精确曝气BACS及智能控制BIOS在扬州六圩厂应用

扬州六圩污水处理厂工程，BIOSII应用案例扬州市洁源排水有限公司六圩污水处理厂，二期扩建工程10万吨/日，成功应用生物工艺智能优化及动态控制系统BIOSII后，2011年投入运行后当年即实现节约鼓风能耗23.3%，降低电费成本196万余元，并获得江苏省“十一五”减排先进单位称号。该项目荣获“江苏省科技进步奖”三等奖。三期扩建工程5万吨/日，再次采用生物工艺智能优化及动态控制系统BIOSII，2015年4月完成联调进行试运行，并且与升级后的二期BIOSII系统联网整合。系统设计与控制过程第一，生物工艺智能优化及动态控制系统BIOSII是一套拥有前馈与后馈相结合控制理念的系统。前馈式主要体现在通过安装在生物池前端的水质水量仪表。后馈式主要体现生物工艺智能优化及动态控制系统BIOSII在追踪溶解氧的过程中，还会对于生物池出水端氨氮/硝氮浓度进行监测。第二，生物工艺智能优化及动态控制系统BIOSII是真正基于每个污水厂独特的进水成分而开发完善的控制系统。在生物工艺智能优化及动态控制系统BIOSII正式调试以前，会有专门的工艺工程师到达现场，使用ABAM水质分析仪表对于污水厂进水水质进行密集采样分析，对于污泥的好氧速率/硝化速率等参数进行确认，这些数据都将成为生物工艺智能优化及动态控制系统二期二期BIOS三期三期BIOS二期二期+三期三期BACSBIOSII运行的初始数据。而由于BIOSII系统内建的数据库功能，在系统运行控制中，通过溶解氧对于气量增减的反应快慢而计算得到的实际的好氧速率/硝化速率等，均会被用来修正ABAM初始的数据。第三，ASM2D水质模型的引入，在根本上与传统PID调节控制区分开来。生物工艺智能优化及动态控制系统BIOSII的溶解氧控制思路为直接计算得到较为准确的阀门开度设定值，由执行机构直接将阀门开动到这个位置，然后再做一定的微调。左图为BACS控制下20分钟内阀门的动作曲线，动作频率7次右图为PID控制下20分钟内阀门的动作曲线，动作频率26次在次数据基础上进行计算，BACS控制下的电动阀门寿命可以达到PID控制下的6倍。第四，生物工艺智能优化及动态控制系统BIOSII将鼓风系统与阀门控制有机结合，真正为节能降耗提供了条件。生物工艺智能优化及动态控制系统BIOSII拥有自行开发的MOV逻辑，保证有特定的阀门（非固定）始终处于较大开度的状态，以此平衡整个管路中的压力，使得鼓风机能够在最小的压力损耗状态下进行总风量控制。第五，生物工艺智能优化及动态控制系统BIOSII不但实现了曝气能耗的降低，更为硝化与反硝化反应创造了最佳的生物环境。系统的实施将根据进水氨氮浓度科学的控制生物池各廊道溶解氧，保证内回流液中溶解氧处于较低状态，确保反硝化反应的进行，实现氨氮与总氮的高效去除。BIOSII系统控制下的生物池，鼓风系统随着进水氨氮的浓度变化而做出相应的变化。1：高风量应对高浓度进水氨氮，使得出水稳定达标；2：低风量应对低浓度进水氨氮，使得节能效益产生受控设备简介设备名称数量规格/属性/说明BIOSII系统控制柜二期：1套三期：1套美尚生化提供。二三期整合后：4套PLC主板，2套工业触屏电脑，1套触屏人机界面HMI负责二期与三期生物池DO控制，IRQ内回流控制，鼓风机总风量控制，电动空气调节阀控制鼓风机二期：4套（3用1备）三期：2套（1用1备）ABS磁悬浮变频鼓风机—流量控制模式（单台风量范围：4500m3/H-11000m3/H）ABS磁悬浮变频鼓风机—流量控制模式（单台风量范围：4500m3/H-11000m3/H）空气阀门/电动头二期：6套三期：6套VAG菱形刀闸阀/奥玛电动头VAG菱形刀闸阀/奥玛电动头气体流量计6+2套FOX热式空气流量计，6台安装于各生物池廊道前段，2台分别安置于生物池总管与鼓风机房出口曝气头调节段好氧段调节段采用膜式微孔曝气器好氧段采用刚玉微孔曝气器在线溶氧仪二期：6套美尚生化提供。分别安装于2组生物池前三根控制廊道在线溶氧/污泥浓度仪二期：2套美尚生化提供。分别安装于2组生物池第四根控制廊道在线氨氮仪二期：2台美尚生化提供。分别安装于2组生物池缺氧区末端在线氨氮/硝氮仪表二期：2台美尚生化提供。分别安装于2组生物池出水末端上图为三期BIOSII系统主界面：绿色管路代表进水管路（五点进水），红色管路代表内回流（四点内回流），灰色管路代表外回流管路，箭头方向表示水流方向。控制理念二期：6套电动阀门/空气流量计安装在各支管上，用以控制进入该廊道的气量（绿色三角表示）1套空气流量计安装在总管，用以控制鼓风机总气量好氧区前端/末端分别安装氨氮及氨氮/硝氮在线仪。各个控制廊道安装溶解氧在线仪。末端安装溶解氧仪监测内回流溶解氧。