目前国内大多数污水处理厂对于曝气的控制还停留在手动或半自动控制的基础上,一般是操作人员根据经验通过开启和关闭一定数量的鼓风机和曝气器来调节溶解氧。一旦运行情况发生变化,就需要操作人员反复调试。如果调整不及时不仅影响了处理效果而且增加了曝气电耗。
         江苏步新结合国内外相关技术和目前国内污水厂运行的实际情况,针对曝气池溶解氧的控制自主研发出具有专利技术的Octor智能化控制系统,该系统能够实现实时监测和控制,通过动态的优化运行参数,达到使污水厂稳定运行的目的,从而极大地节省运行电耗和人工费,保证处理效果。
传统的鼓风机曝气存在如下不足:
         ·波动大。由于时间延迟,即从开始曝气到池内溶解氧DO值的变化需要一段时间。造成DO值的控制波动很大。
         ·耗能高。为了保证安全运行,生物曝气池的DO值只能保持在较高的数值上造成了过大的曝气量的浪费。
采用Octor智能化控制系统的曝气控制具有如下特点:
         ·稳定控制生物曝气池中的溶解氧浓度。控制精度可优化在工艺要求的溶解氧设定值的±0.5mg/L,提高生化处理效率,提高达标率。
         ·解决生物池曝气不均衡的问题。合理的分配气量,大大减少了阀门及鼓风机的调节频率。控制鼓风机在稳定的功率下供气,保障曝气系统的安全稳定运行。
         ·提高污水处理厂的自动化水平。实现污水厂最重要的过程参数——溶解氧浓度的可控。保证实施运行后完全实现自动化控制。
         ·缩短污水处理厂的工艺运行调节时间。
         ·显著提高污水处理厂的抗负荷冲击能力。
         ·降低污水处理厂工作人员的劳动强度,提高污水厂的运行效率。
改造后的曝气工艺与传统曝气运行比较
         通过对某污水处理厂Ⅱ期工程曝气生物池的A池(采用Octor智能化控制系统曝气工艺)和B池(采用传统的曝气方式)电耗和污水处理效果的比较来深化对Octor智能化控制系统优势的认识,以期为污水处理厂更新改造提供参考。其中A池和B池的进水水质、水量等条件完全一致。
不同曝气方式下的电耗比较
         下图为两种曝气方式都运行稳定后,选取具有代表性的7天进行比较。

         从图可知,采用Octor智能化控制系统的曝气方式电耗明显少于传统的曝气方式。Octor智能化控制系统电耗只占到传统曝气系统的80%左右。污水处理厂如采用Octor智能化控制系统,可就地将溶解氧值设定在2.0~4.0 mg/L,保持在较低的数值上前馈控制系统实时给出生物反应池最佳溶解氧DO和内回流比IRQ数值。该系统将所采集的溶解氧DO、悬浮物SS、氨氮NH-N等现场信号,并根据现场各空气阀位信号和气体流量信号计算出鼓风机所需最低的压力值传给PLC。由PLC传给Octor智能化控制系统来优化鼓风机的控制,从而达到鼓风机稳定及节能降耗的目的。
         这样就可以避免因时间的延迟而造成溶解氧的波动,可使池内的生物环境稳定。同时精Octor智能化控制系统能及时、准确、合理地调节曝气量,使生物池的DO值能保持在较低的数值上,且DO值控制曲线较平稳,波动不大,大大节约了电耗。一般而言,曝气设备的能耗在城市污水处理厂中占总运行费的50%以上,可见对曝气系统的电耗控制是污水处理节能的首要控制点,Octor智能化控制系统对污水处理的成本控制有重大意义。
不同曝气方式对污水处理效果的影响:
         以下三图分别为不同曝气方式对COD、TN、TP的去除效果。由图可知,与传统曝气方式相比,采用Octor智能化控制系统的曝气工艺并未对出水水质产生较大影响,而且出水水质较传统曝气有一定提高。各项指标均能满足国家一级A排放标准(GB18918—2002)。这主要是由于采用Octor智能化系统的曝气方式可使水中DO值保持在设定的范围内,故可减少因DO波动而对处理效果产生不利影响的结果。综合以上信息可以看出改造后的工艺不仅可以减少能耗而且可使处理效果稳定,是出水达标排放的重要保证。

节能效果:
         根据污水处理厂现场实际情况,采用Octor智能化系统能够降低污水处理的直接能耗,减少了曝气池区域气量的浪费,并且可以实现对出水氨氮达标的保障作用。
使用Octor智能化控制系统后能够达到使用效果:
                  ·溶解氧控制效果稳定,基本处于设定值±0.5 mg/L的范围内。
                  ·运行该系统后,在保证曝气池中溶解氧浓度稳定及生化单元稳定运行的情况下,节气效果明显,从而降低了曝气单元的能耗,节省了运行费用,实现了节能目的。
         在实际应用中,系统按需曝气,极大地节省了曝气量。考虑到鼓风机效率、季节等影响因素,采用Octor智能化系统可以实现20~30%的节能。
总结:
         使用Octor智能化控制系统的曝气控制方式,实现了对DO和氨氮等数据的实时数据采集和监控,控制精度较高,能够提高污水处理厂的管理水平,有效降低企业管理成本,提高管理效率。企业能通过系统随时随地实时监控设备运行情况,降低人工作业对设备的影响,对污水处理管理有十分重要的意义,同时能够节省能耗,创造经济价值。