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        城市污水處理AAO工藝節(jié)能降耗控制技術(shù)分析

        2017-12-26 00:07:08謝震宇
        神州·中旬刊 2017年12期
        關(guān)鍵詞:節(jié)能

        謝震宇

        摘要:在城市污水處理領(lǐng)域,AAO工藝是應(yīng)用最廣泛的一種污水處理方法,它是采用脫氮除磷工藝,并且這種工藝的使用使得污水處理的能耗大大降低,能節(jié)省不少資金投入,經(jīng)濟(jì)效益良好。本文對(duì)目前污水處理領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的AAO工藝原理和工藝流程進(jìn)行了詳細(xì)分析,并對(duì)污水處理降低能耗方面提出了一些建議。

        關(guān)鍵詞:污水處理;AAO工藝;節(jié)能;降耗

        1 生物脫氮除磷原理及應(yīng)用評(píng)價(jià)

        生物脫氮在污水處理領(lǐng)域具有非常重要的意義,生物脫氮主要包括三個(gè)階段:氨化作用、硝化作用以及反硝化作用。首先,氨化作用的反應(yīng)機(jī)理是氨化菌可以在好氧條件下將污水中的蛋白質(zhì)的氮元素和有機(jī)氮通過反應(yīng)作用變成氨氮。其次,氨化作用生成的氨氮通過硝酸菌的作用變成硝酸鹽,氮被轉(zhuǎn)化進(jìn)入硝酸鹽,這就是硝化作用。最后,反硝化菌在缺氧條件下,可以將硝酸鹽轉(zhuǎn)化成氨氣,氮元素被轉(zhuǎn)化成氨氣的形式從污水中排出,這就是反硝化作用。

        AAO工藝之所以能在污水處理領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,是因?yàn)槠湓诿摰缀腿コ袡C(jī)物方面效果顯著且成本不高。另外,在高濃度污水和工業(yè)排放出來的污水處理上也能發(fā)揮巨大作用,并且AAO工藝對(duì)工作環(huán)境的要求不高,其在低溫酸堿等惡劣條件下都能發(fā)揮穩(wěn)定的除污功效。但是,目前的AAO工藝也存在一個(gè)很嚴(yán)重的弊端,其正常發(fā)揮功效對(duì)碳源要求很高。為了解決這一問題,我們可以采用將AAO工藝進(jìn)行改進(jìn),將原來的進(jìn)水方式改為亮點(diǎn)進(jìn)水,在減少沉池時(shí)間的同時(shí)增加進(jìn)水中的碳源。AAO工藝因其操作簡(jiǎn)單、成本低、功效穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn),成為目前城市污水處理領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的工藝之一。

        2 城市污水處理系統(tǒng)的控制

        在目前城市污水處理工廠中所采用的控制系統(tǒng)中,大多包含反饋控制和前饋控制兩種控制結(jié)構(gòu)。反饋控制的原理是,利用控制系統(tǒng)提前設(shè)定好的估計(jì)值和實(shí)際檢測(cè)值之間的偏差反饋到系統(tǒng)當(dāng)中,系統(tǒng)再對(duì)變量進(jìn)行調(diào)整,偏差逐漸變小,直至滿足要求為止。而前饋控制的原理則是,檢測(cè)干擾來進(jìn)行變量調(diào)整,從而降低干擾對(duì)最終結(jié)果的影響。在實(shí)際應(yīng)用過程中,控制策略的應(yīng)用可以提高污水處理廠的除污效果和工作效率。反饋控制方式的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,在實(shí)際應(yīng)用過程中使用方便,因而應(yīng)用廣泛。而前饋控制的工作方式是對(duì)系統(tǒng)輸入量本身進(jìn)行檢測(cè),因而前饋控制方式的輸出誤差更小。

        3 AAO工藝節(jié)能降耗措施

        AAO工藝對(duì)于脫氮除磷的效果與很多因素有關(guān),其中包括DO、內(nèi)外回流比r和R、泥齡SRT、污水的溫度和PH值等。在污水處理廠能耗組成中,內(nèi)外回流和好氧段曝氣能耗占很大的比例。因此,要想降低污水處理的能耗,必須重點(diǎn)研究這兩個(gè)部分的能耗情況。對(duì)此,我們可以針對(duì)性的研究處理水質(zhì)情況,對(duì)入水水質(zhì)的動(dòng)態(tài)流量變化和入水條件進(jìn)行深入研究,并且要綜合考慮處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)形狀、處理系統(tǒng)內(nèi)部部件的性能、以及硬件的功能。通過對(duì)水質(zhì)和設(shè)備研究,可以優(yōu)化入水方式和污水處理工藝,提高設(shè)備的運(yùn)行效率,使處理系統(tǒng)達(dá)到最好處理狀態(tài),這樣就可以達(dá)到減少能耗的效果。

        在AAO 工藝流程中,有很多可以自由控制的變量,比如排泥量、內(nèi)外回流比、曝氣量和流量分流等。排泥量在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行過程中的調(diào)整次數(shù)比較少,它主要用于活性污泥系統(tǒng)的污泥齡的調(diào)整,還可以對(duì)污泥處理系統(tǒng)內(nèi)部的反應(yīng)區(qū)進(jìn)行污泥濃度控制,而且一個(gè)污水處理廠的工作能力也會(huì)影響排泥量的大小。而內(nèi)外回流、曝氣量和流量分流等變量則在系統(tǒng)運(yùn)行過程中始終處于動(dòng)態(tài)變化中,因此需要根據(jù)系統(tǒng)進(jìn)水情況和系統(tǒng)排水情況進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。在污水處理系統(tǒng)運(yùn)行過程中,必須根據(jù)進(jìn)水情況實(shí)時(shí)調(diào)整內(nèi)外回流和溶解氧氣值這三個(gè)變量。并且在實(shí)際污水處理過程中,污水內(nèi)部氨氮濃度的測(cè)量相對(duì)比較容易,而且氨氮溶于污水當(dāng)中比較穩(wěn)定,在一片區(qū)域中的狀態(tài)比較均勻。因此,可以用進(jìn)水氨氮負(fù)荷表示總體的氨氮負(fù)荷。

        4 控制策略的實(shí)際應(yīng)用

        在目前國(guó)際污水處理領(lǐng)域,各大廠家普遍采用前饋反饋結(jié)合的控制系統(tǒng)。如果采用前饋反饋結(jié)合的控制系統(tǒng)并對(duì)AAO工藝的流程進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃,就能將AAO工藝的脫氮除磷效果發(fā)揮到最佳水平,這樣污水處理既能除污又能優(yōu)化水質(zhì),經(jīng)濟(jì)效益將得到大幅度提升。另外,根據(jù)很多實(shí)踐情況可以看出,當(dāng)污水處理廠采用前饋反饋結(jié)合的控制系統(tǒng)后,不僅能除污優(yōu)化水質(zhì),能耗也能大幅降低,經(jīng)濟(jì)效益自然大幅提高。在污水處理過程中,控制策略的實(shí)施非常重要,尤其是進(jìn)水情況不穩(wěn)定的時(shí)候,通過對(duì)系統(tǒng)供氣量的科學(xué)調(diào)控,將系統(tǒng)內(nèi)部氧濃度保持在合理范圍,就能降低系統(tǒng)的動(dòng)力消耗。因此,控制策略的合理采用能夠有效降低系統(tǒng)能耗。

        5 AAO工藝運(yùn)行中的問題

        在AAO工藝流程中,脫氮和除磷是兩個(gè)最重要的過程也是需要達(dá)到的目的。脫氮在污水處理過程中處于優(yōu)先處理地位,在脫氮之后才是除磷。因?yàn)椋摰^程比較復(fù)雜,而且化學(xué)試劑很難達(dá)到脫氮的效果,而除磷則很容易用化學(xué)方法實(shí)現(xiàn)。另外,我國(guó)國(guó)內(nèi)有很多污水處理廠都面臨著一個(gè)很嚴(yán)重的問題,那就是進(jìn)水量和出水量之間負(fù)荷差距很大,這就造成系統(tǒng)額外載荷劇烈,系統(tǒng)動(dòng)力能耗增加。對(duì)此,我們可以采用將系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)系數(shù)初始值調(diào)大的方式來提高系統(tǒng)的承受能力,使其面對(duì)高負(fù)荷也能滿足處理要求。

        6 結(jié)語(yǔ)

        綜合以上分析可以看出,AAO工藝的節(jié)能降耗技術(shù)關(guān)系到污水處理整體的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)價(jià)值,具有非常重要的意義。只有優(yōu)化AAO工藝流程、調(diào)整污水處理系統(tǒng)變量控制方式,才能讓污水處理達(dá)到既能除污優(yōu)化水質(zhì)又能提高經(jīng)濟(jì)效益的目的,相關(guān)領(lǐng)域的專家和科技工作者必須對(duì)此重視起來。相信隨著科技的發(fā)展和時(shí)代的進(jìn)步,在污水處理領(lǐng)域一定會(huì)有更先進(jìn)更科學(xué)的處理工藝被發(fā)現(xiàn),這些工藝也一定會(huì)將目前的AAO工藝提升至更高更好的水平,為社會(huì)創(chuàng)造更大的價(jià)值。

        參考文獻(xiàn):

        [1]王彬.多模式AAO工藝在污水處理廠擴(kuò)建工程中的應(yīng)用[J].中國(guó)市政工程,2016(3):38-41.王彬.多模式AAO工藝在污水處理廠擴(kuò)建工程中的應(yīng)用[J].中國(guó)市政工程,2016(3):38-41.

        [2]王軻.AAO工藝在污水處理廠設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].大陸橋視野,2016(2):61-61.

        [3]施漢昌,蒲麗梅,沈童剛.城市污水處理AAO工藝節(jié)能降耗控制技術(shù)[J].建設(shè)科技,2011(21):20-22.endprint

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