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精确曝气控制在污水处理厂中的应用和探索_谢小明

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文档简介:

精确曝气控制在污水处理厂中的应用和探索谢小明(厦门水务集团有限公司,福建厦门361009)摘要:污水处理厂普遍存在能耗高、效率低的问题,尤其是曝气能耗过高。精确曝气控制可有效调节曝气量,是实现节能的有效手段。介绍了精确曝气控制原理,分析了精确曝气控制推广中存在的困难,结合实际污水处理和运营经验,提出实现精确曝气控制的几种途径,以期为精确曝气控制的推广应用提供新思路。关键词:精确曝气控制;污水处理厂;节能;自动化中图分类号:TU992文献标识码:B文章编号:1000-4602(2016)06-0024-04ApplicationandExplorationofAccurateAerationControlinSewageTreatmentPlantsXIEXiao-ming(XiamenWaterGroupCo.Ltd.,Xiamen361009,China)Abstract:Problemsofhighenergyconsumptionandlowefficiency,especiallyhighaerationener-gyconsumption,werewidespreadinsewagetreatmentplants.Accurateaerationcontrolcanadjustaera-tionquantityeffectivelyanditisaneffectivemeasuretosaveenergy.Theprincipleofaccurateaerationcontrolwasintroduced,andthedifficultiestopopularizeaccurateaerationcontrolwereanalyzed.Inaddi-tion,combinedwithpracticalexperienceinsewagetreatmentandoperation,methodsofachievingaccu-rateaerationwereproposedtoprovidenewideasforpopularizationandapplicationofaccurateaerationcontrol.Keywords:accurateaerationcontrol;sewagetreatmentplant;energysaving;automation自2006年制定“十一五”规划起,污水处理开始进入大发展时期,各大中城市及中小规模城市陆续建设和完善污水处理设施,根据住建部统计资料,截至2014年底,全国累计建成城镇污水处理厂4014座,污水处理能力达1.60×108m3/d。虽然我国在污水处理能力方面已经取得了极大进步,但在节能控制和新技术运用等方面却没有取得应有的进展,污水处理厂普遍存在能耗高、效率低等问题。通过分析能耗组成,曝气系统能耗可达污水处理厂区能耗的60%~70%,因此,对曝气系统进行有效调控是节能降耗的关键环节。在传统污水生物处理中,生物池曝气控制回路采用“DO-阀门开度”或“PID定值”控制。由于污水处理厂属于“非线性、大滞后”的系统,其运行控制不同于其他反应系统,因此常规PID控制不但存在较大的滞后效应,而且控制过程易引起系统振荡。由于系统不稳定影响出水水质或节能作用较弱,导致众多污水处理厂逐渐由初期的“自动”控制转变为“半自动”控制,甚至最终转变为“手动”衡量控制”。为解决上述问题,“精确曝气”受到众多研究院所、自动化服务提供商等的关注,并陆续在污水处理厂应用。1精确曝气发展现状1.1精确曝气控制原理精确曝气控制主要由生物处理过程模型模块、曝气流量配气模块和曝气流量控制模块三部分组成·42·第32卷第6期2016年3月中国给水排水CHINAWATER&WASTEWATERVol.32No.6Mar.2016(见图1)。以曝气流量信号作为控制信号,以DO和进水COD、BOD5、氨氮等指标作为辅助控制信号,经生物处理过程模型模块和历史数据等综合分析和处理后,获得生物池处理系统需要的曝气量。同时,根据实际输气管道分布负载大小,经曝气流量配气模块处理,提供给鼓风机组控制系统目标供气量,使鼓风机组根据所要求的工况来供气。精确曝气控制系统可根据实际负载状况自行调整DO设定值,曝气流量控制模块采用基本的就地控制回路,可快速、准确地根据实际负荷波动调节空气供给量,从而减少生物池中DO波动,达到精确曝气控制的目标。历史数据:进出水BOD5、COD、SS、TP、TN、NH3-N鼓风机目标出口压力前置数据:进水量、生化池温度、液位生物处理过程模拟曝气流量配气模型液位计溶氧仪DODO曝气头曝气池MPP压力传感器流量调节阀流量计曝气流量控制回路图1精确曝气量控制原理Fig.1Principleofaccu

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