目前，由于社會快速發展，城鎮化建設力度加大，城鎮污水處理廠運營進入高效運行期，隨著各地的經濟水平提高，環境壓力增大，排放標準提高及環保執法力度加大，特別是TN、TP的排放要求，過高造成水體富營養化。污水處理廠面臨的達標排放壓力增大，同時面臨企業增效，向節能降耗等方向發展，響應社會節能減排目標。城鎮污水處理廠脫氮工藝主要設置缺氧池、反硝化濾池等，使得氨氮經過硝化后產生反硝化在上述工藝段發生反硝化產生N2達到脫氮目的。污水中自帶的碳源一般可滿足脫氮需求，但達到高排放標準要求，通常需要投加外碳源的方式，投加的外碳源一般為乙酸或乙酸鈉，投加方式以恒量投加為主，根據處理效果人工進行調節，經常出現由于水質水量波動調節不及時TN超標，投加量過大等情況發生。
目前針對藥劑投加控制研究，大多數基于硝態氮的反饋控制進行調節的，但是單一反饋控制受到水質水量影響較大，控制系統往往存在大延遲，滯后影響較大，造成系統調節效果不佳；隨著自控過程控制系統的發展，加入前饋控制應對水量水質波動等問題，但是也存在水質波動情況下進水化學需要量(COD)、氨氮(NH3)儀表無法實時響應，儀表故障率較高，儀表的可靠性受到一定影響，造成控制系統存在偏差。
因此，在污水處理節能降耗與工藝達標推動下，如何精準控制碳源投加，以助污水處理廠高效穩定運行是需要解決的問題。
技術實現要素：
基于現有技術所存在的問題，本發明的目的是提供一種碳源精準投加系統與方法，能解決現有污水處理中，外加碳源控制精準度差，無法保證污水處理廠高效穩定運行的問題。
本發明的目的是通過以下技術方案實現的：
本發明實施方式提供一種碳源精準投加系統，包括：
進水在線流量計、控制裝置、前饋硝態氮在線儀表、反饋硝態氮在線儀表、變頻加藥泵和加藥流量計；其中，
所述進水在線流量計，設在污水處理前置脫氮系統或污水處理后置脫氮系統的進水管上，該進水在線流量計的反饋端與所述控制裝置電氣連接；
所述前饋硝態氮在線儀表，設在所述污水處理前置脫氮系統的缺氧池內或所述污水處理后置脫氮系統的反硝化濾池內前端，該前饋硝態氮在線儀表的回饋端與所述控制裝置電氣連接；
所述反饋硝態氮在線儀表，設在所述污水處理前置脫氮系統的好氧池內或所述污水處理后置脫氮系統的反硝化濾池內后端，該反饋硝態氮在線儀表的回饋端與所述控制裝置電氣連接；
所述變頻加藥泵和加藥流量計，依次設在所述污水處理前置脫氮系統的缺氧池或所述污水處理后置脫氮系統的反硝化濾池的碳源投加管路上，該變頻加藥泵的變頻控制端與所述控制裝置電氣連接，所述加藥流量計的反饋端與所述控制裝置電氣連接；
所述控制裝置，能根據所述進水在線流量計反饋的進水量信號和所述前饋硝態氮在線儀表回饋的硝態氮前饋信號，以及根據所述反饋硝態氮在線儀表回饋的硝態氮反饋信號，調節所述變頻加藥泵的頻率并依據所述加藥流量計的碳源投加反饋信號，來調整向所述污水處理系統的碳源投加量。
本發明實施方式還提供一種碳源精準投加方法，采用本發明所述的碳源精準投加系統，包括以下步驟：
確定該碳源精準投加系統用于污水處理前置脫氮系統，還是污水處理后置脫氮系統，若用于污水處理前置脫氮系統，則所述系統的控制裝置按步驟1進行碳源投加控制；若用于污水處理后置脫氮系統，則所述系統的控制裝置按步驟2進行碳源投加控制；
步驟1，用于污水處理前置脫氮系統的碳源投加控制包括：
(A)碳源主反饋控制：根據所述前饋硝態氮在線儀表的設定值與該前饋硝態氮在線儀表的實時測定值的偏差進行PID反饋控制加藥流量計的流量q，通過流量q反饋控制加藥泵頻率達到要求的該前饋硝態氮在線儀表的設定值；其中，所述前饋硝態氮在線儀表的設定值的確定方式為：根據所述反饋硝態氮在線儀表的實時測定值，按如下擬合公式計算得出所述前饋硝態氮在線儀表的設定值：N1設＝m×N2實+n；其中：N1設：為前饋硝態氮在線儀表的設定值；N2實：為反饋硝態氮在線儀表的實時測定值；m、n：為根據試驗測試所得系數，一般m取值為-1～-0.25，n取值為2.5～10；
(B)碳源前饋補償控制：在所述污水處理前置脫氮系統的進水流量Q超過預設幅度后，進行碳源前饋補償，碳源前饋補償量按以下公式確定：qq＝q×(Q實/Q設-1)；其中：qq:為碳源前饋補償量；q:為實時主反饋投加碳源量；Q設:為設計進水流量；Q實:為實際進水流量；
(C)碳源反饋補償控制：根據所述污水處理前置脫氮系統的出水TN排放標準，設定所述反饋硝態氮在線儀表的設定值，根據所述反饋硝態氮在線儀表的實時測定值，當所述反饋硝態氮在線儀表的實時測定值超過該反饋硝態氮在線儀表的設定值后進行碳源反饋補償，碳源反饋補償量按以下公式確定：qf＝K0×Q實×(N2實-N2設)；其中，qf:為碳源反饋補償量；Q實:為實際進水流量；N2實:為反饋硝態氮在線儀表的實時測定值；N2設:為反饋硝態氮在線儀表的設定值；K0:為投加系數，取值為常數4；
步驟2，用于污水處理后置脫氮系統的碳源投加控制包括：
(D)前饋投加控制：按前饋投加模型公式確定前饋投加碳源量，所述前饋投加模型公式為：q＝K0×Q進×(N1實-N1設)；其中，q：為前饋投加碳源量；Q進：為實際進水流量；N1實：為前饋硝態氮在線儀表的實時測定值；N1設：為前饋硝態氮在線儀表的設定值；K0:為投加系數，取值為常數4；
(E)碳源反饋補償控制：根據所述污水處理后置脫氮系統的出水TN排放標準，設定所述反饋硝態氮在線儀表的設定值，在所述反饋硝態氮在線儀表的實時測定值超過該反饋硝態氮在線儀表的設定值后進行碳源反饋補償，碳源反饋補償量按以下公式確定：qf＝K0×Q實×(N2實-N2設)；其中，qf：為碳源反饋補償量；Q實：為實際進水流量；N2實：為反饋硝態氮在線儀表的實時測定值；N2設：為反饋硝態氮在線儀表的設定值；K0:為投加系數，取值為常數4。
由上述本發明提供的技術方案可以看出，本發明實施例提供的碳源精準投加系統及方法，其有益效果為：
通過設置有機連接的進水在線流量計、控制裝置、前饋硝態氮在線儀表、反饋硝態氮在線儀表、變頻加藥泵和加藥流量計，能實現基于脫氮系統的NO3為控制變量，通過前饋與反饋控制碳源投加，進而很好的解決了水量水質波動造成脫氮系統延遲調整的問題，以及大波動大延遲對系統的擾動和系統延遲對TN穩定達標的影響，該系統及方法能降低碳源投加藥劑量，并可以大幅降低運營操作強度。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖。
圖1為本發明實施例提供的用于污水處理前置脫氮系統的碳源精準投加系統的構成示意圖；
圖2為本發明實施例提供的用于污水處理后置脫氮系統的碳源精準投加系統的構成示意圖；
圖3為應用圖1所示的碳源精準投加系統的碳源精準投加方法流程圖；
圖4為應用圖2所示的碳源精準投加系統的碳源精準投加方法流程圖；
圖1、2中的標記為：1-控制裝置；10-自控柜；11-電氣柜設備開關；12-接觸器；13-接線端子；14-變頻器；15-工控機；2-變頻加藥泵；21-加藥流量計；3-出水管；31-前饋硝態氮在線儀表；32-反饋硝態氮在線儀表；4-進水管；41-進水在線流量計；5-缺氧池；6-好氧池；7-反硝化濾池。
具體實施方式
下面結合本發明的具體內容，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明的保護范圍。本發明實施例中未作詳細描述的內容屬于本領域專業技術人員公知的現有技術。
如圖1或圖2所示，本發明實施例提供一種碳源精準投加系統，適用于控制城鎮污水處理廠脫氮系統碳源投加量，能夠提高藥劑投加控制水平，有效降低藥耗成本，包括：
進水在線流量計、控制裝置、前饋硝態氮在線儀表、反饋硝態氮在線儀表、變頻加藥泵和加藥流量計；其中，
所述進水在線流量計，設在污水處理前置脫氮系統(如AAO系統)或污水處理后置脫氮系統(如反硝化濾池系統)的進水管上，該進水在線流量計的反饋端與所述控制裝置電氣連接；
所述前饋硝態氮在線儀表，設在所述污水處理前置脫氮系統的缺氧池內或所述污水處理后置脫氮系統的反硝化濾池內前端，該前饋硝態氮在線儀表的回饋端與所述控制裝置電氣連接；
所述反饋硝態氮在線儀表，設在所述污水處理前置脫氮系統的好氧池內或所述污水處理后置脫氮系統的反硝化濾池內末端，該反饋硝態氮在線儀表的回饋端與所述控制裝置電氣連接；
所述變頻加藥泵和加藥流量計，依次設在所述污水處理前置脫氮系統的缺氧池或所述污水處理后置脫氮系統的反硝化濾池的碳源投加管路上，該變頻加藥泵的變頻控制端與所述控制裝置電氣連接，所述加藥流量計的反饋端與所述控制裝置電氣連接；
所述控制裝置，能根據所述進水在線流量計反饋的進水量信號和所述前饋硝態氮在線儀表回饋的硝態氮前饋信號，以及根據所述反饋硝態氮在線儀表回饋的硝態氮反饋信號，調節所述變頻加藥泵的頻率并依據所述加藥流量計的碳源投加反饋信號，來調整向所述污水處理系統的碳源投加量。
上述系統中，控制裝置由通信連接的工控機和自控柜組成；
所述自控柜分別與變頻加藥泵、進水在線流量計、第一硝態氮在線儀表和第二硝態氮在線儀表電氣連接。
上述系統中，進水在線流量計采用電磁流量計。
上述系統中，控制裝置，能根據所述進水在線流量計反饋的進水量信號和所述前饋硝態氮在線儀表回饋的硝態氮前饋信號，以及根據所述反饋硝態氮在線儀表回饋的硝態氮反饋信號，調節所述變頻加藥泵的頻率來調整向所述污水處理系統的碳源投加量中，
若用于污水處理前置脫氮系統，則所述控制裝置的控制方式包括(參見圖3)：
(A)碳源主反饋控制：根據所述前饋硝態氮在線儀表的設定值與該前饋硝態氮在線儀表的實時測定值的偏差進行PID反饋控制加藥流量計的流量q，通過流量q反饋控制加藥泵頻率達到要求的所述前饋硝態氮在線儀表的設定值；其中，所述前饋硝態氮在線儀表的設定值的確定方式為：根據所述反饋硝態氮在線儀表的實時測定值，按如下擬合公式計算得出所述前饋硝態氮在線儀表的設定值：N1設＝m×N2實+n；其中：N1設：為前饋硝態氮在線儀表的設定值；N2實：為反饋硝態氮在線儀表的實時測定值；m、n：為根據試驗測試所得系數，一般m取值為-1～-0.25，n取值為2.5～10；
(B)碳源前饋補償控制：在所述污水處理前置脫氮系統的進水流量Q超過預設幅度后，進行碳源前饋補償，碳源前饋補償量按以下公式確定：qq＝q×(Q實/Q設-1)；其中：qq:為碳源前饋補償量；q:為實時主反饋投加碳源量；Q設:為設計進水流量；Q實:為實際進水流量；
(C)碳源反饋補償控制：根據所述污水處理前置脫氮系統的出水TN排放標準，設定所述反饋硝態氮在線儀表的設定值，根據所述反饋硝態氮在線儀表的實時測定值，當所述反饋硝態氮在線儀表的實時測定值超過該反饋硝態氮在線儀表的設定值后進行碳源反饋補償，碳源反饋補償量按以下公式確定：qf＝K0×Q實×(N2實-N2設)；其中，qf:為碳源反饋補償量；Q實:為實際進水流量；N2實:為反饋硝態氮在線儀表的實時測定值；N2設:為反饋硝態氮在線儀表的設定值；K0:為投加系數，一般取值為常數4，進一步該投加系數的取值可通過試驗確定；
若用于污水處理后置脫氮系統，則所述控制裝置的控制方式包括(參見圖4)：
(D)前饋投加控制：按前饋投加模型公式確定前饋投加碳源量，所述前饋投加模型公式為：q＝K0×Q進×(N1實-N1設)；其中，q：為前饋投加碳源量；Q進：為實際進水流量；N1實：為前饋硝態氮在線儀表的實時測定值；N1設：為前饋硝態氮在線儀表的設定值；K0:為投加系數，一般取值為常數4，進一步該投加系數的取值可通過試驗確定；其中的N1設是根據出水TN排放標準設定具體的數值；如TN出水15，N1設可設為13.5，即N1設的數值略小于TN出水值即可；
(E)碳源反饋補償控制：根據所述污水處理后置脫氮系統的出水TN排放標準，設定所述反饋硝態氮在線儀表的設定值，在所述反饋硝態氮在線儀表的實時測定值超過該反饋硝態氮在線儀表的設定值后進行碳源反饋補償，碳源反饋補償量按以下公式確定：qf＝K0×Q實×(N2實-N2設)；其中，qf：為碳源反饋補償量；Q實：為實際進水流量；N2實：為反饋硝態氮在線儀表的實時測定值；N2設：為反饋硝態氮在線儀表的設定值；K0:為投加系數，一般取值為常數4；進一步該投加系數的取值可通過試驗確定。
本發明實施例還提供一種碳源精準投加方法，采用上述的碳源精準投加系統，包括以下步驟：
確定該碳源精準投加系統用于污水處理前置脫氮系統，還是污水處理后置脫氮系統，若用于污水處理前置脫氮系統，則所述系統的控制裝置按步驟1進行碳源投加控制；若用于污水處理后置脫氮系統，則所述系統的控制裝置按步驟2進行碳源投加控制；
步驟1，用于污水處理前置脫氮系統的碳源投加控制包括：
(A)碳源主反饋控制：根據所述前饋硝態氮在線儀表的設定值與該前饋硝態氮在線儀表的實時測定值的偏差進行PID反饋控制加藥流量計的流量q，通過流量q反饋控制加藥泵頻率達到要求的所述前饋硝態氮在線儀表的設定值；其中，所述前饋硝態氮在線儀表的設定值的確定方式為：根據所述反饋硝態氮在線儀表的實時測定值，按如下擬合公式計算得出所述前饋硝態氮在線儀表的設定值：N1設＝m×N2實+n；其中：N1設：為前饋硝態氮在線儀表的設定值；N2實：為反饋硝態氮在線儀表的實時測定值；m、n：為根據試驗測試所得系數，一般m取值為-1～-0.25，n取值為2.5～10；
(B)碳源前饋補償控制：在所述污水處理前置脫氮系統的進水流量Q超過預設幅度后，進行碳源前饋補償，碳源前饋補償量按以下公式確定：qq＝q×(Q實/Q設-1)；其中：qq:為碳源前饋補償量；q:為實時主反饋投加碳源量；Q設:為設計進水流量；Q實:為實際進水流量；
(C)碳源反饋補償控制：根據所述污水處理前置脫氮系統的出水TN排放標準，設定所述反饋硝態氮在線儀表的設定值，根據所述反饋硝態氮在線儀表的實時測定值，當所述反饋硝態氮在線儀表的實時測定值超過該反饋硝態氮在線儀表的設定值后進行碳源反饋補償，碳源反饋補償量按以下公式確定：qf＝K0×Q實×(N2實-N2設)；其中，qf:為碳源反饋補償量；Q實:為實際進水流量；N2實:為反饋硝態氮在線儀表的實時測定值；N2設:為反饋硝態氮在線儀表的設定值；K0:為投加系數，一般取值為常數4；
步驟2，用于污水處理后置脫氮系統的碳源投加控制包括：
(D)前饋投加控制：按前饋投加模型公式確定前饋投加碳源量，所述前饋投加模型公式為：q＝K0×Q進×(N1實-N1設)；其中，q：為前饋投加碳源量；Q進：為實際進水流量；N1實：為前饋硝態氮在線儀表的實時測定值；N1設：為前饋硝態氮在線儀表的設定值；K0:為投加系數，一般取值為常數4；
(E)碳源反饋補償控制：根據所述污水處理后置脫氮系統的出水TN排放標準，設定所述反饋硝態氮在線儀表的設定值，在所述反饋硝態氮在線儀表的實時測定值超過該反饋硝態氮在線儀表的設定值后進行碳源反饋補償，碳源反饋補償量按以下公式確定：qf＝K0×Q實×(N2實-N2設)；其中，qf：為碳源反饋補償量；Q實：為實際進水流量；N2實：為反饋硝態氮在線儀表的實時測定值；N2設：為反饋硝態氮在線儀表的設定值；K0:為投加系數，一般取值為常數4。
下面結合附圖和實施例，對本發明做進一步詳細說明。
本發明實施例提供一種污水處理過程中碳源投加的系統和方法，適用于控制城鎮污水處理廠脫氮系統碳源投加量，能夠提高藥劑投加控制水平，有效降低藥耗成本。具體是通過設置在線儀表與控制裝置配合，以硝態氮作為控制變量，采用硝態氮前饋與反饋控制方式，調節變頻加藥泵頻率實現不同碳源投加量。具體是：根據進水流量波動情況實施前饋補償，針對出水TN超標進行反饋補償；通過引入硝態氮的前饋與反饋控制，并通過前饋與反饋補償，解決單一硝態氮反饋控制難以應對水質水量波動，實現碳源精準投加和穩定控制，同時工藝達標，實現污水處理系統高效穩定運行。
該系統及方法，用在污水處理脫氮工藝(如缺氧池、反硝化濾池等)中，能實現穩定碳源投加，根據反應池硝態氮濃度變化實時反饋調節加藥泵頻率，通過根據水量波動情況前饋調整碳源投加量，根據出水TN過高情況補償碳源量，缺氧池、反硝化濾池作為前置脫氮與后置脫氮的反應區，對它們的控制方式分別進行說明，具體如下：
(一)用于前置脫氮系統中的控制方式為(參見圖1、3)：
(1)在缺氧池的末端安裝在線硝態氮儀表1#NO3，該1#NO3即為前饋硝態氮在線儀表，進水管上安裝電磁流量計Q作為進水流量計，好氧池末端安裝在線硝態氮儀表2#NO3，該2#NO3即是反饋硝態氮在線儀表，向反應區投加碳源的碳源投加管路上設置變頻加藥泵和加藥流量計q，變頻加藥泵采用帶變頻電機的加藥泵，變頻電機由變頻器VF控制。
(2)碳源主反饋控制：根據1#NO3的實時測定值與該1#NO3的設定值的偏差進行PID反饋控制加藥流量計的流量q(該流量q即為實時反饋投加碳源量)，根據流量q反饋控制變頻加藥泵頻率達到要求的1#NO3的設定值；
其中，1#NO3的設定值是依據好氧池末端出水的TN排放標準，根據2#NO3的實時測定值進行設定的，根據2#NO3的實時測定值按如下擬合公式計算得出：
N1設＝m×N2實+n；
其中：N1設：為1#NO3的設定值；
N2實：為2#NO3的實時測定值
m、n：為根據試驗測試所得系數，一般m取值為-1～-0.25，n取值為2.5～10；
由于1#NO3的設定值是根據2#NO3的實時測定值按好氧池末端出水的TN排放標準確定的，使得該1#NO3的設定值能根據2#NO3的實時測定值定時調整)，運行時，根據好氧池末端出水的TN排放標準，先在一定區間范圍選擇2#NO3的數值，運行一個周期后，控制裝置根據2#NO3的實時測定值按上述擬合公式計算得出1#NO3的設定值，后續運行過程中，1#NO3的設定值則根據2#NO3的實時測定值動態調整。
(3)碳源前饋補償控制：運行過程中，若缺氧池的進水流量Q超過預設的幅度(預設的幅度可根據需要設定，如設為15％或其他比例)，進行碳源前饋補償，碳源前饋補償量按以下公式確定：qq＝q×(Q實/Q設-1)；
其中：qq：為碳源前饋補償量；
q；為實時反饋投加碳源量；
Q設：為設計進水流量；
Q實：為實際進水流量。
(4)碳源反饋補償控制：根據好氧池末端出水的TN排放標準，設定2#NO3為一定數值作為其設定值，若2#NO3的實時測定值超過該2#NO3的設定值后進行碳源反饋補償，碳源反饋補償量為：qf＝K0×Q實×(N2實-N2設)；
其中，qf：為碳源反饋補償量；
Q實：為實際進水流量；
N2實：為2#NO3的實時測定值；
N2設：為2#NO3的設定值；
K0：為投加系數，一般取常數4，也可根據試驗測定。
(二)用于后置脫氮系統的控制方式為(參見圖2、4)：
(1)在反硝化濾池的前端安裝在線硝態氮儀表1#NO3，該1#NO3即為前饋硝態氮在線儀表，進水管上安裝電磁流量計Q作為進水流量計，反硝化濾池末端安裝在線硝態氮儀表2#NO3，該2#NO3即為反饋硝態氮在線儀表，向反應區的反硝化濾池內投加碳源的碳源投加管路上設置變頻加藥泵和加藥流量計q，變頻加藥泵采用帶變頻電機的加藥泵，變頻電機由變頻器VF控制。
(2)前饋投加控制：依據反硝化濾池的出水排放標準，設定1#NO3的設定值，根據進水流量Q及1#NO3的設定值建立前饋投加模型，前饋投加模型公式為：q＝K0×Q進×(N1實-N1設)；
其中，q：為前饋投加碳源量；
Q進：為實際進水流量；
N1實：為1#NO3的實時測定值；
N1設：為1#NO3的設定值；
K0：為投加系數，一般取常數4，也可根據試驗測定；
控制裝置按前饋投加流量q調節變頻加藥泵的頻率，實現所需碳源投加流量。
(3)碳源反饋補償控制：根據反硝化濾池末端出水的TN排放標準，設定2#NO3為一定數值作為其設定值，若2#NO3的實時測定值超過該2#NO3的設定值后進行碳源反饋補償，碳源反饋補償量按下述公司確定：qf＝K0×Q實×(N2實-N2設)；
其中，qf：為碳源反饋補償量；
Q實：為實際進水流量；
N2實：為2#NO3的實時測定值；
N2設：為2#NO3的設定值。
K0：為投加系數，根據試驗測定，一般取4。
本發明至少具有以下優點：基于脫氮系統的NO3為控制變量，通過前饋與反饋控制碳源投加，廣泛適用于城鎮污水處理脫氮系統單元；
該控制方式以工藝計算為依據，對生化處理采用外碳源投加系統具有廣泛應用；
以NO3前饋與反饋聯合控制變頻加藥泵的碳源投加流量，輔以前饋流量補償投加，解決水量水質波動造成系統的延遲調整問題；
好氧池硝態氮較為穩定，在好氧池末端安裝硝態氮儀表精度較高，解決儀表安裝缺氧池前端水量水質波動影響及測定誤差，同時解決大波動大延遲對系統的擾動；
好氧池末端測定的硝態氮直接反映出水TN數值，反饋補償實時性高，解決系統延遲對TN穩定達標的影響。
該系統在2萬噸每天的主體工藝為AAO的工程中應用，降低碳源投加藥劑量15％以上，并可以大幅降低運營操作強度。
實施例
本實施例提供一種碳源精準投加系統，該系統的碳源精準投加方法包括：
工藝運行情況，某城鎮污水處理廠，規模2萬噸每天，其主體工藝采用AAO工藝，要求出水達到地表4類排放標準，氨氮出水1mg/L，TN出水為10mg/L；生化池分為2個系列，每個系列為厭氧池、缺氧池和好氧池；
本實施例所用的碳源精準投加系統(參見圖1)，包括：控制裝置1，由自控柜10和工控機15組成，該自控柜10內設電氣柜設備開關11、接觸器12、接線端子13等，控制加藥泵的變頻電機的變頻器14及工控機15等也可設在該自控柜10內；在缺氧池末端安裝前饋硝態氮在線儀表31、好氧池末端安裝反饋硝態氮在線儀表32，進水管上安裝作為進水流量計41的在線電磁流量計；加藥間設有由變頻電機驅動的變頻加藥泵2；
所述設備及儀表通過電源線、信號線與自控柜連接并通過PLC控制；工控機與自控柜通訊連接；
將上述設備、儀表安裝完畢并建立通訊連接，將控制程序導入PLC模塊；
碳源投加實時控制步驟(參見圖3)：
根據TN出水水質標準低于10mg/L以下，設定反饋硝態氮在線儀表32的設定值在不同區間5-9mg/L，根據反饋硝態氮在線儀表32設定不同區間及控制前饋硝態氮在線儀表31，調試值m、n分別為-0.5和6，得到在此控制區間下反饋硝態氮在線儀表32的數值為5mg/L、5.5mg/L、6mg/L、6.5mg/L、7mg/L、7.5mg/L、8mg/L、8.5mg/L、9mg/L，前饋硝態氮在線儀表31的調整值為3.5mg/L、3.25mg/L、3mg/L、2.75mg/L、2.5mg/L、2.25mg/L、2mg/L，1.75mg/L、1.5mg/L，控制裝置根據調整值選擇前饋硝態氮在線儀表31的設定值；根據前饋硝態氮在線儀表31設定值與其實時測定值的偏差PID反饋控制加藥流量計的流量q，根據流量q反饋控制變頻加藥泵的頻率使前饋硝態氮在線儀表31達到要求的設定值；
進水流量計41的進水水量(單序列)持續30min超過480m3/h或低于354m3/h時啟動碳源前饋補償，碳源前饋補償量為qq＝q×(Q實/417-1)，按碳源前饋補償量控制變頻加藥泵進行碳源投加；
設定反饋硝態氮在線儀表32的安全值為8.5mg/L，超過時啟動碳源反饋補償，碳源反饋補償量為qf＝4×Q實×(N2實-N2設)，按碳源反饋補償量控制變頻加藥泵進行碳源投加；
系統運行期間，反饋硝態氮在線儀表32基本上保持在8～9mg/L上下幅度，出水TN測試低于10mg/L，保證穩定達標。水量沖擊波動后系統能快速響應進行碳源反饋補償，主要儀表數值出現異常故障無法自動修復時，則系統切換至恒量藥劑投加方式進行碳源投加，避免系統造成錯誤信號控制。經過5個月的運行，該投加系統比較穩定的對碳源投加進行控制，相比于同期節約碳源投加量16.2％，合理的控制硝態氮使總氮出水達標效果明顯，可基本上穩定在排放標準內。