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水處理技術

生化法污水處理過程中曝氣量的控制

文字:[大][中][小] 手機頁面二維碼 2020/8/25     瀏覽次數:    
鼓風曝氣體系電耗一般占全廠電耗的60%左右,是全廠節能的關鍵。最根本的節能辦法是提高曝氣操控功率,降低氧的耗費,從而減小風量。
進行氣量操控是曝氣體系作用最明顯的節能辦法,據美國環境保護署對美國12個處理設施的調查成果顯示,以溶解氧(DO)為目標操控風量時可節電33%。依據風機風量與能耗的關系可知,電耗隨氣量改動很大,因而進行氣量操控節能作用明顯,并且功率越大作用越明顯,當然氣量并不是能夠恣意減小,它將遭到許多要素的影響。
從處理工藝的角度看,曝氣體系有必要進行操控,因為曝氣體系假如操作不當,曝氣量過小,二次沉積池可能因為缺氧而產生污泥墮落,即池底污泥厭氧分解,產生許多氣體,促使污泥上浮。當曝氣時間長或曝氣量過大時,在曝氣池中將產生高度硝化作用,使混合液中硝酸鹽濃度較高。這時,在沉積池中可能因為反硝化而產生許多N2,而使污泥上浮。

別的,曝氣量的散布是否均衡和安穩也是影響處理作用和能耗的一個重要原因。在曝氣體系運轉時,因為種種干擾,曝氣量的散布會產生改動,比如,一個當地曝氣頭阻塞,氣體流量會減少,一起,也會形成其它當地流量增大,相反,曝氣頭破損,氣體流量會大增,一起會形成其它當地流量銳減。這些都會使生物反響不平衡,處理質量下降。為到達處理作用,不得不調整曝氣量,而此刻某一點的溶解氧的改動亦不能準確反映生物池的處理狀況,使得以溶解氧為目標的操控變得不安穩,能耗增加。

生化法污水處理系統設備

一、職業現狀的不足

總結國內現有污水處理廠的運轉后發現,主動化設備投入較低,能耗高,并且體系大多在投產時沒能到達規劃運轉要求,或在運轉一段時間后改為部分主動、部分手動的運轉狀況,特別是曝氣體系。剖析原因主要有以下幾個方面:
1、主動化技能與工藝技能未能有機結合。我國污水處理廠起步時,主動化體系成套引進國外產品和技能,以后雖然硬件體系在國內采購,操控技能并沒有被體系的吸收。國內污水處理職業的主動化專業力量較低,許多興修的污水處理工程的主動化體系是由冶金、化工、輕工等領域工程師規劃、編程和調試的,對污水處理工藝了解較少,不能結合具體工藝進行操控戰略規劃,一般采用套用本職業現有技能的作法,如本職業PID調理及其整定參數等,因而,運轉作用并不抱負。
2、自控體系訓練不到位。許多污水處理廠運轉人員沒有得到操控體系供貨商體系的訓練,除了根本操作以外,沒有從理論上對比如曝氣體系調理技能的敘述,使得辦理人員只能在工作中從頭摸索。
3、運轉經驗未得到利用。污水處理廠很重要的一點,是在長時間運轉之后,能夠總結日常規律,并且相對安穩,對于辦理者,這些規律往往比昂貴的自控設備有用,但是在污水廠建設中,許多規劃并沒有給辦理者留有充分的調整空間,并且這些有用的經驗也缺少應用到其他污水設施建設的途徑。

二、操控戰略的不足


1、溶解氧操控的難點
污水水質的多變和生物處理體系中生化反響的復雜性,決議了污水處理的溶解氧(DO)檢測操控是一個大滯后體系,檢測出成果再進行參數處理和調整,往往已滯后幾個小時乃至幾天,形成許多不合格水的排出。這種體系的特色是污水生物處理體系的運轉辦理具有適當的技能難度,要求辦理者具有較好的環境工程常識基礎和適當豐厚的運轉辦理經驗。
別的,溶解氧目標并不能直接反映生物反響的氧氣需求量,它僅僅反映了反響池中氧氣的剩余程度,無法依據它的數值和改動直接核算氣量。
傳統的PID操控雖然在工程上廣泛采用,但只能處理線性體系的調理問題。曝氣體系中PID能夠完成對流量的操控,但對水質處理作用的操控能力有限。溶解氧(DO)操控時,PID參數的整定需求依據時節、水質的改動等實際情況不斷調整。從操控理論的角度來看,污水的生物處理進程具有大滯后、非線性、隨機性和多變量的特色,樹立的模型也是經驗的、有條件的,因而,單純依靠理論模型樹立的經典操控辦法并不能很好地滿足溶解氧(DO)調理的需求,形成鼓風機和閥門調理頻繁、超調量大,使得設備壽命降低、能耗過高。
2、流量操控的重要性
空氣質量流量是直接影響曝氣處理作用的目標,從工程的角度看,諾大的反響池往往需求許多組曝氣設備,包括空氣管路、曝氣頭或曝氣器等,實際運轉中,這些設備能否安穩的工作、能否及時地發現和按捺毛病,會影響到曝氣進程的安穩和均衡,影響到生物反響作用和電耗。不安穩的流量散布會擾亂溶解氧檢測參數的實在意義,使得本來就容易產生振動的溶解氧操控變得愈加難以駕御。
曝氣池通常是幾百或幾千平米的活動水池,空氣管路經過總管和支管將壓縮空氣輸送到池底的曝氣設備,比如空氣由A分別輸送到B、C、D、E、F。在曝氣體系規劃中,曝氣量應按照需求均勻的散布,實際上,因為管道壓力損失,B方位和F方位的空氣壓力和流量存在差異,當總氣量因為水質或水量改動而調整時,B方位和F方位的壓差和流量差也會產生改動,這會形成曝氣散布的誤差,并且這種誤差也是改動的;別的,在體系進行時,假如某方位(如D)的曝氣設施阻塞或破漏,會形成該方位壓力和流量的改動,一起會引起整個空氣管路的壓力和流量從頭散布,其他各點(B、C、E、F)的空氣流量也會相應改動,引起曝氣散布的誤差。上述運轉中的曝氣散布不均往往是躲藏性的,水面上很難發現。
曝氣散布不均使得溶解氧愈加困難。因為在工程中,溶解氧只能檢測某點(通常是曝氣池出口),不能反映出氧量的散布,溶解氧操控的一個條件是溶解氧值實在地反映曝氣池生物反響的環境狀況,當曝氣散布不均時,這一條件不實在,操控作用也不會抱負。
因而,空氣流量的操控是曝氣操控中十分重要的一環,假如在B、C、D、E、F方位裝置流量檢測設備和調理閥門,并樹立操控環節,流量誤差就會在運轉中被糾正,溶解氧的操控也會愈加有用。

三、剖析結論

曝氣體系的特色如下:
1)污水輸入量為隨機變量,其外部環境具有許多不確定要素,因而難以樹立曝氣生物體系的精確數學模型;
2)曝氣體系的參數維數高、強耦合,高度非線性;
3)溶解氧存在大時滯,體系平衡難以在較短時間內到達;
4)污水處理工藝中需求許多熟練操作人員的實踐經驗和常識;
5)曝氣流量散布的安穩和均勻是操控處理作用和節能的基礎。
因而,處理好曝氣體系操控應從兩方面加以改進,一是處理曝氣池空氣流量的平衡和安穩問題,二是尋求適合溶解氧操控空氣流量的操控戰略。
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