[发明专利]一种降低煤制气工业废水泡沫的人工智能控制系统及方法

说明书

本发明涉及降低煤制气工业废水泡沫的人工智能控制系统，包括厌氧池、缺氧池、好氧池、泥水分离池和人工智能控制系统；所述厌氧池、缺氧池、好氧池和泥水分离池依次相连；所述人工智能控制系统包括数据采集模块、废水掺入系统实时控制模块、生物曝气模块、污泥回流泵及排泥泵实时控制模块、水喷淋泵实时控制模块和喷淋启停时间控制模块；水喷淋泵实时控制模块包括喷淋系统装置。本发明的有益效果是：本发明控制生化处理系统的进水COD浓度以及好氧池内污泥浓度和溶解氧浓度，生化系统中的泡沫体积减少了40％‑50％，同时在生化处理过程中COD去除效果提升15％‑25％，氨氮去除效果提升25％‑35％，总磷去除效果提升20％‑30％。

技术领域

本发明涉及一种降低煤制气工业废水泡沫的人工智能控制系统及方法，属于工业废水处理技术领域。

背景技术

煤制气工业废水处理过程中常出现泡沫污染，一般将这种泡沫污染分为两类：化学泡沫污染和生物泡沫污染。化学泡沫是在曝气或搅拌条件下由废水中的起泡物质(如表面活性剂、某些悬浮物质等)所引起的。生物泡沫则是一个由气-水-微生物形成的稳定三相系统，其直接原因是由于丝状菌(主要为诺卡氏菌和微丝菌)的大量繁殖，丝状菌基本呈丝状或枝状，容易捕捉悬浮颗粒和气泡浮到水面，形成较为稳定的生物泡沫。生化池中的泡沫若不及时处理就会对废水处理的正常运行产生较大的影响，主要包括以下几个方面：(1)泡沫具有粘滞性，会将活性污泥等悬浮物卷入漂浮泡沫层，即一方面会影响微生物的繁殖，另一方面还会影响曝气池的充氧效率；(2)泡沫会跟随废水流动进入二级沉淀池，形成大量浮渣，影响出水水质；(3)泡沫大量堆积后会溢出至甲板及相关设备上，容易造成设备的损坏，影响仪表的正常显示，同时影响运行检修，伴随着较大的安全隐患；(4)泡沫质轻且多携带有有机物，不仅影响环境，更容易产生无组织挥发性有机物，造成大气污染。传统的降低泡沫的技术主要有物理消泡法和化学消泡法，但这两种方法都有其局限性和危害。

物理消泡法：通过物理手段改变泡沫外部的理化条件，破坏泡沫的稳定性，但是不会改变发泡成分的化学性质，一般包括：水力喷射、变温法、变压法、机械法等。目前国内污水处理中应用较多的物理消泡法是水力喷射消泡技术，其优点是设备简单、管理运行方便。但是水力喷射消泡技术一方面会消耗大量的水，造成资源浪费，尤其是水资源缺乏区域不宜使用，另一方面容易导致水体负荷增加，其消泡喷嘴也很容易造成堵塞，需要定期清理更换。

化学消泡法：一般是通过投加混凝剂、消毒剂或消泡剂等化学药剂来实现泡沫的消除或抑制其产生。投加混凝剂是利用其吸附凝聚能力，改变污泥的沉降性能，从而达到控制泡沫的目的。投加消毒剂是通过抑制丝状菌生长从而减少泡沫的形成，但是需要控制消毒剂的剂量在一定范围内，才能避免对污水处理能力造成影响。而消泡剂则是针对不同的泡沫体系，通过破坏泡沫稳定因素，降低泡沫表面张力，促使液膜破裂，从而实现消泡。目前针对废水处理泡沫的问题，消泡剂的使用较为普遍，但消泡剂存在成本较高，同时容易增加水体有机负荷、影响出水水质及后续深度处理等诸多问题。消泡剂主要为有机物，在煤化工废水处理过程中利用消泡剂处理生化池的泡沫主要有以下几个危害：(1)目前所用的消泡剂主要成分为大分子有机物，难降解，容易增加水体负荷，尤其是增加废水中的COD和SS等水质指标；(2)有机硅等内含物质影响废水后续深度处理，易造成微滤膜、反渗透膜等膜的堵塞，影响膜的运行及使用寿命；(3)影响出水水质。

目前，污水处理厂的运行大多是依靠经验以人工操作为主，仅有设备的启停和故障报警存在自动控制；在当前的污水处理厂中，鼓风机、回流泵、排泥泵等都无法做到真正的智能化和量化控制，无法真正降低污水处理厂的能耗。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种降低煤制气工业废水泡沫的人工智能控制系统及方法，消除传统化学消泡剂给煤化工废水处理带来的危害；解决传统喷淋消耗大量水资源的问题，并提高废水循环利用效率；采用智能化控制，高效地保证污水生物处理系统的最佳工艺运行条件，从源头上减少泡沫产量的同时，提高生化处理效果及稳定性；能有效降低控制泡沫污染措施的运行成本。