陳露嵐++姚斌

摘 要：大多數(shù)使用活性污水處理技術(shù)的污水處理廠曝氣系統(tǒng)具有溶解氧濃度波動(dòng)大，曝氣量冗余和單位曝氣能耗較高等問(wèn)題。經(jīng)過(guò)對(duì)紹興水處理三期曝氣池精確曝氣分配控制系統(tǒng)技術(shù)運(yùn)行資料的分析，結(jié)果表明溶氧控制穩(wěn)定，溶解氧控制可達(dá)到設(shè)定值（±0.5mg/L）范圍內(nèi)的目的。在曝氣池溶解氧濃度穩(wěn)定、保證生化系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的情況下，節(jié)氣效果通常在25%～50%，從而降低了曝氣裝置的能耗，節(jié)省了曝氣單位的經(jīng)營(yíng)成本。

關(guān)鍵詞：精確曝氣 溶解氧 節(jié)能 自動(dòng)控制

中圖分類號(hào)：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）10（c）-0119-02

目前，活性污泥法因其成本較低、管理難度小、處理效率高的優(yōu)勢(shì)，仍然是眾多污水處理廠的首要選擇[1]。其中，曝氣系統(tǒng)的供氧穩(wěn)定程度決定了曝氣池的運(yùn)行效率、出水水質(zhì)情況和運(yùn)行能耗。因此，溶解氧濃度是過(guò)程控制的重要控制參數(shù)[2]。在進(jìn)水水質(zhì)變化的過(guò)程中，通過(guò)曝氣閥門開(kāi)度保持溶解氧的穩(wěn)定，對(duì)生產(chǎn)的自動(dòng)控制和降低曝氣單元的能耗具有重大的現(xiàn)實(shí)意義[3-6]。

本文以紹興水處理發(fā)展有限公司三期曝氣系統(tǒng)為對(duì)象，選擇使用基于氣態(tài)動(dòng)態(tài)反饋控制原理的精確曝氣分配與控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了溶解氧自動(dòng)控制的穩(wěn)定運(yùn)行，并達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

1 精確曝氣分配與控制系統(tǒng)的原理和控制策略

1.1 紹興水處理三期曝氣池溶解氧單元控制策略

系統(tǒng)以溶解氧信號(hào)為觸發(fā)信號(hào)，空氣流量信號(hào)為控制信號(hào)，當(dāng)溶解氧處于設(shè)定值±0.5mg/L以內(nèi)時(shí)，空氣流量計(jì)及時(shí)采集所控轄區(qū)供氣需求量，反饋至閥門控制器對(duì)閥門開(kāi)度進(jìn)行小范圍調(diào)整，控制溶解氧恒定；當(dāng)溶解氧值超過(guò)或低于設(shè)定范圍時(shí)，就地控制器及時(shí)調(diào)整閥門開(kāi)度，使溶解氧值回復(fù)到控制范圍內(nèi)。單個(gè)曝氣控制單元示意如圖1所示。

1.2 曝氣量的控制策略

因?yàn)槿谶M(jìn)水水量、水質(zhì)不斷變化，生化過(guò)程對(duì)應(yīng)其氣量需求亦實(shí)時(shí)改變，因此需對(duì)鼓風(fēng)機(jī)的氣量供給進(jìn)行相應(yīng)的控制。紹興污水處理廠三期供氣系統(tǒng)采用5臺(tái)KA44SV-GL315型HV-TUBRO鼓風(fēng)機(jī)，運(yùn)行方式為4用1備，具體控制策略為由系統(tǒng)計(jì)算合適的鼓風(fēng)機(jī)壓力設(shè)定值并將壓力設(shè)定信號(hào)提供給鼓風(fēng)機(jī)管理系統(tǒng)（MCP），使得鼓風(fēng)機(jī)處于恒定壓力狀態(tài)下運(yùn)行，風(fēng)管上的閥門處于給定開(kāi)度，從而完成氣體總量的供給。氣量控制系統(tǒng)選配壓力設(shè)定優(yōu)化控制器，壓力優(yōu)化控制器動(dòng)態(tài)的太極各就地控制模塊計(jì)算壓損信號(hào)，以風(fēng)管上的靜壓值為對(duì)此信號(hào)，動(dòng)態(tài)給定MCP優(yōu)化的壓力設(shè)定信號(hào)，由MCP完成鼓風(fēng)機(jī)壓力優(yōu)化控制，如圖2所示。

2 精確曝氣分配與控制系統(tǒng)運(yùn)行分析

2.1 溶解氧控制效果對(duì)比分析

為了驗(yàn)證該系統(tǒng)對(duì)氣量分配控制效果評(píng)價(jià)的科學(xué)性，在進(jìn)水水質(zhì)水量實(shí)時(shí)變動(dòng)情況下，曲線顯示1#曝氣池與2#曝氣池末廊道在同一時(shí)間段內(nèi)溶解氧濃度的變化，1#曝氣池開(kāi)啟精確曝氣系統(tǒng)，2#曝氣池關(guān)閉精確曝氣系統(tǒng)如圖3所示。紅色曲線為1#曝氣池，藍(lán)色曲線為2#曝氣池。

由圖3可以發(fā)現(xiàn)，在同一時(shí)間段，1#曝氣池內(nèi)溶解氧控制效果較理想，溶解氧曲線波動(dòng)較小，基本穩(wěn)定在3.5mg/L的范圍內(nèi)，上下波動(dòng)基本處于±0.5mg/L范圍內(nèi)。2#曝氣池末端廊道溶解氧曲線波動(dòng)較大較不穩(wěn)定，溶解氧值與設(shè)定值有較大差異，這種不穩(wěn)定會(huì)造成風(fēng)量消耗增大并對(duì)處理效果產(chǎn)生影響，無(wú)法保證系統(tǒng)工藝穩(wěn)定運(yùn)行。

2.2 節(jié)能效果對(duì)比分析

對(duì)比分析兩組曝氣池總管風(fēng)量在同一時(shí)間段的變化曲線，1#曝氣池開(kāi)啟精確曝氣系統(tǒng)，2#曝氣池關(guān)閉精確曝氣系統(tǒng)，1#曝氣池的精確曝氣分配與控制系統(tǒng)風(fēng)量波動(dòng)較小，供風(fēng)量也處于較低水平，節(jié)氣效果明顯，節(jié)氣效果一般在25%～50%。

3 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)4個(gè)多月初步調(diào)試數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)分析和統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，紹興水處理三期曝氣池自使用精確曝氣分配與控制系統(tǒng)后，在穩(wěn)定控制溶解氧濃度，滿足工藝運(yùn)行要求的同時(shí)，節(jié)氣效果在25%～50%，降低了曝氣單元的能耗，節(jié)省曝氣單元運(yùn)行費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能的目的。

該系統(tǒng)在紹興污水廠三期曝氣池的成功調(diào)試和運(yùn)行，論證了精確曝氣分配與控制系統(tǒng)對(duì)于采用鼓風(fēng)曝氣的活性污泥法工藝具有良好的適用性和有效性，對(duì)于公司一期和二期曝氣池的智能控制具有一定的指導(dǎo)和借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

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