精確曝氣：污水廠精細化控制水平的標桿

時間：2014-11-19 13:03

來源：E20環(huán)境平臺

作者：陳丹丹

城市污水處理屬于高能耗行業(yè)，污水廠的直接成本中，所占比例最大的是動力費，而動力費中曝氣環(huán)節(jié)又占了50%以上的份額。可見，精確曝氣是污水處理廠節(jié)省能耗和降低運行費用的關(guān)鍵。同時，曝氣效果又和出水水質(zhì)是否達標密切相關(guān)，因此如何既能保證出水達標運行，又能盡可能降低曝氣環(huán)節(jié)的消耗和費用，從而達到兩者的平衡，就成為考量污水廠精細化控制水平的標桿。

上海昊滄系統(tǒng)控制技術(shù)有限責任公司特別向中國水網(wǎng)介紹了精確曝氣系統(tǒng)（簡稱AVS），它是基于活性污泥數(shù)學模型和鼓風機-閥門聯(lián)合控制，是一個集成的控制系統(tǒng)，可以根據(jù)曝氣池的需要量合適的供給、分配氣量，使曝氣池的溶氧量盡可能接近預(yù)設(shè)的目標值，確保出水穩(wěn)定，并以較小的能耗和運行成本來實現(xiàn)出水達標。

以內(nèi)江市污水處理廠精確曝氣工程的實施為例。

閉環(huán)控制，保證了出水達標的穩(wěn)定運行。在內(nèi)江廠對CASS池進行精確曝氣改造的過程中，以每組生化池作為一個溶解氧控制區(qū)，設(shè)計一套就地控制系統(tǒng)（包括一個溶氧儀、一個電動調(diào)節(jié)活塞閥和一個熱式空氣流量計）。同時，AVS通過采用“前饋+后饋+模型”組成參數(shù)控制方式，結(jié)合其內(nèi)嵌的控制邏輯能使曝氣系統(tǒng)在部分儀表已經(jīng)損壞的前提下仍實行閉環(huán)控制，從而保證了出水達標的穩(wěn)定運行。

AVS溶解氧控制區(qū)的劃分和儀表設(shè)備的安裝示意圖

AVS按照總需氣量控制鼓風機，通過就地電動空氣調(diào)節(jié)活塞閥實現(xiàn)曝氣量在不同溶解氧控制區(qū)間的分配，實現(xiàn)節(jié)能降耗。內(nèi)江廠一期、二期工程的鼓風機組分別由三臺Siemens-Turbo高度離心鼓風機構(gòu)成，兩用一備。將3臺鼓風機作為一組，采用總流量的調(diào)節(jié)控制方式，根據(jù)AVS系統(tǒng)動態(tài)計算出來的總風量，通過鼓風機主控柜MCP自動控制所有鼓風機的啟停、導葉開度調(diào)大或調(diào)小以使風量及壓力滿足需求，避免了進水負荷高峰時的曝氣不足和進水負荷低谷時的曝氣過量，實現(xiàn)了曝氣過程的精細化穩(wěn)定化控制，按需曝氣節(jié)約了曝氣能耗。

AVS就地控制系統(tǒng)氣量調(diào)節(jié)示意圖

上海昊滄表示，經(jīng)過數(shù)月的調(diào)試，AVS在內(nèi)江廠的運行效果趨于穩(wěn)定，不僅實現(xiàn)了曝氣系統(tǒng)的閉環(huán)控制，即從鼓風機到各個只管配氣的全自動控制，使得出水水質(zhì)更加穩(wěn)定，有效降低了處理單方水的鼓風機能耗（與未實施AVS的歷史數(shù)據(jù)比較而言）。同時，還實現(xiàn)了工藝運行的優(yōu)化和節(jié)能降耗，相較于傳統(tǒng)曝氣模式，處理單方水的電耗普遍下降了10%左右。

編輯：陳丹丹

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