可持续污水处理工艺在线控制策略实验研究

中国新技术新产品2012NO.08ChinaNewTechnologiesandProducts生态与环境工程中国新技术新产品可持续污水处理工艺在线控制策略实验研究秦建军郝晓地杨建伟（北京建筑工程学院，北京100044）1概述当前国外BCFS污水处理工艺的主要运行策略是采用ORP定点调节方式。对于回流A当厌氧池ORP<-227V，则维持最大流量，若ORP>-0.078V则维持最小流量，-0.2271mgP/L侧流比增加反之减小测流量。然而由于长期运行中ORP电极电位存在原因未知的漂移现象导致能量巨大浪费，所以有必要以实测指标值控制工艺。2在线检测仪器本试验中试系统自动控制通过在线监测具体指标而实现。本课题现有在线检测仪器主要有：○1HACHAmtaxCompact，AmtaxCom－pact氨氮分析仪能够在线检测废水处理过程中污水的氨氮浓度。○2UVASSC，可在线监测BOD、TOC、U－VCOD、NO3-、PO43-、温度、DO。○3NPW-150总氮/总磷/COD分析仪，可以在线监测TCOD、TN、TP。○4SC1000，Hachsc1000多参数通用控制器由一个显示模块和一个或多个探头模块组成。探头模块可以构建成网络以连接更多的传感器。显示模块：sc1000显示模块拥有彩色的触摸屏。一个显示模块既可以控制单个的探头模块，也可以控制数字化网络连接的一系列探头模块。○5NitrataxUV硝氮分析仪，可直接测量水中的硝氮浓度，并将结果传输到控制仪表上。○6APA6000，可在线监测水质碱度○7LDO，可在线监测溶解氧、温度并绘制出温度和溶解氧随时间变化的曲线○8正磷酸盐在线检测仪器，可在线检测污水处理厂进出水中的磷酸盐浓度3理想状况下的在线自动控制策略表1具体控制策略以当前国外ORP自动控制经验为基础，根据具体指标来控制各回流。各回流默认值根据国外经验数据确定，即，回流A为2倍进水，回流B为2.5倍进水流量，回流C关闭。具体控制方法如表1所示：上述自动控制只是在大体上对BCFS工艺的总体控制策略，而且真实污水处理厂的进水水质和进水水量随时都可能发生变化，尤其是在雨季进水流量变化更大，所以自动控制策略的建立必须结合具体的进水情况来制定。另外自动控制的的难点就在于微生物生化反应的滞后性，往往计算机系统根据所测得信号改变工艺参数以后相当一段时间内处理效果没有得到及时改善，在线检测仪器检测得到数据仍然是工况未改变前的参数，如此一来自动控制系统肯定会向着强化处理效果的方向继续改变参数，造成巨大的能量浪费。为了对工艺参数进行有效的控制，以达到处理结果满足排放标准，处理过程节约能源的目的，前面介绍过的数学模拟技术便能起到非常重要的作用。下面结合北京市某大型污水处理厂日常运行工况结合数学模拟技术为BCFS工艺制定最优的运行策略。经过汇总北京市某大型污水处理厂全年的监测数据显示，该污水处理厂全年平均进水（未经沉淀池）水质数据以及其中COD组分划分如表2和表3：由于实际运行中的水量、水质及水温都是变化的，本研究中工艺自动控制的策略制定采用最不利工况点法。最不利工况点指进水负荷最大的点，运行工况满足了最不利工况点的处理标准其它进水条件自然满足。国内现有污水处理厂的处理效果往往是出水COD能够满足排放标准，而N、P超标，也就是进水COD往往不足。因此最不利工况点的选取以进水N、P最高，COD最低为标准。汇总污水厂全年运行数据得出以下最不