通過(guò)已調(diào)節(jié)的次級(jí)控制反應(yīng)信號(hào)來(lái)調(diào)整。在自動(dòng)定量控制方法中，這步驟的定量信號(hào)計(jì)算如下表示定量信號(hào)＝已調(diào)節(jié)的初級(jí)控制反應(yīng)信號(hào)×已調(diào)節(jié)的次級(jí)反應(yīng)信號(hào)為了控制被調(diào)節(jié)的初級(jí)和次級(jí)反應(yīng)信號(hào)，可以大約在小于1秒至15分鐘內(nèi)，呈現(xiàn)入流水體化合物濃度和生成信號(hào)的測(cè)量。
計(jì)算化合物定量的第三個(gè)變量包括出流水體化合物的濃度。測(cè)量出流水體化合物濃度和傳送基于該測(cè)量的信號(hào)給化合物定量控制器50，生成第三控制反應(yīng)信號(hào)。為了調(diào)節(jié)過(guò)程效能的變化水平，或控制一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，以保證得到一個(gè)特定的出流化合物濃度結(jié)果，最好把這個(gè)變量與初級(jí)或次級(jí)控制反應(yīng)信號(hào)相結(jié)合，或與兩者結(jié)合。流體化合物濃度是由一個(gè)出流濃度分析儀38來(lái)進(jìn)行測(cè)量，分析儀38它生成一個(gè)能傳輸?shù)交衔锒靠刂破?0的信號(hào)。化合物定量控制器50基于來(lái)自化合物分析儀38的信號(hào)，生成一個(gè)第三控制反應(yīng)信號(hào)。第三控制反應(yīng)信號(hào)基于出流液體濃度。第三控制反應(yīng)信號(hào)是一個(gè)更為復(fù)雜的計(jì)算，第三控制反應(yīng)信號(hào)是對(duì)所選擇的出流濃度基準(zhǔn)點(diǎn)的控制。
本發(fā)明控制方法的一個(gè)重要特征是，使掌握過(guò)程中控制化合物定量變化和在等待反應(yīng)結(jié)果，所用的時(shí)間及遲延的時(shí)間成為可能，并且通過(guò)管道和儲(chǔ)存箱將液體濃度輸送到被測(cè)定點(diǎn)也成為可能。很多可購(gòu)置到的控制器設(shè)計(jì)成連續(xù)操作，這樣就會(huì)在時(shí)間延遲時(shí)，造成控制困難。
在本發(fā)明方法中，控制系統(tǒng)利用上述的已調(diào)節(jié)的初級(jí)和次級(jí)控制反應(yīng)信號(hào)連續(xù)操作生成化合物的定量信號(hào)，但只在不間斷間隔時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)第三控制反應(yīng)信號(hào)。這些間隔被已知為重置時(shí)間。重置時(shí)間可以手工設(shè)定成一個(gè)特定和固定間隔，或設(shè)定為自動(dòng)。當(dāng)重置時(shí)間被自動(dòng)地計(jì)算時(shí)，下一個(gè)重置間隔是以目前過(guò)程流速、控制點(diǎn)和測(cè)量點(diǎn)之間的已知的管道和儲(chǔ)存箱容積和行程本身對(duì)控制變化的經(jīng)驗(yàn)調(diào)節(jié)時(shí)間(過(guò)程反應(yīng)時(shí)間)為基礎(chǔ)。次級(jí)控制反應(yīng)信號(hào)的計(jì)算是基于液體通過(guò)過(guò)程的滯留時(shí)間和進(jìn)行反應(yīng)時(shí)間。液體滯留時(shí)間是讀處理箱內(nèi)的流量顯示器上的體積數(shù)，用動(dòng)態(tài)平均流速除以容量計(jì)算出。重置時(shí)間是一個(gè)基于液體通過(guò)行程的滯留時(shí)間和行程反應(yīng)時(shí)間自動(dòng)計(jì)算出的變量。
重置時(shí)間可由以下公式表示重置時(shí)間＝(行程儲(chǔ)存箱容量÷動(dòng)態(tài)平均流速)+過(guò)程反應(yīng)時(shí)間當(dāng)這個(gè)間隔被定時(shí)后，出流液體濃度因子被重復(fù)計(jì)算，并且第三控制反應(yīng)信號(hào)與初級(jí)和次級(jí)控制反應(yīng)信號(hào)結(jié)合而產(chǎn)生一個(gè)化合物定量輸出信號(hào)。最好是，給料化合物的定量依據(jù)已調(diào)節(jié)的初級(jí)和次級(jí)控制反應(yīng)信號(hào)而計(jì)算，并且在重置時(shí)間后，結(jié)合第三控制反應(yīng)信號(hào)計(jì)算的同時(shí)，連續(xù)輸送。測(cè)量入流化合物濃度及產(chǎn)生用于已調(diào)節(jié)的初級(jí)和次級(jí)反應(yīng)信號(hào)的信號(hào)，可以在小于1秒至約15分鐘的范圍內(nèi)進(jìn)行。間隔時(shí)間的重置大約是5分鐘到120分鐘，較大的處理系統(tǒng)要長(zhǎng)達(dá)3至4小時(shí)。
在一種優(yōu)選的方法中，重置時(shí)間大約是30分鐘到60分鐘，在重置時(shí)間終止后，利用當(dāng)時(shí)的過(guò)程流量，可計(jì)算出一個(gè)新重置間隔，且循環(huán)又一次開(kāi)始。
第三級(jí)控制反應(yīng)信號(hào)是以出流化合物的濃度為基礎(chǔ)。當(dāng)?shù)谌?jí)控制首次被啟動(dòng)，它是作為一個(gè)中立因子，(1)就是一個(gè)例子，即不減少也不增加現(xiàn)存的控制反應(yīng)信號(hào)。對(duì)于第三級(jí)控制反應(yīng)信號(hào)的變化，是靠把已測(cè)的出流濃度與工廠操作者建立的一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)作比較后，計(jì)算出，并且作為一個(gè)參照使用。據(jù)發(fā)明者所知，對(duì)第三級(jí)控制反應(yīng)信號(hào)進(jìn)行改變的技術(shù)是“步變量”。把基準(zhǔn)點(diǎn)輸進(jìn)化合物定量控制器并且用作計(jì)算第三級(jí)控制反應(yīng)信號(hào)。這個(gè)計(jì)算是上述的重置時(shí)間結(jié)束時(shí)完成的。基準(zhǔn)點(diǎn)從出流濃度中扣除，用來(lái)決定“誤差”并且被敏感因子乘，敏感因子可以有兩個(gè)值，其中一個(gè)敏感因子值是被設(shè)計(jì)用來(lái)當(dāng)出流濃度超越了基準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)使用。另一個(gè)是當(dāng)出流濃度低于基準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)，而使用的這個(gè)步變量公式可以表示如下 步變量計(jì)算值當(dāng)出流濃度超越基準(zhǔn)值時(shí)，步變量計(jì)算值就是正值，會(huì)引起第三級(jí)控制反應(yīng)信號(hào)在下一個(gè)周期內(nèi)的規(guī)模增大，并能更好地提高了定量泵60給料系統(tǒng)的速度，當(dāng)出流濃度低于基準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)，步變量就是負(fù)值，會(huì)減少第三級(jí)控制反應(yīng)信號(hào)和調(diào)整定量。
當(dāng)計(jì)算出了一個(gè)已調(diào)節(jié)的第三控制反應(yīng)信號(hào)時(shí)，第三級(jí)控制反應(yīng)就能夠在重設(shè)周期后，合并到用于計(jì)算定量輸出信號(hào)的公式中。如果這點(diǎn)被應(yīng)用到定量信號(hào)公式，那么包括了第三控制反應(yīng)信號(hào)的完全公式可表示如下定量信號(hào)＝已調(diào)節(jié)的初級(jí)控制反應(yīng)信號(hào)×已調(diào)節(jié)的次級(jí)反應(yīng)信號(hào)×已調(diào)節(jié)的第三級(jí)控制反應(yīng)信號(hào)由化合物定量控制器50自動(dòng)計(jì)算出定量信號(hào)后，信號(hào)被傳輸?shù)交衔锝o料系統(tǒng)60或傳輸?shù)綋碛薪o料化合物定量顯示的定量處理系統(tǒng)的泵。給料化合物最好被定量進(jìn)給入流水體20。
在方法的實(shí)踐中，進(jìn)程變量在下一個(gè)第三級(jí)控制反應(yīng)信號(hào)被計(jì)算出之前，可以快速進(jìn)入或離開(kāi)基準(zhǔn)點(diǎn)。不是在這些條件下，完全根據(jù)最后的出流濃度做出化合物定量的下一個(gè)步變量，而是它有助于修改下一個(gè)第三控制反應(yīng)信號(hào)，來(lái)阻止變化趨勢(shì)率。所改變的第三控制反應(yīng)信號(hào)是一個(gè)派生的控制反應(yīng)信號(hào)。在本發(fā)明的實(shí)踐中，派生的控制反應(yīng)信號(hào)，是重置周期結(jié)束之前，在一個(gè)可調(diào)節(jié)的周期測(cè)定和重置周期結(jié)束時(shí)，把它與出流濃度比較而生成。如果出流濃度的變化率快，下一個(gè)化合物定量中的步變量就相應(yīng)地分解成波動(dòng)的因子。變化率和反應(yīng)因子在每次安裝后都將有所不同。使用的因子也將取決于出流濃度，在重設(shè)結(jié)束時(shí)是否高于或低于基準(zhǔn)點(diǎn)。
例如從重置R終止15分鐘，檢查出流濃度EC趨勢(shì)。假定一個(gè)任意方向的0.3mg/L變化量，被認(rèn)為是這個(gè)過(guò)程的快速變化率，增加或減小所計(jì)算的步變量是靠因子的25％來(lái)阻止變化的方向。具有代表性的公式如下所述如果ECR＞SP和ECR·ECR.15＞0.3，那么SCNEW＝1.25×SCCALC或ECR·ECR.15≤-0.3，那么SCNEW＝0.75×SCCALC如ECR＜SP和ECR·ECR.15＞0.3，那么SCNEW＝0.75×SCCALC或ECR·ECR.15≤-0.3，那么SCNEW＝1.25×SCCALC這里的EC表示流出化合物濃度，R表示重置，SP表示設(shè)置點(diǎn)，還有SC表示按照上述的公式計(jì)算出的步變量。因數(shù)1.25表示25％的增量；因數(shù)0.75代表25％的減小量。這些因數(shù)是由操作者根據(jù)特定液體處理過(guò)程經(jīng)驗(yàn)，來(lái)完成調(diào)節(jié)的。
當(dāng)?shù)谌刂票粏?dòng)時(shí)，第三控制反應(yīng)信號(hào)是以出流濃度因子(ECF)為基礎(chǔ)，并且在1.0開(kāi)始起動(dòng)。在重設(shè)時(shí)間終止時(shí)，步變化值就計(jì)算出了。并且這個(gè)結(jié)果又被添加給現(xiàn)出流因子。這項(xiàng)內(nèi)容是在每一次重置周期結(jié)束時(shí)重復(fù)進(jìn)行。
ECFNEW＝ECFNOW+SCNEW在此方法的實(shí)踐當(dāng)中，要采取措施以使輸入和輸出控制在一個(gè)合理的范圍。為避免第三級(jí)控制反應(yīng)信號(hào)偏離控制，事先要設(shè)置好該級(jí)反應(yīng)信號(hào)的上下限，而且上下限的因子可以調(diào)整，然后將它們編程并輸入定量控制器中。輸出液流中化合物的濃度將被控制在這一極限之內(nèi)。敏感因子也可以有可調(diào)的上限。在一個(gè)更好的方法中，可以設(shè)置定量泵的可允許的信號(hào)最大值和最小值。既然可以人工或自動(dòng)設(shè)定復(fù)位時(shí)間，那么復(fù)位時(shí)間的上下限也可以分別設(shè)置。
更為重要的是，該控制系統(tǒng)考慮到了不同的控制模式。可以是手工控制，流量控制，流量加輸入液流化學(xué)物質(zhì)濃度控制，流量加輸出液流濃度控制，或流量加輸入液流濃度和輸出液流濃度控制。這就將涉及到不同的設(shè)備配置以及系統(tǒng)各部分的維護(hù)。
下面是實(shí)際當(dāng)中可能遇到的控制變量控制變量外部變量(MM)可調(diào)定量因子流速因子過(guò)程容量設(shè)定值(SP)過(guò)程反應(yīng)時(shí)間大于敏感因子大于設(shè)定值的正變化速度大于設(shè)定值的負(fù)變化速度小于設(shè)定值的正變化速度小于設(shè)定值的負(fù)變化速度靠近設(shè)定值的變化速率系數(shù)遠(yuǎn)離設(shè)定值的變化速率系數(shù)最小輸出液流中化合物濃度因子(ECF)最大ECF最大定量信號(hào)最小定量信號(hào)手動(dòng)/自動(dòng)復(fù)位時(shí)間手動(dòng)重置時(shí)間手動(dòng)定量信號(hào)自動(dòng)/手動(dòng)控制模式流量控制模式流量入流中化學(xué)物濃度控制模式流量出流中化學(xué)物濃度控制模式流量入流中化學(xué)物濃度及出流中化合物濃度控制模式內(nèi)部變量標(biāo)準(zhǔn)定理因子入流中的最大化合物濃度流量表刻度單位間距最長(zhǎng)重置時(shí)間超過(guò)設(shè)置值的最大敏感系數(shù)低于設(shè)置值的最大敏感系數(shù)最短重置時(shí)間在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方法中，所描述的液流處理系統(tǒng)將是一個(gè)廢水處理系統(tǒng)，而相應(yīng)的過(guò)程則是一個(gè)脫氮過(guò)程，在此過(guò)程中，將一種有機(jī)碳作為化學(xué)試劑按一定的劑量加入廢水之中。不過(guò)，在其它的液體處理系統(tǒng)中，只要要求化學(xué)處理試劑的劑量必須自動(dòng)計(jì)量，比如上面所闡述的系統(tǒng)，這種方法也都是可以適用的，并不只局限于廢水處理系統(tǒng)。
脫氮過(guò)程是一個(gè)生物化學(xué)變化過(guò)程。它是將含水的氮?dú)浠衔锖偷趸衔镛D(zhuǎn)變成氮?dú)狻Ｃ摰磻?yīng)器可以采取多種形式，這包括向上流動(dòng)或向下流動(dòng)的晶狀過(guò)濾器，或者是組合的實(shí)驗(yàn)裝置，或者是有動(dòng)力泵的液體儲(chǔ)灌，或是旋轉(zhuǎn)的生化壓縮機(jī)。在脫氮過(guò)程中，要使用一種有機(jī)碳化合和。其中的碳元素一般來(lái)源于有機(jī)醇或其它有機(jī)酸，比如，揮發(fā)性的脂肪酸。有一種被常用的醇叫作甲醇，另外還有醋酸，都可以作為源化學(xué)試劑。首先，污水處理系統(tǒng)包括一個(gè)輸入液流(20)和一個(gè)輸出液流(30)。在脫氮過(guò)程中，源化學(xué)試劑，舉例來(lái)說(shuō)，甲醇，它的進(jìn)給量的計(jì)量，是根據(jù)存在于污水流當(dāng)中的硝酸鹽-氮的濃度來(lái)計(jì)算的。而硝酸鹽-氮的濃度則可以從輸入流液體流(20)或輸出液體流計(jì)算出，也可同時(shí)根據(jù)兩者來(lái)計(jì)算。在這一脫氮過(guò)程的實(shí)踐當(dāng)中，我們可以測(cè)量到水流通過(guò)整個(gè)處理系統(tǒng)的平均流速。在一定的時(shí)間內(nèi)，可以測(cè)量水的流速兩次以上，然后計(jì)算出這段時(shí)間內(nèi)的流速平均值，就是要求的平均流速。然后，將這一速度平均值轉(zhuǎn)化成一個(gè)電信號(hào)，并將它輸入到化合物定量控制器(50)中，來(lái)作為初級(jí)的控制反應(yīng)信號(hào)。該控制信號(hào)可以由液體同步放大器來(lái)進(jìn)行調(diào)整。這樣，硝酸鹽-氮的濃度就可以從輸入液流(20)中測(cè)量出來(lái)，同時(shí)代表平均流速的電信號(hào)也已產(chǎn)生，并被輸入到化合物定量控制器(50)，作為次級(jí)的控制反應(yīng)信號(hào)。該次級(jí)控制信號(hào)可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)可調(diào)的定量因子進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整。我們采用了標(biāo)準(zhǔn)定量因子和其它的一些操作者可調(diào)的定量因子，以便我們根據(jù)一個(gè)操作者在液體處理系統(tǒng)中的歷史經(jīng)驗(yàn)，來(lái)靈活發(fā)揮它對(duì)次級(jí)反應(yīng)信號(hào)的調(diào)整作用。接下來(lái)，在此項(xiàng)發(fā)明中，我們采用了一種方法，那就是，將調(diào)整后的初級(jí)控制反應(yīng)信號(hào)，同調(diào)整后的次級(jí)控制反應(yīng)信號(hào)合并成一個(gè)新的輸出信號(hào)，來(lái)作為化合物定量控制的電信號(hào)，并將此電信號(hào)從化合物定量控制器(50)輸出到化合物進(jìn)給系統(tǒng)(60)。化合物進(jìn)給器(60)將按照收到的電信號(hào)的強(qiáng)弱自動(dòng)進(jìn)給一定劑量的甲醇。
在測(cè)量硝酸鹽-氮的濃度時(shí)，我們還可以用別的方法，即通過(guò)輸出水流(30)來(lái)獲得。工廠的操作員已經(jīng)事先建立了一些設(shè)定值，并用它們作為控制的參照物。我們將測(cè)得的輸出液流中化學(xué)物質(zhì)的濃度同這些給定值進(jìn)行比較，就可以計(jì)算出第三級(jí)的控制反應(yīng)信號(hào)的大小。我們將這些設(shè)定值輸入到化合物控制器，并用它們來(lái)計(jì)算第三級(jí)的控制反應(yīng)信號(hào)。當(dāng)如前所述的復(fù)位時(shí)間達(dá)到時(shí)，才進(jìn)行該級(jí)反應(yīng)的計(jì)算。我們從測(cè)量到的輸出液流中化學(xué)物的濃度值減去給定值，就得到一個(gè)誤差值，再乘以敏感系數(shù)，就是調(diào)整后的第三級(jí)控制反應(yīng)信號(hào)。有了該信號(hào)，我們就可以利用它建立一個(gè)方程式，當(dāng)預(yù)設(shè)的復(fù)位時(shí)間達(dá)到時(shí)，就可以自動(dòng)計(jì)算出定量輸出信號(hào)。如果將這一方法用于劑量信號(hào)方程，我們就可得到一個(gè)完整的方程式，該方程式中包含第三級(jí)控制反應(yīng)信號(hào)的變量。具體如下所示
定量信號(hào)＝調(diào)整后的初級(jí)控制反應(yīng)信號(hào)X調(diào)整后的次級(jí)控制反應(yīng)信號(hào)X調(diào)整后的第三級(jí)控制反應(yīng)信號(hào)。
由此而得出的定量信號(hào)將被傳輸?shù)交衔锝o料系統(tǒng)(50)，由該系統(tǒng)輸出必要定量的甲醇到輸入液體流(20)之中現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)已表明，本發(fā)明的這種具有自我修正功能的液體處理化合物定量控制系統(tǒng)，已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了輸出液流中化合物濃度的穩(wěn)定性的控制，而且在化學(xué)處理試劑的進(jìn)給方面，也越來(lái)越少出現(xiàn)進(jìn)給過(guò)量或進(jìn)給不足的現(xiàn)象。改進(jìn)之后的方法實(shí)現(xiàn)了以下幾個(gè)方面(1)通過(guò)該污水處理系統(tǒng)的操作，提高了污水轉(zhuǎn)化的程度，降低了化學(xué)處理試劑的泄漏，消除了過(guò)量進(jìn)給化學(xué)處理試劑的風(fēng)險(xiǎn)。而在此項(xiàng)發(fā)明問(wèn)世之前，很難做到這些。(2)通過(guò)該污水處理系統(tǒng)的操作，我們可以使用較少的化學(xué)處理試劑，適當(dāng)?shù)亟档臀鬯D(zhuǎn)化的程度，或適當(dāng)?shù)靥岣咻敵鲆毫髦械幕衔锏呐欧艥舛?，但是仍然可以達(dá)到污水排放標(biāo)準(zhǔn)以及環(huán)境保護(hù)的要求。
以上所述只是對(duì)該項(xiàng)發(fā)明的主要內(nèi)容的一個(gè)直觀的說(shuō)明和介紹。在此基礎(chǔ)上的任何更改，無(wú)論是在大小，形狀，材料，還是其它的一些細(xì)節(jié)方面，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，都將是顯而易見(jiàn)的。
權(quán)利要求
1.一種液體處理化合物的自修正，自動(dòng)定量控制方法， 它用于液體處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括入流液體和出流液體，其特征在于； 這種方法包括以下內(nèi)容a.測(cè)量通過(guò)處理系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平均液體流速，并根據(jù)測(cè)量結(jié)果，生成一個(gè)液體流速信號(hào)；b.測(cè)定處理系統(tǒng)內(nèi)的一種化合物的濃度，并根據(jù)測(cè)定結(jié)果，生成一個(gè)化合物濃度信號(hào)；c.將步驟a和步驟b所生成的信號(hào)，傳遞到化合物定量控制器；d.由輸入化合物定量控制器的信號(hào)，自動(dòng)計(jì)算一種化合物的給料定量；e.基于步驟d所計(jì)算出的給料定量，生成化合物定量控制器的輸出信號(hào)。把這個(gè)輸出信號(hào)，傳遞到一個(gè)化合物給料系統(tǒng)；f.按步驟e的輸出信號(hào)，把步驟d所計(jì)算出的給料定量，添加到入流液體之中；g.在液體處理過(guò)程中，連續(xù)重復(fù)步驟a到步驟f。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在一定的時(shí)間段內(nèi)，對(duì)通過(guò)處理系統(tǒng)的液流速度進(jìn)行兩次或兩次以上的測(cè)量，計(jì)算測(cè)量結(jié)果的平均值，從而得到所要求的動(dòng)態(tài)平均液體流速。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，液體流速是從系統(tǒng)的入流液體的流速獲得的。
4.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，液體流速是從系統(tǒng)的出流液體的流速獲得的。
5.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，液體流速將由液體同步放大器來(lái)進(jìn)行調(diào)整。
6.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟b中的化合物濃度是從處理系統(tǒng)的入流液體中測(cè)得的。
7.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟b中的化合物濃度是從處理系統(tǒng)的出流液體中測(cè)得的。
8.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟b中的化合物濃度是從處理系統(tǒng)的出流液體和入流液體中測(cè)得的。
9.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟b中的化合物同步驟d中的化合物質(zhì)是相同的。
10.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟b中的化合物同步驟d中的化合物是不相同的。
11.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟a中對(duì)于液體流速的測(cè)量以及步驟b中對(duì)于化合物濃度的測(cè)量，均是連續(xù)進(jìn)行的。
12.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟a中對(duì)于液體流速的測(cè)量是連續(xù)進(jìn)行的，液流的平均速度則是按一定的時(shí)間間隔進(jìn)行的。而步驟b中對(duì)于化合物濃度的測(cè)量也是間斷進(jìn)行的，該時(shí)間間隔可以是從不足一秒到大約15分鐘。
13.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，液體處理過(guò)程中的液體是水，處理過(guò)程是一個(gè)水處理過(guò)程。
14.一種液體處理化合物的自修正，自動(dòng)定量控制方法，它用于水處理過(guò)程中的脫氮處理系統(tǒng)，可使硝酸鹽-氮的濃度得到控制，在脫氮過(guò)程中，我們采用有機(jī)碳化合物，作為進(jìn)給的化學(xué)試劑。該系統(tǒng)包括一個(gè)入流液體和一個(gè)出流液體，具體方法如下a.測(cè)量通過(guò)處理系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平均水流速度，并根據(jù)測(cè)量結(jié)果，生成一個(gè)水流速度信號(hào)；b.測(cè)定處理系統(tǒng)中的入流水體中的硝酸鹽-氮的濃度，并根據(jù)測(cè)定結(jié)果，生成一個(gè)化合物濃度信號(hào)；c.將步驟a和步驟b所生成的信號(hào)，傳遞到化合物定量控制器；d.通過(guò)至少一個(gè)可調(diào)的定量因子，自動(dòng)調(diào)準(zhǔn)硝酸鹽/氮素信號(hào)；e.根據(jù)經(jīng)過(guò)調(diào)準(zhǔn)的輸入化合物定量控制器的信號(hào)，自動(dòng)計(jì)算給料化合物的定量；f.基于步驟e所計(jì)算出的給料定量，生成化合物定量控制器的輸出信號(hào)，把這個(gè)輸出信號(hào)，傳遞到一個(gè)化合物給料系統(tǒng)；g.按步驟f的輸出信號(hào)，把給料化合物，添加到入流水體之中；h.在脫氮過(guò)程中，連續(xù)重復(fù)步驟a到步驟g。
15.按照權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所進(jìn)給的化學(xué)試劑可以從醇或揮發(fā)性的脂肪酸進(jìn)行選擇。
16.按照權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，進(jìn)給的化學(xué)試劑是甲醇。
17.按照權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，步驟c中所述的水流速度信號(hào)由液體同步放大器進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整。
18.按照權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，硝酸鹽-氮的濃度的測(cè)量來(lái)源于處理系統(tǒng)的入流液體和出流液體。
19.按照權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，為輸出水流中的硝酸鹽-氮的濃度選擇一個(gè)設(shè)定值；通過(guò)測(cè)量輸出水流中硝酸鹽-氮的濃度，可獲得一個(gè)輸出水流中的硝酸鹽-氮的濃度信號(hào)，并將此信號(hào)傳輸給化合物定量控制器。
20.按照權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，計(jì)算出流水體中的硝酸鹽-氮的濃度與基準(zhǔn)點(diǎn)之間的差值，就形成一個(gè)控制反應(yīng)信號(hào)，這個(gè)控制反應(yīng)信號(hào)通過(guò)一個(gè)或者多個(gè)敏感因子進(jìn)行調(diào)準(zhǔn)，調(diào)整后的信號(hào)就可以用來(lái)自動(dòng)計(jì)算化學(xué)試劑進(jìn)給劑量。
21.按照權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，進(jìn)給定量被用來(lái)產(chǎn)生一個(gè)經(jīng)過(guò)修正的輸出信號(hào)，該信號(hào)將從化合物定量控制器傳輸?shù)交衔锝o料系統(tǒng)。
22.按照權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，從化合物定量控制器傳輸?shù)交衔锝o料系統(tǒng)的經(jīng)修正的信號(hào)，是復(fù)位時(shí)間完成時(shí)才傳輸?shù)摹?br> 23.按照權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，液壓滯留時(shí)間是這樣計(jì)算的首先從處理容器中的指示表讀出當(dāng)時(shí)的容量水平，然后除以平均水流速度。
24.按照權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，復(fù)位時(shí)間是一個(gè)自動(dòng)計(jì)算的變量，它基于兩個(gè)時(shí)間因素整個(gè)處理過(guò)程的液壓滯留時(shí)間，以及處理過(guò)程的反應(yīng)時(shí)間。
25.按照權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，反映硝酸鹽-氮的濃度信號(hào)要經(jīng)過(guò)至少一個(gè)劑量調(diào)整因子的自動(dòng)調(diào)整。
26.一種液體處理化合物的自修正，自動(dòng)定量控制方法，其特征在于，它用于水處理過(guò)程中的脫氮處理系統(tǒng)，可使硝酸鹽-氮的濃度得到控制。在脫氮過(guò)程中，采用有機(jī)碳化合物，作為給進(jìn)的化學(xué)試劑，系統(tǒng)包括一個(gè)入流液體和一個(gè)出流液體，具體方法如下a.選定一個(gè)出流中硝酸鹽-氮濃度的基準(zhǔn)點(diǎn)；b.測(cè)量通過(guò)處理系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平均水流速度，并根據(jù)測(cè)量結(jié)果，生成一個(gè)水流速度信號(hào)；c.測(cè)定處理系統(tǒng)中的出流水體中的硝酸鹽-氮的濃度，并根據(jù)測(cè)定結(jié)果，生成一個(gè)化合物濃度信號(hào)；d.將步驟b和步驟c所生成的信號(hào)，傳遞到化合物定量控制器；e.計(jì)算出流水體中的硝酸鹽-氮的濃度與基準(zhǔn)點(diǎn)之間的差值，生成一個(gè)控制反應(yīng)信號(hào)；f.通過(guò)一個(gè)或者多個(gè)敏感因子，調(diào)準(zhǔn)控制反應(yīng)信號(hào)；g.根據(jù)控制反應(yīng)信號(hào)，自動(dòng)計(jì)算給料化合物的定量；h.基于步驟g所計(jì)算出的給料定量，生成化合物定量控制器的輸出信號(hào)，把這個(gè)輸出信號(hào)，傳遞到一個(gè)化合物給料系統(tǒng)；i.按步驟h的輸出信號(hào)，把給料化合物，添加到入流水體之中；j.在脫氮處理過(guò)程中，連續(xù)重復(fù)步驟a到步驟i。
27.按照權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，硝酸鹽-氮的濃度的測(cè)量在處理系統(tǒng)的入流液體和出流液體中進(jìn)行。
28.按照權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，測(cè)量出一個(gè)輸入水流中的硝酸鹽-氮的濃度，并由此產(chǎn)生一個(gè)濃度信號(hào)，傳輸?shù)交衔锒靠刂破鳌?br> 29.按照權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，輸入水流中的硝酸鹽-氮的濃度信號(hào)要經(jīng)一個(gè)可調(diào)定量因子的調(diào)整，步驟d中所述的水流速度信號(hào)則由液體同步放大器進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整。
30.按照權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，從定量控制器傳輸?shù)交衔锝o料系統(tǒng)的電信號(hào)計(jì)算是基于以下幾個(gè)因素平均水流速度，輸入水流中的硝酸鹽-氮的濃度，輸出水流中的硝酸鹽-氮的濃度。
31.按照權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，步驟e中所述的控制信號(hào)的計(jì)算是在復(fù)位時(shí)間完成時(shí)才進(jìn)行的。
32.按照權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，液壓滯留時(shí)間是這樣計(jì)算的首先從處理容器中的指示表讀出容量水平，然后除以平均水流速度。
33.按照權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于，復(fù)位時(shí)間是一個(gè)自動(dòng)計(jì)算的變量，它基于兩個(gè)時(shí)間因素整個(gè)處理過(guò)程的液壓滯留時(shí)間，以及處理過(guò)程的反應(yīng)時(shí)間。
34.按照權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，產(chǎn)生一個(gè)衍生的控制反應(yīng)信號(hào)，去抵消掉任何可能快速偏離或接近設(shè)定值的變化。
35.按照權(quán)利要求34所述的方法，其特征在于衍生控制信號(hào)是這樣產(chǎn)生的在設(shè)定的復(fù)位時(shí)間到達(dá)之前，首先測(cè)量一次輸出水流中硝酸鹽-氮的濃度，在復(fù)位時(shí)間時(shí)，再測(cè)量一次輸出水流中硝酸鹽-氮的濃度，將這兩個(gè)濃度值進(jìn)行比較，從而對(duì)控制反應(yīng)信號(hào)進(jìn)行調(diào)整。
36.一種液體處理化合物的自修正，自動(dòng)定量控制方法，其特征在于，它用于液體處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括入流液體和出流液體，這種方法包括以下內(nèi)容；a.為輸出液流中的某化合物的濃度選擇一設(shè)定值；b.測(cè)量液流通過(guò)處理系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)平均流速，并由此產(chǎn)生一個(gè)流速信號(hào)；c.測(cè)量入流液體中步驟a所指的化合物的濃度，并由此產(chǎn)生一個(gè)入流液體中化合物的濃度信號(hào)；d.測(cè)量出流液體中步驟a所指的化學(xué)物質(zhì)的濃度，并由此產(chǎn)生一個(gè)出流液體中化合物的濃度信號(hào)；e.將b步驟中產(chǎn)生的電信號(hào)傳輸?shù)交衔锒靠刂破?，并由此產(chǎn)生初級(jí)控制反應(yīng)信號(hào)；f.使用液體同步放大器來(lái)調(diào)整初級(jí)控制反應(yīng)信號(hào)；g.將步驟c中產(chǎn)生的電信號(hào)傳輸?shù)交衔锒靠刂破?，并由此產(chǎn)生次級(jí)控制反應(yīng)信號(hào)；h.使用可調(diào)定量因子來(lái)調(diào)整次級(jí)控制反應(yīng)信號(hào)；i.將步驟d中產(chǎn)生的電信號(hào)傳輸?shù)交衔锒靠刂破?，然后?jì)算出輸出液流中硝酸鹽-氮的濃度的設(shè)定值與測(cè)量值之間的差值，并由此產(chǎn)生一個(gè)反應(yīng)控制信號(hào)，即第三級(jí)控制反應(yīng)信號(hào)；j.使用一個(gè)或多個(gè)敏感因子，來(lái)調(diào)整第三級(jí)控制反應(yīng)信號(hào)；k.計(jì)算出整個(gè)處理過(guò)程的液壓滯留時(shí)間。液壓滯留時(shí)間是這樣計(jì)算的首先從處理容器中的指示表讀出容量水平，然后除以平均水流速度；l.自動(dòng)計(jì)算復(fù)位時(shí)間，它基于兩個(gè)時(shí)間因素整個(gè)處理過(guò)程的液壓滯留時(shí)間，以及處理過(guò)程的反應(yīng)時(shí)間；m.根據(jù)初級(jí)和次級(jí)控制反應(yīng)信號(hào)，連續(xù)計(jì)算給料的化合物定量；當(dāng)重置時(shí)間過(guò)后，再把步驟i所生成的第三級(jí)控制反應(yīng)信號(hào)綜合進(jìn)來(lái)；n.將步驟m中所產(chǎn)生的控制信號(hào)從化合物定量控制器輸出到化合物給料系統(tǒng)；o.按步驟n的輸出信號(hào)，將給料化合物加入到入流液體之中；p.在整個(gè)處理過(guò)程中，連續(xù)重復(fù)步驟a到步驟m。
37.按照權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于，步驟a中的化合物同步驟o中的化合物是相同的。
38.按照權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于，步驟a中的化合物同步驟o中的化合物是不同的。
39.按照權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于，復(fù)位時(shí)間是手動(dòng)輸入的。
全文摘要
本發(fā)明是一種液體處理化合物的自修正定量控制方法。具有自修正和定量自動(dòng)控制的特點(diǎn)。該方法可以自我校正因水流流速的劇烈波動(dòng)而引起的計(jì)量計(jì)算的誤差。在計(jì)算確定加入處理系統(tǒng)中的進(jìn)給劑量方面，它又充分融合了多個(gè)信號(hào)源的反饋信息，包括指示流體平均流速信號(hào)的流量表，輸入水流中化合物濃度分析儀，以及/或者輸出水流中化合物濃度分析儀。所有這些信息都被傳輸?shù)诫娔X化的化合物定量控制器，由它來(lái)分析和調(diào)整所有這些輸入信號(hào)，然后產(chǎn)生一個(gè)輸出信號(hào)，由該信號(hào)控制化學(xué)處理試劑定量的進(jìn)給機(jī)制。比如說(shuō)，該定量自動(dòng)控制方法可以設(shè)置正負(fù)最大控制范圍。也可以自動(dòng)或手動(dòng)地控制復(fù)位時(shí)間，這一點(diǎn)非常必要，因?yàn)橥ㄟ^(guò)這一功能，系統(tǒng)前級(jí)的任何變化均可以通過(guò)系統(tǒng)反映到后級(jí)，并在輸出水流中的傳感器上顯示出來(lái)，從而，使流體處理系統(tǒng)中的化學(xué)處理試劑的劑量得到更好的控制，廢水處理就是一個(gè)例證。
文檔編號(hào)G01N35/00GK1414391SQ0113661
公開(kāi)日2003年4月30日 申請(qǐng)日期2001年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月22日
發(fā)明者格雷格A·埃拉德 申請(qǐng)人:泰特拉處理技術(shù)塞溫塔蘭托服務(wù)公司