污水处理优化控制方案探讨
摘要:本文根据一个污水处理厂案例,提出污水节能控制方案,作为节能控制方面的一个探讨。把先进的自动测量技术、信息化技术和优化控制技术具体的应用到污水处理行业,实现污水行业节能减排的目标。
关键词:
1污水处理案例简述
公司污水处理厂为10000m3/d处理能力,污水先进入回转粗格栅后通过提升泵进入旋转细格栅,进入旋流沉砂池处理后,进入一沉池,处理后的水进入生化池,生化池中不断的通过鼓风机鼓入空气,对污水进行处理,处理后进入二沉池,经过二次提升泵将水进入曝气滤池,同时水中加入氯,处理后进行检测,达到排放标准后排出。
通过对整个工艺过程的分析,为了实现节能减排的方针,主要通过对风机这个用电设备进行有效的控制来减少耗电量,实现水处理的节能。
2方案设计
污水处理节能方案是融合污水处理、计算机、自动化技术设计的面向污水处理厂工艺处理全过程的系统控制模块,可实现工艺自动控制,提高整个系统可控性,实现总体的节能降耗和排放。即在工艺、设备确定情况下,通过计算机自动监控系统对水处理过程实时准确监测、控制,根据进水水质、水量的变化精确优化控制,及时调整工作状态,减少供风量,在确保出水水质达标的前提下达到节能目的。
2.1污水厂水质在线监测
利用国内外先进的水质在线分析仪、数据采集、通讯传输、远程监控等技术,实时掌握污水处理过程中水质参数的状况。为各级政府部门对分散污染点实现实时监控,进而进行有效管理提供准确可靠的科学依据。
监测项目:入口污水量、COD、TOC、NH3-N、TN、SS、出口达标净水流量等参数实时数值。以及政府部门监测所需的其他水质参数。
特点:
①适用性强、数据量大、通信速度快、通信网络稳定。②通信网络具有无限可扩展性。③符合国家、行业有关技术标准和规范。④数据自动采集、处理、存储及远程传输。
2.2曝气DO优化控制
生物曝气处理是污水处理过程中最重要的工艺处理环节,溶解氧DO的动态平衡是生物处理过程最关键条件。通过精确地控制曝气量来维持曝气池内氧含量处于最佳的范围,就能使曝气生化反应效果达到最优,污水中的目标物质(BOD5、CODcr、总磷TP、总氮TN)含量得到最大限度的降低,此时的系统能耗也最少,从而使曝气系统得到了优化。
生化池现在通常采用的是通过鼓风机将空气压入到池中,池中的微生物、好氧菌群会消耗氧气,同时水中的溶解氧一般情况下保持在1.0-1.5%范围内,正常的污泥、氧群存在情况下溶解氧越高,就认为水质处理的越好,水质处理可通过对水质的COD及ORP的测量值来反映。
保持高的溶解氧需要不断的补充空气,大部分的水处理企业均采用保证生化池较高的氧含量,来保证水质处理达到标准,这样做虽然能够实现达标甚至绝大多数的优质排放,但是造成了电能的大量的浪费,经过对水处理工艺及技术可行性的研究,我们认为利用变频对风机转速进行优化控制,按需分配氧气将能在满足处理要求的基础上,很大程度的节约能源。
由于污水处理系统主要是控制水的含氧量,一般情况下氧含量控制在1-1.5,教科书中理论值2,实际上在水处理中,保持一定含氧量的目的是提高抗冲击能力。因此在保持正常生化过程的前提下,氧含量越低越节约能源,同时为了防止水质恶化对正常生化反应带来的冲击,可将氧含量控制在0.8-1(1.2)之间,最大限度的节约能源。
由于ORP(氧化还原反应电位)可以直接而迅速反映水质(生化反应的效果),结合出口COD值对氧含量进行控制,在满足正常生化过程下,控制氧含量变化量在一个尽量小的范围内,实现最大限度的节能控制。
采用动态分析的方法,对AO、SBR、BAF等多种污水处理工艺中曝气反应进行长期的分析研究,建立起一整套复杂的动态模型。可以较为精确地模拟出实际曝气反应中各参量与DO的互动变化关系。并采用模糊控制技术,与自动化技术实现了完美的结合。
控制策略:专家模糊控制器EFC,DO浓度偏离较大时,采取较大的控制量输出,以体现纠偏迅速;DO浓度偏离较小时,采取较慎微的控制量输出,以减小过调并提高对e和è的分辨率,以提高调节精度。
采用变频调速方式使风机的工作点下移,能耗显著降低,节省电费15%-20%以上。
3节能性
3.1智能性
①实现曝气系统的智能控制。保证高效处理。低成本运行。②设备出现故障时,自动声、光报警,同时做出最佳的应急性处理;③方便、快速的查看、打印、保存实时数据、报警数据、历史数据;
3.2节能性
①污水处理能力提高、②鼓风机耗电量降低通过对曝气DO的优化控制,按需分配曝气量确保曝气池内氧含量处于最佳的范围,根据估算与测试,节约电能在10%-15%以上。
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