CN114132980B - 用于污水处理的短程智能精确曝气控制方法、设备及*** - Google Patents

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CN114132980B CN202210099507.1A CN202210099507A CN114132980B CN 114132980 B CN114132980 B CN 114132980B CN 202210099507 A CN202210099507 A CN 202210099507A CN 114132980 B CN114132980 B CN 114132980B
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Abstract

本发明公开了一种用于污水处理的短程智能精确曝气控制方法、设备及***，属于污水处理领域，步骤包括获取污水处理线进水处的进水量、第一总氮值和第一等效BOD；设定好氧池出水的目标氨氮值；获取好氧池出水以后的第二氨氮值、第二总氮值和第二等效BOD；根据第一等效BOD与第二等效BOD的差、第一总氮值与目标氨氮值的差、第一总氮值与第二总氮值的差和进水量计算基础风量；根据第二氨氮值与目标氨氮值的差和进水量计算补正风量；叠加基础风量和补正风量计算指示风量，按指示风量曝气，监测的参数比一般的智能曝气模型少，引入补正风量控制调整风量时的风量变化量，能维持水质合格，不过量曝气，有利于降低曝气电耗，保护活性污泥。

Description

用于污水处理的短程智能精确曝气控制方法、设备及***
技术领域
本发明涉及用于污水处理的短程智能精确曝气控制方法、设备及***，属于污水处理领域。
背景技术
污水处理厂的直接生产成本主要为电、药、泥、修，电耗为主要的直接生产成本项，其中用于曝气的风机又是电耗的主要大户，约占电耗的35%-55%。目前较多污水处理厂存在曝气不精准、过量的情况，风机精准控制、节能降耗具备较大空间。
对于A2O（又称A/A/O工艺，即生化池按污水流向依次包括厌氧池、缺氧池和好氧池）工艺而言，曝气量过低会影响硝化反应。曝气量过高除了电费高外，还会导致：一、多余的 DO（溶解氧）通过内外回流影响缺氧池的反硝化以及厌氧池中聚磷菌的释磷；二、通过外回流导致厌氧池 DO 含量过高进而增大对碳源的消耗；三、进水负荷不断变化，当进水负荷偏低，曝气量较高时，会由于过曝而发生污泥解体，进而导致***的不稳定。
为了在出水达标的基础上降低电耗成本，污水处理行业近几年在精准曝气的技术发展和应用效果上投入了大量成本和关注，智能曝气成为本领域的研究热点。
作为与曝气效果密切相关的溶解氧DO浓度，是众多精准曝气控制模型中至关重要的研究参数，也被当做是最有效的控制对象。但是溶解氧DO浓度的基本建模方法是根据微生物在生化反应过程中的物理及化学公式，经过大量的数学推算来得到的，处理过程比较复杂，若想达到精确的DO浓度模型，根据基本的建模方法是非常困难的。而仅仅采用传统的PID控制很难达到对溶解氧DO的控制目的。
近几年基于国际水协（IWA）的活性污泥系列模型ASMs作为核心算法的精准曝气控制***发展迅速，其中最具代表性的是曝气流量控制***（AVS），其原理是将曝气流量作为控制变量，另外把溶解氧DO等其他一些能够对曝气流量产生影响的水质参数作为辅助变量，通过已经搭建好的生物处理模块和历史数据的综合整理，得到***大概需求多少的曝气量，从而实现溶解氧浓度的预测。例如污水处理工艺优化与高级控制***ProSee以国际水协的活性污泥模型ASM2D为基础，除了设计水量水质、历史数据、实时数据等的基础建模参数外，其内嵌的数学模型包括描述生物池的反应动力学（碳氧化、硝化和反硝化、除磷等）过程、沉淀池的一维沉降过程和重要耗电设备的模型（如风机、水泵的电耗），而过多参数的获取会造成巨大的化验检测压力和过长的时间反馈，由此建立的精确曝气模型本身已经存在较大偏差。
现有技术中的精准曝气控制算法建模复杂、臃肿，模型内除磷控制参数多，包含生物除磷***、回流***等不可控的溶解氧内循环，难以监测；且前馈和反馈相隔时间长，达到18小时以上，包含了整个污水处理流程，滞后严重，无法真正实现精准曝气，对水厂运营带来了不便。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供用于污水处理的短程智能精确曝气控制方法、设备及***，监控污水处理中的重要参数，摒弃难测、相关性低的参数，缩短前馈和反馈相隔的时间，实现短程精准曝气控制。
第一方面，本发明提供一种用于污水处理的短程智能精确曝气控制方法，适用于A2O工艺，步骤包括，获取污水处理线进水处的进水量、第一总氮值和第一等效BOD；设定好氧池出水的目标氨氮值；获取好氧池出水以后的第二氨氮值、第二总氮值和第二等效BOD；根据所述第一等效BOD与所述第二等效BOD的差、所述第一总氮值与所述目标氨氮值的差、所述第一总氮值与所述第二总氮值的差和所述进水量计算基础风量；根据所述第二氨氮值与所述目标氨氮值的差和所述进水量计算补正风量；叠加所述基础风量和所述补正风量计算指示风量，并按所述指示风量曝气。
本申请提供的用于污水处理的短程智能精确曝气控制方法能够在监测参数较少的前提下精准调控好氧池的曝气量，避免过量曝气。
可选地，所述第一等效BOD的获取步骤包括，获取污水处理线进水处的第一COD和第一替代比，所述第一等效BOD等于所述第一COD乘以所述第一替代比；所述第二等效BOD的获取步骤包括，获取所述好氧池出水以后的第二COD和第二替代比，所述第二等效BOD等于所述第二COD乘以所述第二替代比；
所述第一替代比的获取步骤包括，提前测定所述第一COD采样处的多组BOD及COD，所述第一替代比等于所述第一COD采样处多组BOD/COD的均值；所述第二替代比的获取步骤包括，提前测定所述第二COD采样处的多组BOD及COD，所述第二替代比等于所述第一COD采样处多组BOD/COD的均值。
进水BOD与出水BOD的差值反映去除含碳污染物的需氧量，但BOD测量时间久，COD能够快速测定，获取两者之间的替代关系就能够测COD代替测BOD，缩短监测时间，使曝气调整更加及时，从而更加精准。
可选地，所述按所述指示风量曝气的步骤包括，提前获取曝气供风所用风机的频率与风量的关系，将所述指示风量代入所述曝气供风所用风机的频率与风量的关系得到指示频率，调节风机的工作频率为所述指示频率。
风机频率和风量不是严格的线性关系，读取风机的频率和风量的对应关系并利用该关系调节风机频率，能够使输出风量贴近指示风量。
可选地，所述指示风量根据所述基础风量、所述补正风量和修正系数计算得，所述修正系数包括脱泥系数，所述脱泥系数的生成步骤包括，获取污水处理线历史数据，根据所述历史数据计算保留脱泥因素需氧量和去除脱泥因素需氧量，所述脱泥系数等于所述去除脱泥因素需氧量与所述保留脱泥因素需氧量之比。
对于一般氧化沟而言，污水处理需氧量=碳需氧量+总凯氏氮耗氧量-反硝化省氧量；对于A2O工艺而言，需要考虑排泥造成的外排泥含碳省氧量、外排泥含总凯氏氮省氧量和外排泥含硝化物耗氧量，而实际上排泥对污水处理需氧量计算的影响不大，如果按污水处理需氧量=碳需氧量-外排泥含碳省氧量+总凯氏氮耗氧量-外排泥含总凯氏氮省氧量-反硝化省氧量+外排泥含硝化物耗氧量计算，会导致需要监测的参数过多，且外排泥非线性，为了既考虑到外排泥影响，又降低调控难度，引入了脱泥系数。
可选地，所述指示风量根据所述基础风量、所述补正风量和修正系数计算得，所述修正系数包括氧利用率，所述氧利用率的生成步骤包括，获取历史第二氨氮值，以均值在执行标准规定氨氮值的20%-40%范围内为筛选条件，筛选出连续的历史第二氨氮值，记录对应的连续历史时刻，获取与所述连续历史时刻对应的历史基础风量和风机的历史实际风量，得到多个历史基础风量和多个所述历史实际风量，根据各个所述历史基础风量和对应的所述历史实际风量计算得到多个连续氧利用率，所述氧利用率为所述多个连续氧利用率的均值。
可选地，所述基础风量根据所述第一等效BOD与所述第二等效BOD的差、所述第一总氮值与所述目标氨氮值的差、所述第一总氮值与所述第二总氮值的差、所述进水量和伴随系数计算得，所述伴随系数包括与所述第一等效BOD与所述第二等效BOD的差相乘的碳氧化需氧量参数、与所述第一总氮值与所述目标氨氮值的差相乘的总凯氏氮氧化需氧量参数、与所述第一总氮值和所述第二总氮值的差相乘的反硝化省氧量参数；
所述碳氧化需氧量参数、所述总凯氏氮氧化需氧量参数和所述反硝化省氧量参数的迭代步骤包括，获取历史第二氨氮值，以对应的历史目标氨氮值±0.5mg/L为筛选条件，筛选出符合条件的多个历史第二氨氮值，记录多个对应的历史时刻，获取与所述历史时刻对应的历史进水量、历史第一总氮值、历史第一等效BOD、历史目标氨氮值、历史第二总氮值、历史第二等效BOD和风机的历史实际风量；利用试算法变更所述碳氧化需氧量参数、所述总凯氏氮氧化需氧量参数和所述反硝化省氧量参数的值，并以变更后的所述碳氧化需氧量参数、所述总凯氏氮氧化需氧量参数和所述反硝化省氧量参数重算对应时刻的指示风量得到虚拟指示风量，计算每一所述虚拟指示风量与对应所述历史实际风量的绝对偏差，当多个绝对偏差的平均值最小时，令此时的碳氧化需氧量参数、总凯氏氮氧化需氧量参数和反硝化省氧量参数为迭代后的碳氧化需氧量参数、总凯氏氮氧化需氧量参数和反硝化省氧量参数。
更进一步地，所述利用试算法变更所述碳氧化需氧量参数、所述总凯氏氮氧化需氧量参数和所述反硝化省氧量参数的值，并以变更后的所述碳氧化需氧量参数、所述总凯氏氮氧化需氧量参数和所述反硝化省氧量参数重算对应时刻的指示风量得到虚拟指示风量，当所述虚拟指示风量与所述历史实际风量绝对偏差的平均值最小时，令此时的碳氧化需氧量参数、总凯氏氮氧化需氧量参数和反硝化省氧量参数为迭代后的碳氧化需氧量参数、总凯氏氮氧化需氧量参数和反硝化省氧量参数的步骤包括：
针对所述虚拟指示风量与所述历史实际风量绝对偏差的平均值构建损失函数；
利用梯度下降法计算所述损失函数的极小值；
以取得极小值时的碳氧化需氧量参数、总凯氏氮氧化需氧量参数和反硝化省氧量参数为迭代后的碳氧化需氧量参数、总凯氏氮氧化需氧量参数和反硝化省氧量参数。
可选地，所述补正风量根据所述第二氨氮值与所述目标氨氮值的差、所述进水量和氨氮加速度参数计算得，所述氨氮加速度参数的确定步骤包括：
当所述第二氨氮值小于等于所述目标氨氮值时，所述氨氮加速度参数为0；
当所述第二氨氮值大于所述目标氨氮值，且小于等于执行标准规定氨氮值的50%时，所述氨氮加速度参数等于K；
当所述第二氨氮值大于执行标准规定氨氮值的50%，且小于等于执行标准规定氨氮值的80%时，所述氨氮加速度参数等于2K；
当所述第二氨氮值大于执行标准规定氨氮值的80%时，所述氨氮加速度参数等于3K；
其中K为氨氮加速度基数，所述氨氮加速度基数的迭代步骤包括，获取历史第二氨氮值，以大于所述目标氨氮值，且小于执行标准规定氨氮值的50%为筛选条件，筛选出历史第二氨氮值，记录对应的连续历史时刻，获取与所述连续历史时刻对应的历史基础风量、风机的历史实际风量、历史进水量、历史目标氨氮值，根据所述历史进水量、所述历史实际风量与所述历史基础风量的差、所述历史第二氨氮值与所述历史目标氨氮值的差计算得到K。
第二方面，本发明提供一种电子设备，包括处理器以及存储器，所述存储器存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时，运行如第一方面所述的用于污水处理的短程智能精确曝气控制方法。
第三方面，本发明提供一种污水处理***，采用A2O工艺，利用风机鼓风在好氧池曝气，包括控制台，设置在污水处理线进水处的进水流量计、进水总氮测定仪、进水COD仪，设置在好氧池出水以后的氨氮测定仪、出水总氮测定仪、出水COD仪，所述控制台包括：
设定模块，用于设定好氧池出水的目标氨氮值；
第一获取模块，用于获取所述进水流量计测得的进水量、所述进水总氮测定仪测得的第一总氮值和所述进水COD仪测得的进水COD，将所述进水COD转换为第一等效BOD；
第二获取模块，用于获取所述氨氮测定仪测得的第二氨氮值、所述出水总氮测定仪测得的第二总氮值和所述出水COD测得的出水COD，将所述出水COD转换为第二等效BOD；
基础风量计算模块，用于根据所述第一等效BOD与所述第二等效BOD的差、所述第一总氮值与所述目标氨氮值的差、所述第一总氮值与所述第二总氮值的差和所述进水量计算基础风量；
补正风量计算模块，用于根据所述第二氨氮值与所述目标氨氮值的差和所述进水量计算补正风量；
指示模块，用于叠加所述基础风量和所述补正风量计算指示风量，并根据所述指示风量指示所述风机鼓风。
本发明的有益效果是：本发明的用于污水处理的短程智能精确曝气控制方法将一些与污水处理需氧量相关性较低的因素简化计算，需要监测的参数比一般的智能曝气模型少，以间接的方法测量进出水BOD，能够缩短测量时间，引入了补正风量控制调整风量时的风量变化量，能维持水质合格，且不过量曝气，实现精准曝气，有利于降低曝气电耗，保护活性污泥。
本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种污水处理***的结构示意图。
图2是试点污水处理厂改造前的理论曝气与实际曝气风量对比图。
图3是试点污水处理厂风机风量与频率关系图。
图4是试点污水处理厂改造后的运行数据图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。
参照图1，一种用于污水处理的短程智能精确曝气控制方法，适用于A2O工艺，步骤包括，获取污水处理线进水处的进水量Q、第一总氮值和第一等效BOD；设定好氧池出水的目标氨氮值；获取好氧池出水以后的第二氨氮值、第二总氮值和第二等效BOD；根据第一等效BOD与第二等效BOD的差、第一总氮值与目标氨氮值的差、第一总氮值与第二总氮值的差和进水量计算基础风量；根据第二氨氮值与目标氨氮值的差和进水量计算补正风量；叠加所述基础风量和补正风量计算指示风量，并按指示风量曝气。基础风量是指，本申请实施例忽略了一些不重要或非线性的参数后计算得的理论上的风量，污水处理涉及多种生物化学反应，理论计算不可能和真实情况完全一致，因此引入补正风量进行修正；另一方面，由于为了便于监测忽略了一些参数，补正风量可在一定程度上弥补这部分造成的偏差。
污水处理需氧量=碳需氧量-外排泥含碳省氧量+总凯氏氮耗氧量-外排泥含总凯氏氮省氧量-反硝化省氧量+外排泥含硝化物耗氧量，外排泥对污水处理需氧量影响较小，补正风量中包含了对第二氨氮值的监测，因此补正风量可以在一定程度上弥补忽略外排泥后计算基础风量不准确的问题。忽略外排泥后，大大减少了需要测量的参数，监测的参数全是连续变化的，容易计算。总凯氏氮耗氧量与氧化沟除去的总凯氏氮值线性相关，氧化沟除去的总凯氏氮值=进水总凯氏氮值-出水总凯氏氮值，但进水总凯氏氮值和出水总凯氏氮值用现有技术中的仪器测不出，因此本申请用进水总氮值减去出水氨氮值替代。一般来说，A2O工艺中氧化沟末端的氨氮值是几乎等于总出水处的氨氮值，因此第二氨氮值的测量点既可以在好氧池出水处，也可以在污水处理线总出水处。优选地，为了缩短反馈时间，第二氨氮值的测量点设置在好氧池出水处。
第一等效BOD与第二等效BOD的差反映碳需氧量，第一总氮值与目标氨氮值的差可反映总凯氏氮耗氧量，第一总氮值与第二总氮值的差可反映反硝化省氧量。污水处理需氧量的计算形式为：
Figure 120342DEST_PATH_IMAGE001
Figure 958854DEST_PATH_IMAGE002
；式1
其中：
Q——污水处理线进水处的进水量，为自动采集的1小时内总进水量；
Figure 800908DEST_PATH_IMAGE003
——第一等效BOD；
Figure 399380DEST_PATH_IMAGE004
——第二等效BOD；
Figure 839851DEST_PATH_IMAGE005
——第一总氮值；
Figure 318106DEST_PATH_IMAGE006
——目标氨氮值；
Figure 620692DEST_PATH_IMAGE007
——第二总氮值；
Figure 209805DEST_PATH_IMAGE008
——第二氨氮值；
Figure 675421DEST_PATH_IMAGE009
——需氧量，包括基础需氧量和补正需氧量，单位kg/h；
1000——进水量，单位为m³，各监测仪器采集的单位为mg/L，需要化单位；
1.47——污水中各种有机物得到完会氧化分解的时间约一百天，为了缩短检测时间，一般生化需氧量以被检验的水样在20℃下，五天内的耗氧量为代表，称其为五日生化需氧量，简称BOD5，研究表明生活污水BOD5约等于完全氧化分解耗氧量的68%左右，故暂取1/0.68=1.47；
4.57——氧化1g NH4+（以N计）反应总耗氧量为2×32（O相对原子质量）/14（N相对原子质量）=4.57g；
2.86——反硝化对硝酸盐中氧的回收系数。
第一等效BOD的获取步骤包括，获取污水处理线进水处的第一COD和第一替代比，第一等效BOD等于第一COD乘以第一替代比；第二等效BOD的获取步骤包括，获取污水处理线进水处的第二COD和第二替代比，第二等效BOD等于第二COD乘以第二替代比；
第一替代比的获取步骤包括，提前测定第一COD采样处的多组BOD及COD，第一替代比等于该处多组BOD/COD的均值；第二替代比的获取步骤包括，提前测定第二COD采样处的多组BOD及COD，第二替代比等于该处多组BOD/COD的均值。
COD（化学需氧量）和BOD（生化需氧量）没有绝对的公式关系演算，但对于污水处理厂而言，处理的都是当地日常产生的污水，污水处理用的菌种不会迅速突变，短期（按月算）污水处理线中同一位置的BOD和COD的比值几乎不会发生大幅变化，因此可提前测定替代比，以能快速测定的COD代替测量时间长的BOD。
计算形式变为：
Figure 826042DEST_PATH_IMAGE010
Figure 642689DEST_PATH_IMAGE011
；式2
其中：
Figure 707597DEST_PATH_IMAGE012
——第一COD；
Figure 434244DEST_PATH_IMAGE013
——第二COD；
a——第一替代比；
b——第二替代比。
实际情况中，空气中的氧气不会完全溶进水中，溶进水中的氧也不会完全反应，虽然补正风量可以在一定程度上弥补这种实际偏差，然而为了使计算更加准确，应引入氧利用率。
指示风量根据所述基础风量、补正风量和修正系数计算得，修正系数包括氧利用率，氧利用率的生成步骤包括，获取历史第二氨氮值，以均值在执行标准规定氨氮值的20%-40%范围内为筛选条件，筛选出连续的历史第二氨氮值，记录对应的连续历史时刻，获取与连续历史时刻对应的历史基础风量和风机的历史实际风量，得到多个历史基础风量和多个历史实际风量，根据各个历史基础风量和对应历史实际风量计算得到多个连续氧利用率，氧利用率为多个连续氧利用率的均值。
忽略温度变化的影响，指示风量的计算形式为：
Figure 690520DEST_PATH_IMAGE014
；式3
式中：
Figure 728883DEST_PATH_IMAGE015
——指示风量，单位m3/h；
0.21——氧在空气中的百分数；
1.33——20℃时氧的密度，单位kg/m3；
Figure 66323DEST_PATH_IMAGE016
——氧利用率。
以上式1、式2中的
Figure 772111DEST_PATH_IMAGE017
为纯氧流量，而实际曝气用的是空气，因此式3中需要考虑空气中的氧含量。但空气中的氧不会完全溶于水，溶于水中的氧也不会完全反应，因此引入氧利用率。例如当供风时不考虑氧利用率，为了使出水达标，补正风量会变得很大，而基础风量与实际所需风量相差很大；历史实际风量=历史基础风量+历史补正风量，为了使基础风量越来越接近实际所需风量，使补正风量越来越小，计算氧利用率时不应考虑补正风量，即某时刻氧利用率=某时刻历史实际风量/历史基础风量，
Figure 671059DEST_PATH_IMAGE016
为多个时刻氧利用率的平均值。
优选地，修正系数还包括脱泥系数，脱泥系数的生成步骤包括，获取污水处理线历史数据，根据历史数据计算保留脱泥因素需氧量和去除脱泥因素需氧量，脱泥系数等于去除脱泥因素需氧量与保留脱泥因素需氧量之比。这样既考虑到外排泥影响，又降低调控难度。
指示风量的计算形式变为：
Figure 727877DEST_PATH_IMAGE018
Figure 134588DEST_PATH_IMAGE019
Figure 694882DEST_PATH_IMAGE020
；式4
基础风量即为：
Figure 310538DEST_PATH_IMAGE021
Figure 323494DEST_PATH_IMAGE022
；式5
补正风量即为：
Figure 2737DEST_PATH_IMAGE023
；式6
其中：
Figure 417537DEST_PATH_IMAGE024
——基础风量；
Figure 189447DEST_PATH_IMAGE025
——基础风量；
Figure 830643DEST_PATH_IMAGE026
——脱泥系数。
脱泥系数仅在脱泥情况有较大改动或异常变化需要调整，如脱泥设备维修后，历史数据的采集范围是脱泥设备本次维修前和脱泥设备上次维修后之间的数据。脱泥系数=去除脱泥因素需氧量/保留脱泥因素需氧量，其中保留脱泥因素需氧量可根据《室外排水设计规范GB 50014-2006》提供的方法算得，历史数据即按《室外排水设计规范GB 50014-2006》计算需氧量所用到的参数。也就是说本申请实施例要在日常运行也测定这些非线性的参数，但仅用于在脱泥设备维修后调整脱泥系数，不用于实时控制指示风量，监测的用于实时控制指示风量的参数全是线性变化、容易测量的参数。
本发明主要以生化池出水上清液氨氮作为最核心的精准控制参数而非COD、DO等参数，其主要原因如下：
第一，在脱氮工艺中，硝化细菌只占菌胶团的5%~10%，异养菌数量还是处在绝对的地位，同时异养菌增殖和代谢较快，而自养菌增殖本来就缓慢，两者不同的状态导致了COD的去除速度远快于氨氮；对比长期运营的情况而言，出水COD达标时氨氮未必达标，出水COD不达标时则氨氮也不达标，但出水氨氮达标时出水COD也达标，因而选择氨氮作为生化池水质处理效果判断标准及控制依据更为合适。
第二，溶解氧（DO）表示水中氧的溶解量，实质在污水处理中为剩余溶解氧量，对于延时曝气工艺而言，较低的DO区间同样可以保证较好的溶氧效果及去除效率，而对于CASS工艺（周期循环活性污泥法，A2O工艺的上位概念）则需要高DO的运行条件，因此不同的工艺或进出水水质条件下以DO作为调节参数会导致数据的选择不恒定，不能线性反应污水水质处理效果，会导致调节的区间过大且调节过于频繁，导致曝气设备稳定性下降。如南方污水具有多油、温度较高的情况会导致DO偏低，若控制在1-2mg/L的溶解氧则必然造成过量的曝气。
总凯氏氮(TKN)包括有机氮和氨氮。有机氮可通过水解脱氨基而生成氨氮，此过程为氨化作用。氨化作用对氮原子而言化合价不变，并无氧化还原反应发生。故采用氧化1kg氨氮需4.57kg氧计算TKN降低所需要的氧量，即以第一总氮值与目标氨氮值的差反映总凯氏氮耗氧量。
按指示风量曝气的步骤包括，提前获取曝气供风所用风机的频率与风量的关系，将指示风量代入曝气供风所用风机的频率与风量的关系得到指示频率，调节风机的工作频率为指示频率。这是因为风机频率和风量不是严格的线性关系，读取风机的频率和风量的对应关系并利用该关系调节风机频率，能够使输出风量贴近指示风量。
获取曝气供风所用风机的频率与风量的关系具体步骤如下，调节风机以不同频率输出，获取风机的实际风量，拟合风量关于频率的回归方程。以后只要将指示风量代入该回归方程，就能算出风机的输出频率。其中，获取风机的实际风量可以是测定，一些自带实时风量显示的风机可以直接读取该风机显示的风量；回归方程优选为一元二次方程，也可以是多项式函数。
以上方式可以使风机的实际风量接近指示风量，而指示风量是根据监测的参数算出来的，监测的结果有上下波动的可能性，没有人能够得知污水处理线每一点真实的各物质浓度，所以指示风量算出来的只是理论上所需的风量，和真实情况有一点差距，智能曝气的目的是在水质合格的前提下避免过量曝气，避免曝气量大幅波动，要实现这一点，需要尽量减少补正风量，尽量提高基础风量的准确性，为此引入伴随系数。
基础风量根据第一等效BOD与第二等效BOD的差、第一总氮值与目标氨氮值的差、第一总氮值与第二总氮值的差、进水量和伴随系数计算得，伴随系数包括与第一等效BOD与第二等效BOD的差相乘的碳氧化需氧量参数、与第一总氮值与目标氨氮值的差相乘的总凯氏氮氧化需氧量参数、与第一总氮值和第二总氮值的差相乘的反硝化省氧量参数。
基础风量变为（排版所限，分成三项，计算时可合并同类项减少运算次数）：
Figure 579157DEST_PATH_IMAGE027
Figure 114043DEST_PATH_IMAGE028
；式7
其中：
Figure 555389DEST_PATH_IMAGE029
——碳氧化需氧量参数；
Figure 41472DEST_PATH_IMAGE030
——总凯氏氮氧化需氧量参数；
Figure 328096DEST_PATH_IMAGE031
——反硝化省氧量参数。
碳氧化需氧量参数、总凯氏氮氧化需氧量参数和反硝化省氧量参数的迭代步骤包括，获取历史第二氨氮值，以对应的历史目标氨氮值±0.5mg/L为筛选条件，筛选出符合条件的多个历史第二氨氮值，记录多个对应的历史时刻，获取与历史时刻对应的多组历史数据，每组历史数据包括历史进水量、历史第一总氮值、历史第一等效BOD、历史目标氨氮值、历史第二总氮值、历史第二等效BOD和风机的历史实际风量。利用试算法变更碳氧化需氧量参数、总凯氏氮氧化需氧量参数和反硝化省氧量参数的值，三者均只保留两位小数，并以变更后的碳氧化需氧量参数、总凯氏氮氧化需氧量参数和反硝化省氧量参数重算对应时刻的指示风量得到虚拟指示风量（不是曾经执行过的指示风量，故称虚拟），一组历史数据算得一个虚拟指示风量，计算虚拟指示风量与对应历史实际风量的绝对偏差，即虚拟指示风量减去对应历史实际风量的差的绝对值，由多组历史数据得到多个绝对偏差，计算这些绝对偏差的平均值，当虚拟指示风量与历史实际风量绝对偏差的平均值最小时，令此时的碳氧化需氧量参数、总凯氏氮氧化需氧量参数和反硝化省氧量参数为迭代后的碳氧化需氧量参数、总凯氏氮氧化需氧量参数和反硝化省氧量参数。其中，初次运行时碳氧化需氧量参数、总凯氏氮氧化需氧量参数和反硝化省氧量参数都为1.00，后期试算时，每次试算的步长为0.01。数学上三个伴随参数有六种锚定顺序，但实际上碳需氧量和总凯氏氮耗氧量对指示风量的影响总是大于反硝化省氧量，因此只包括两种试算顺序：（1）k1-k2-k3；（2）k2-k1-k3，最后选取绝对偏差的平均值最小的一种顺序。
除了限定步长的试算法外，还可以用梯度下降法试算，例如：
针对虚拟指示风量与历史实际风量绝对偏差的平均值构建损失函数；
利用梯度下降法计算损失函数的极小值；
以取得极小值时的碳氧化需氧量参数、总凯氏氮氧化需氧量参数和反硝化省氧量参数为迭代后的碳氧化需氧量参数、总凯氏氮氧化需氧量参数和反硝化省氧量参数。
同理，补正风量也可以引入能够自行迭代的氨氮加速度参数使指示风量越来越接近真实所需风量。
补正风量变为：
Figure 514227DEST_PATH_IMAGE032
；式8
指示风量变为：
Figure 362360DEST_PATH_IMAGE033
Figure 571624DEST_PATH_IMAGE034
；式9
其中：
Figure 927519DEST_PATH_IMAGE035
——氨氮加速度参数。
补正风量根据第二氨氮值与目标氨氮值的差、进水量和氨氮加速度参数计算得，氨氮加速度参数的确定步骤包括：
当第二氨氮值小于等于目标氨氮值时，氨氮加速度参数为0；
当第二氨氮值大于目标氨氮值，且小于等于执行标准规定氨氮值的50%时，氨氮加速度参数等于K；
当第二氨氮值大于执行标准规定氨氮值的50%，且小于等于执行标准规定氨氮值的80%时，氨氮加速度参数等于2K；
当第二氨氮值大于执行标准规定氨氮值的80%时，氨氮加速度参数等于3K；
其中K为氨氮加速度基数，氨氮加速度基数的迭代步骤包括，获取历史第二氨氮值，以大于目标氨氮值，且小于执行标准规定氨氮值的50%为筛选条件，筛选出历史第二氨氮值，记录对应的一个历史时刻，获取与历史时刻对应的历史基础风量、风机的历史实际风量、历史进水量、历史目标氨氮值，根据历史进水量、历史实际风量与历史基础风量的差、历史第二氨氮值与历史目标氨氮值的差计算得到K。
上文提到，历史实际风量=历史基础风量+历史补正风量，历史实际风量与历史基础风量的差即历史补正风量，将历史进水量、历史第二氨氮值与历史目标氨氮值的差代入式6就能算出K，若不考虑氧利用率，则
Figure 436998DEST_PATH_IMAGE016
为1；若不考虑脱泥因素，则
Figure 829933DEST_PATH_IMAGE026
为1。
本申请提供一种电子设备，包括：处理器和存储器，处理器和存储器通过通信总线和/或其他形式的连接机构互连并相互通讯，存储器存储有处理器可执行的计算机程序，当计算设备运行时，处理器执行该计算机程序，以执行时执行上述实施例的任一可选的实现方式中的方法，以实现以下功能：获取污水处理线进水处的进水量Q、第一总氮值和第一等效BOD；设定好氧池出水的目标氨氮值；获取好氧池出水以后的第二氨氮值、第二总氮值和第二等效BOD；根据第一等效BOD与第二等效BOD的差、第一总氮值与目标氨氮值的差、第一总氮值与第二总氮值的差和进水量计算基础风量；根据第二氨氮值与目标氨氮值的差和进水量计算补正风量；叠加所述基础风量和补正风量计算指示风量，指令风机按指示风量曝气。其中，存储器可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器（Static Random Access Memory, 简称SRAM），电可擦除可编程只读存储器（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory, 简称EEPROM），可擦除可编程只读存储器（Erasable Programmable Read Only Memory, 简称EPROM），可编程只读存储器（Programmable Red-Only Memory, 简称PROM），只读存储器（Read-Only Memory,简称ROM），磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
参照图1，本申请实施例还提供一种污水处理***，采用A2O工艺，利用风机鼓风在好氧池曝气，该***包括控制台，设置在污水处理线进水处的进水流量计、进水总氮测定仪、进水COD仪，设置在好氧池出水以后的氨氮测定仪、出水总氮测定仪、出水COD仪，控制台包括：
设定模块，用于设定好氧池出水的目标氨氮值；
第一获取模块，用于获取进水流量计测得的进水量、进水总氮测定仪测得的第一总氮值和进水COD仪测得的进水COD，将进水COD转换为第一等效BOD；
第二获取模块，用于获取氨氮测定仪测得的第二氨氮值、出水总氮测定仪测得的第二总氮值和出水COD测得的出水COD，将出水COD转换为第二等效BOD；
基础风量计算模块，用于根据第一等效BOD与第二等效BOD的差、第一总氮值与目标氨氮值的差、第一总氮值与第二总氮值的差和进水量计算基础风量；
补正风量计算模块，用于根据第二氨氮值与目标氨氮值的差和进水量计算补正风量；
指示模块，用于叠加所述基础风量和补正风量计算指示风量，并根据指示风量指示风机鼓风。
A2O工艺中，氧化沟以后的工艺对氮浓度影响不大，氨氮测定仪、出水总氮测定仪、出水COD仪可以设置在好氧池以后的任意位置中，如好氧池出水口、二沉池出水口、深滤池（图1中深度处理）出水口或总出水（图1中消毒出水）处。优选地，氨氮测定仪、出水总氮测定仪、出水COD仪设置在好氧池出水处，比起将氨氮测定仪、出水总氮测定仪、出水COD仪设置在总出水，前后监测的参数相差的时间能够缩短7小时，而好氧池后的处理基本不影响氮含量，因此可以将测出水总氮和测出水COD的设备往前移。
实施案例
广东某污水处理厂依照A/A/O工艺建设，具有依本发明改造的基础。该污水厂的进出水标准如下：
表1 进水水质
Figure 296467DEST_PATH_IMAGE036
表2 出水水质
Figure 190474DEST_PATH_IMAGE037
结合该厂2020.8.1至2021.1.31的化验数据、实际供风记录、理论供风量测算，得到厂理论曝气与实际曝气风量对比图如图2所示。
出水各还原性污染物（COD、BOD、氨氮等）均控制较好，远优于标准要求。按理论供风量计算方法得出理论供风量，分析与实际供风量的差异关系得出：
（1）理论供风量与实际供风量基本在一定的范围内交叉波动，以氨氮为指示指标的呈现均为良好，其中，在2020.8.1～2020.9.31期间的变化趋势相似，显示以理论供风量计算法则（按《室外排水设计规范GB 50014-2006》）基本能指导供风量的基本部分（模型中基础风量）的定量。
（2）2020.10.1～2021.1.31期间理论供风量大部分低于实际供风量，在理论过量情况下，氨氮的呈现也均为良好。值得关注的是理论供风量大于实际供风量的几个部分，如10月的2次、11月的3次、12月下旬的4次，同比氨氮指标仍在极安全的范围内，说明理论供风量仍有下浮的余量。
（3）理论供风量的波动证明如果完全按照理论（《室外排水设计规范GB 50014-2006》）计算。风量波动很大，可能会出现短期内频繁调节、调节幅度过大的情况。
该厂有两条氧化沟，由三台风机集中向主干管道中供风，主干管道分两路淹没在两条氧化沟中的好氧池曝气。该厂原有设置在进水处的流量计、进水COD仪，设置在总出水处的出水COD仪、出水总氮测定仪，分别设置在两条氧化沟出水处的两个氨氮测定仪，及其他用于测量其他参数的仪器，例如氧化沟污泥浓度计，本实施例模型无需用到这些参数，不再一一列举。
风机型号为TURBOMAX空气悬浮风机，能直接显示实时风量，电机采用永磁无刷高速直连电机+变频调速***，普通交流电动机工作效率较高的区间在SV75%~100%，无功损耗较高近15%；永磁无刷高速直连电机工作效率较高的区间在20%~100%，无功损耗接近零。风机采用变频调节，不会产生附加压力损失，节能效果显著，适合调节范围宽，且经常处于低负荷下运行的场合。当风机转速下降，风量减小时，风压将发生很大变化，正常调节风量范围SV50％～100％，当调节SV（风机频率）小于50％空气悬浮风机输出压力小于管路反馈阻力，会造成空气悬浮风机发振停机；因此为了安全稳定运行，可将单台风机的风量范围SV设定为55%-100%。
改造时在进水处增设进水总氮测定仪、控制台，并将用到的仪器和风机连接到控制台，控制台植入能运行以上方法的程序。该程序包括的运算模型为：
Figure 820038DEST_PATH_IMAGE038
Figure 508509DEST_PATH_IMAGE039
；式10
其中，由于该厂有两条氧化沟，
Figure 98890DEST_PATH_IMAGE040
取两个氨氮测定仪中数值较大的一个。所有测量仪器每两小时测量一次，风量每两小时调整一次。
调节并记录该厂的三台风机频率、风量、功率的数据如下表。
表3 该厂的风机频率、风量、功率关系表
Figure 298053DEST_PATH_IMAGE042
通过一元二次方程回归实际风量和频率的关系如图3所示。得到1号风机的风量y与频率x关系为：y = -0.0016x2 + 0.4754x - 4.1429；2号风机的风量y与频率x关系为：y= -0.005x2 + 1.05x – 27；3号风机的风量y与频率x关系为：y = -0.0036x2 + 0.9186x -26.429。需要注意的是图3中纵坐标单位为立方米每分钟，式10中指示风量的单位为立方米每小时，即式10中的指示风量需要除以60后才代入一元二次方程获取风机应当调节的频率。
如表4，根据该厂改造前半年的BOD、COD数据分析，BOD、COD按平均比例（进水BOD/进水COD=0.45即a=0.45、出水BOD/出水COD=0.25即b=0.25）替代，以后每个月人工测一次该比值并再算平均比例。
表4 进水出水COD比值
Figure 516544DEST_PATH_IMAGE043
为保证计算模型的准确性，优选采用以下顺序确定修正系数、伴随系数和氨氮加速度的值。
1）确定脱泥系数：初次锚定时，先令伴随系数等于1，氨氮加速度参数等于0，氧利用率为1。见表5，结合改造前半年有效数据来看，若理论计算中去除排泥因素（即去除外排泥省氧、外排泥含总凯氏氮省氧、外排泥含硝态氮耗氧因素），存在去除排泥因素鼓风量计算偏高、不去除排泥因素则鼓风量计算偏低的情况。
表5 去除脱泥因素和保留脱泥因素的计算过程
Figure 641495DEST_PATH_IMAGE045
氧化沟的理论鼓风量（去除脱泥因素，按上述计算模型k1-k4为1，k6为0的情况计算）与理论鼓风量（保留脱泥因素，按《室外排水设计规范GB 50014-2006》计算）的平均比值约1.647。因此，暂用k 5=1.647的值替代所有与脱泥系数相关的公式纳入模型计算中。
脱泥系数仅在以下情况需要调整：厂里长期脱泥情况有较大改动或异常变化，如脱泥设备维修后、不能脱泥等情况。历史数据的采集范围是脱泥设备本次维修前和脱泥设备上次维修后之间的数据。方法与初次锚定相同，即k1-k4为1，k6为0的条件下计算理论鼓风量（去除脱泥因素）与理论鼓风量（保留脱泥因素）的比值。
2）确定氧利用率：令k1-k3为1，k5为1.647，k6为0，获取历史第二氨氮值，以均值在1mg/L-2mg/L范围内为筛选条件，筛选出48小时内连续的历史第二氨氮值，记录对应的连续历史时刻，获取与连续历史时刻对应的历史基础风量和风机的历史实际风量，代入上述模型见下表。
表6 某厂两条氧化沟的氧利用率
Figure 453593DEST_PATH_IMAGE047
该厂具有两条氧化沟，由三台风机统一鼓风，存在风量分配问题，风量如何分配涉及两条氧化沟大小关系、管路布局等多个因素，本申请不作讨论，直接沿用该厂改造前的分配比例，1号氧化沟风量：2号氧化沟风量=1：2，可以使两条氧化沟的出水氨氮值相近。如表6所示，在过去的数据中，筛选出一段连续48小时内的数据，1号氧化沟出水处的平均氨氮值为1.35mg/L，2号氧化沟出水处的平均氨氮值为1.23mg/L，均符合筛选条件，算出每一条氧化沟每一个时刻对应的溶氧效率，再求平均值，得到连续氧利用率的均值，1号氧化沟为0.220，2号氧化沟为0.131。结合风量分配关系：
Figure 954982DEST_PATH_IMAGE048
；式11
算得到k4=0.151。该厂是有两条氧化沟，且统一供风才需要计算风量分配关系，如果是只有一条氧化沟的情形，或者风机与氧化沟存在一一对应关系的情形，无需计算式11。例如，假如试点改造的该厂只有1号氧化沟，没有2号氧化沟，那么k4=0.220。
氧利用率仅在以下情况需要调整：厂里曝气方式或曝气设备有较大改动或异常变化，如更换风机、增加风机、供风管道改造。历史第二氨氮值、历史基础风量、历史实际风量等历史数据的采集范围是曝气设备本次改动前和曝气设备上次改动后之间的数据。方法初次锚定相同，即筛选符合条件的连续48小时的历史第二氨氮值，及对应的风量数据，令k1-k3为1，k5确定后，k6为0的条件下，依据以下公式计算：
Figure 526515DEST_PATH_IMAGE049
；式12
其中：
Figure 822367DEST_PATH_IMAGE050
——历史基础风量；
Figure 246395DEST_PATH_IMAGE051
——历史实际风量。
3）确定三个伴随系数：确定k4和k5的值，筛选第二氨氮值为1mg/L-2mg/L的数据，利用计算机试算，每次步长0.01，通过回归计算历史基础风量及历史实际风量绝对偏差的平均值，使绝对偏差的平均值最小，算得历史基础风量与风机历史实际风量绝对偏差的平均值最小值为0.8625m³，k1取值为0.96、k2取值为1.08、k3取值为0.94。
伴随系数每个月自动迭代一次，历史数据的采集范围是上个月，需要先确定k4、k5，且令k6为0，根据目标氨氮值为1.5mg/L，自动筛选1.5mg/L±0.5mg/L的数据，通过不同先后顺序试算k1-k3，代入模型中计算历史基础风量及历史实际风量绝对偏差的平均值最小值，即可得到k1-k3。可植入梯度下降算法计算，该改造案例只使用普通试算法计算。
k1-k5重新锚定的时候必须令k6=0，即用基础风量锚定， k6只是修正，如果k6变化量大，表明基础风量与真实需要的供风量偏离大，才导致需要氨氮加速度参数大幅修正。用基础风量锚定，让基础风量贴近实真需要的供风量，避免k1-k3跟着k6大幅波动，避免风机大幅调整频率，有利于出水水质稳定。
4）确定氨氮加速度参数：初次锚定时，该厂目标氨氮值为1.5mg/L，记录1.5mg/L<历史第二氨氮值≤2.5mg/L范围内的时刻，记录对应此时对应的风量，计算历史实际风量与历史基础风量的差算得历史实际补正风量。
K6利用以下公式计算：
Figure 161262DEST_PATH_IMAGE052
；式13
其中：
Figure 354346DEST_PATH_IMAGE053
——历史实际补正风量。
算得k6=2.5。
当第二氨氮值小于目标氨氮值时，氨氮加速度参数为0；
当第二氨氮值大于目标氨氮值，且小于执行标准规定氨氮值的50%时，氨氮加速度参数等于2.5；
当第二氨氮值大于执行标准规定氨氮值的50%，且小于执行标准规定氨氮值的80%时，氨氮加速度参数等于5；
当第二氨氮值大于执行标准规定氨氮值的80%时，氨氮加速度参数等于7.5。
氨氮加速度参数每两小时自动迭代一次，历史数据的采集范围是前两小时，需要先确定k1-k5，方法与初次锚定时相同。
受该***控制曝气风量几个月后，智能曝气效果如图4所示。结合图4可以看出，氧化沟平均氨氮（两条氧化沟第二氨氮值的平均值）与进水总氮指标的影响基本一致，符合进水总氮主要成分为氨氮的实际情况。
2021年（1月-11月）较2020年水量增加了约18.3%，在2021年8月底至12月中旬（数据收集至12月中旬）开始全自动运行以来，2021年9-11月较2020年水量增加了13.8%，整体平均吨水电耗约为0.05 kw· h/吨水，对比2020年9-11月的吨水电耗为0.0536 kw· h/吨水，说明在实现自动控制后吨水电耗在2021年9-11月同比下降约为7.54%。
2020年1-8月吨水电耗为0.071 kw· h/吨水， 2020年9-11月的吨水电耗为0.0536 kw· h/吨水，在水量增大后吨水电耗下降约为24.7%；同理2021年前8个月的吨水电耗为0.068 kw· h/吨水（与2020年相近），而在实现自动控制后吨水电耗下降约为27.1%，说明智能曝气对于水量较大的厂，应具有更好的节能潜力。
利用智能曝气精准控制***，可使出水指标稳定达标（达标率为100%），可将氨氮目标值控制在相对集中的范围：（1）同等条件下，自动运行后单位总还原物需氧的耗能更优，氧利用效率更高、更精准，效率提高约11.72%；（2）在进水还原物质偏低的情况下，可自动匹配低风量区间，能平均节省18.84%的风量；（3）在复杂进水的情况下，可及时风量的测算、异常偏离时的加速修正，提升出水水质的稳定、少偏离，保障出水稳定性从原最差不足70%提升至100%稳定；（4）在曝气不过量、稳定达标的情况下，可以精准控制在相对集中的范围，能耗利用效率高、匹配性强（与同类工况下的历史数据测算值相差0.83%），能到做到出水水质的稳定且达标，与目标值设定基本相符。
本***建立了短程的曝气控制工艺模型，将原本全流程、复杂、滞后的自动曝气建模化简为短程工段建模，反馈时间短、反应迅速，排除大量非线性干扰值、具有较好的普适性。其表现在以下方面：
（1）摒弃依靠DO单一数据控制风量的传统，且匹配性差的简单方式；除去生物除磷、污泥回流、硝化反硝化等溶解氧内循环作用，增加生化池出水口氨氮作为后馈参数及控制参数，确保智能曝气控制***的控制参数限定在好氧硝化吸磷反应段，减少大量干扰参数，使建模容易且准确。
（2）一般精准曝气技术未能解决混合液中检测混合污泥上清液氨氮指标的问题，故控制所用的信号只能通过DO及风量，这就导致了大量的前溯性计算工作，不仅延迟了控制反应速度，且前溯性计算的精准度不高，给曝气量与实际情况的匹配性带来极大不利。而本次改造中在采样头上加装了过滤器，能够直接获得污泥混合液中检测氨氮指标真实准确数据，同时能根据进水水质迅速确定（预测）精确的需氧量，并立即投入反应，这使得时效性的效果大大提升。
（3）生化池出水口氨氮为后馈参数及控制参数，即把反馈信号前移，一般精准曝气技术的反馈在总出水处，本***的反馈在生化池出水口即可获得，使得反馈纠偏的响应时间又减少了几个小时。
（4）普适性高，由于大量复杂且难以监测参数减少，智能曝气控制***准确易控，对现场人员要求低，容易普及到不同的污水厂。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”“某些实施方式”“示意性实施方式”“示例”“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于污水处理的短程智能精确曝气控制方法，适用于A2O工艺，其特征在于，步骤包括，获取污水处理线进水处的进水量、第一总氮值和第一等效BOD；设定好氧池出水的目标氨氮值；获取好氧池出水以后的第二氨氮值、第二总氮值和第二等效BOD；根据所述第一等效BOD与所述第二等效BOD的差、所述第一总氮值与所述目标氨氮值的差、所述第一总氮值与所述第二总氮值的差和所述进水量计算基础风量；根据所述第二氨氮值与所述目标氨氮值的差和所述进水量计算补正风量；叠加所述基础风量和所述补正风量计算指示风量，并按所述指示风量曝气；
所述第一等效BOD的获取步骤包括，获取所述污水处理线进水处的第一COD和第一替代比，所述第一等效BOD等于所述第一COD乘以所述第一替代比；所述第二等效BOD的获取步骤包括，获取所述好氧池出水以后的第二COD和第二替代比，所述第二等效BOD等于所述第二COD乘以所述第二替代比；
所述第一替代比的获取步骤包括，提前测定所述第一COD采样处的多组BOD及COD，所述第一替代比等于所述第一COD采样处多组BOD/COD的均值；所述第二替代比的获取步骤包括，提前测定所述第二COD采样处的多组BOD及COD，所述第二替代比等于所述第二COD采样处多组BOD/COD的均值。
2.根据权利要求1所述的用于污水处理的短程智能精确曝气控制方法，其特征在于，所述按所述指示风量曝气的步骤包括，提前获取曝气供风所用风机的频率与风量的关系，将所述指示风量代入所述曝气供风所用风机的频率与风量的关系得到指示频率，调节风机的工作频率为所述指示频率。
3.根据权利要求1所述的用于污水处理的短程智能精确曝气控制方法，其特征在于，所述指示风量根据所述基础风量、所述补正风量和修正系数计算得，所述修正系数包括脱泥系数，所述脱泥系数的生成步骤包括，获取所述污水处理线的历史数据，根据所述历史数据计算保留脱泥因素需氧量和去除脱泥因素需氧量，所述脱泥系数等于所述去除脱泥因素需氧量与所述保留脱泥因素需氧量之比。
4.根据权利要求1所述的用于污水处理的短程智能精确曝气控制方法，其特征在于，所述指示风量根据所述基础风量、所述补正风量和修正系数计算得，所述修正系数包括氧利用率，所述氧利用率的生成步骤包括，获取历史第二氨氮值，以均值在执行标准规定氨氮值的20%-40%范围内为筛选条件，筛选出连续的历史第二氨氮值，记录对应的连续历史时刻，获取与所述连续历史时刻对应的历史基础风量和风机的历史实际风量，得到多个历史基础风量和多个所述历史实际风量，根据各个所述历史基础风量和对应的所述历史实际风量计算得到多个连续氧利用率，所述氧利用率为所述多个连续氧利用率的均值。
5.根据权利要求1所述的用于污水处理的短程智能精确曝气控制方法，其特征在于，所述基础风量根据所述第一等效BOD与所述第二等效BOD的差、所述第一总氮值与所述目标氨氮值的差、所述第一总氮值与所述第二总氮值的差、所述进水量和伴随系数计算得，所述伴随系数包括与所述第一等效BOD与所述第二等效BOD的差相乘的碳氧化需氧量参数、与所述第一总氮值与所述目标氨氮值的差相乘的总凯氏氮氧化需氧量参数、与所述第一总氮值和所述第二总氮值的差相乘的反硝化省氧量参数；
所述碳氧化需氧量参数、所述总凯氏氮氧化需氧量参数和所述反硝化省氧量参数的迭代步骤包括，获取历史第二氨氮值，以对应的历史目标氨氮值±0.5mg/L为筛选条件，筛选出符合条件的多个历史第二氨氮值，记录多个对应的历史时刻，获取与所述历史时刻对应的历史进水量、历史第一总氮值、历史第一等效BOD、历史目标氨氮值、历史第二总氮值、历史第二等效BOD和风机的历史实际风量；利用试算法变更所述碳氧化需氧量参数、所述总凯氏氮氧化需氧量参数和所述反硝化省氧量参数的值，并以变更后的所述碳氧化需氧量参数、所述总凯氏氮氧化需氧量参数和所述反硝化省氧量参数重算多个对应时刻的指示风量得到虚拟指示风量，计算每一所述虚拟指示风量与对应所述历史实际风量的绝对偏差，当多个绝对偏差的平均值最小时，令此时的碳氧化需氧量参数、总凯氏氮氧化需氧量参数和反硝化省氧量参数为迭代后的碳氧化需氧量参数、总凯氏氮氧化需氧量参数和反硝化省氧量参数。
6.根据权利要求5所述的用于污水处理的短程智能精确曝气控制方法，其特征在于，所述利用试算法变更所述碳氧化需氧量参数、所述总凯氏氮氧化需氧量参数和所述反硝化省氧量参数的值，并以变更后的所述碳氧化需氧量参数、所述总凯氏氮氧化需氧量参数和所述反硝化省氧量参数重算对应时刻的指示风量得到虚拟指示风量，当所述虚拟指示风量与所述历史实际风量绝对偏差的平均值最小时，令此时的碳氧化需氧量参数、总凯氏氮氧化需氧量参数和反硝化省氧量参数为迭代后的碳氧化需氧量参数、总凯氏氮氧化需氧量参数和反硝化省氧量参数的步骤包括：
针对所述虚拟指示风量与所述历史实际风量绝对偏差的平均值构建损失函数；
利用梯度下降法计算所述损失函数的极小值；
以取得极小值时的碳氧化需氧量参数、总凯氏氮氧化需氧量参数和反硝化省氧量参数为迭代后的碳氧化需氧量参数、总凯氏氮氧化需氧量参数和反硝化省氧量参数。
7.根据权利要求1所述的用于污水处理的短程智能精确曝气控制方法，其特征在于，所述补正风量根据所述第二氨氮值与所述目标氨氮值的差、所述进水量和氨氮加速度参数计算得，所述氨氮加速度参数的确定步骤包括：
当所述第二氨氮值小于等于所述目标氨氮值时，所述氨氮加速度参数为0；
当所述第二氨氮值大于所述目标氨氮值，且小于等于执行标准规定氨氮值的50%时，所述氨氮加速度参数等于K；
当所述第二氨氮值大于执行标准规定氨氮值的50%，且小于等于执行标准规定氨氮值的80%时，所述氨氮加速度参数等于2K；
当所述第二氨氮值大于执行标准规定氨氮值的80%时，所述氨氮加速度参数等于3K；
其中K为氨氮加速度基数，所述氨氮加速度基数的迭代步骤包括，获取历史第二氨氮值，以大于所述目标氨氮值，且小于执行标准规定氨氮值的50%为筛选条件，筛选出历史第二氨氮值，记录对应的连续历史时刻，获取与所述连续历史时刻对应的历史基础风量、风机的历史实际风量、历史进水量、历史目标氨氮值，根据所述历史进水量、所述历史实际风量与所述历史基础风量的差、所述历史第二氨氮值与所述历史目标氨氮值的差计算得到K。
8.一种电子设备，包括处理器以及存储器，其特征在于，所述存储器存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时，运行如权利要求1-7任一项所述的用于污水处理的短程智能精确曝气控制方法。
9.一种污水处理***，采用A2O工艺，利用风机鼓风在好氧池曝气，其特征在于，包括控制台，设置在污水处理线进水处的进水流量计、进水总氮测定仪、进水COD仪，设置在好氧池出水以后的氨氮测定仪、出水总氮测定仪、出水COD仪，所述控制台包括：
设定模块，用于设定好氧池出水的目标氨氮值；
第一获取模块，用于获取所述进水流量计测得的进水量、所述进水总氮测定仪测得的第一总氮值和所述进水COD仪测得的进水COD，将所述进水COD转换为第一等效BOD；
第二获取模块，用于获取所述氨氮测定仪测得的第二氨氮值、所述出水总氮测定仪测得的第二总氮值和所述出水COD测得的出水COD，将所述出水COD转换为第二等效BOD；
基础风量计算模块，用于根据所述第一等效BOD与所述第二等效BOD的差、所述第一总氮值与所述目标氨氮值的差、所述第一总氮值与所述第二总氮值的差和所述进水量计算基础风量；
补正风量计算模块，用于根据所述第二氨氮值与所述目标氨氮值的差和所述进水量计算补正风量；
指示模块，用于叠加所述基础风量和所述补正风量计算指示风量，并根据所述指示风量指示所述风机鼓风。
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