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什么是精確曝氣?它在污水廠(chǎng)中的應用效果真的好嘛

  • 發(fā)布時(shí)間: 2025-03-04

隨著(zhù)國家對環(huán)保的重視,污水處理廠(chǎng)的監管也越來(lái)越嚴格了。很多時(shí)候, 為了確保出水水質(zhì)的全面穩定達標,需實(shí)現對各項工藝控制參數進(jìn)行精確控制,其中生物處理曝氣環(huán)節是一個(gè)非常關(guān)鍵的環(huán)節。

 

在某種程度上,曝氣量的控制決定著(zhù)整個(gè)系統對廢水的處理效果和污水處理廠(chǎng)能耗水平。因為曝氣量較小時(shí)將會(huì )抑制系統中的硝化反應,此外還會(huì )引起曝氣池中絲狀菌繁殖,導致污泥膨脹;而曝氣量較大時(shí),不僅會(huì )使曝氣電耗,同時(shí)強烈的空氣攪拌還會(huì )打碎污泥絮體從而影響出水水質(zhì)。此外,如果處理工藝有硝化液回流時(shí),回流的硝化液也會(huì )把氧帶入缺氧區,從而影響反硝化效果。由于污水廠(chǎng)的進(jìn)水水質(zhì)和水溫等條件有較大的波動(dòng)性,這也就要求我們應及時(shí)調整曝氣量,以應對這種變化,精確曝氣技術(shù)也因此受到了青睞。

 

隨著(zhù)污水處理廠(chǎng)在線(xiàn)監測儀表及相關(guān)技術(shù)設備性能提高,精確曝氣控制也是成為現實(shí)甚至取得了不錯的效果。根據小編查閱的資料顯示, 污水處理廠(chǎng)應用精確曝氣控制技術(shù)后不僅改善和穩定了出水水質(zhì),曝氣系統的能耗也降低了20%左右(不同資料數據可能有偏差,僅供參考)。接下來(lái),小編就給大家詳細介紹一下精確曝氣技術(shù)。

 

 

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精確曝氣技術(shù)原理和特點(diǎn)

 

目前國內很多污水處理廠(chǎng)對于曝氣的控制還停留在手動(dòng)控制的基礎上,一般是操作人員根據經(jīng)驗通過(guò)開(kāi)啟和關(guān)閉一定數量的鼓風(fēng)機和曝氣器來(lái)調節溶解氧。一旦運行情況發(fā)生變化,就需要操作人員反復調試,如果調整不及時(shí)不僅影響了處理效果而且增加了曝氣電耗。

 

精確曝氣是通過(guò)在線(xiàn)儀表實(shí)時(shí)采集溶解氧、水量、氣量和鼓風(fēng)機壓力、功率等信號,然后通過(guò)內置的智能化控制系統計算實(shí)時(shí)需氧量,再通過(guò)控制系統控制鼓風(fēng)機、閥門(mén)的開(kāi)度,動(dòng)態(tài)調整供應氣量,使其氣水比接近理論氣水比,做到按需供氣。精確曝氣可以使生物系統運行和出水水質(zhì)更加穩定,同時(shí)比人工控制更加節能。

 

傳統的鼓風(fēng)曝氣機存在如下不足:

 

  • 由于時(shí)間延遲,即從開(kāi)始曝氣到池內溶解氧DO變化需要一段時(shí)間,這就容易造成DO的控制波動(dòng)很大;

  • 耗能高。為了保證安全運行,生物池DO值只能保持在較高的數值上,造成了過(guò)大的曝氣量的浪費。

而與傳統曝氣方式相比,精確曝氣具有如下特點(diǎn):

 

  • 穩定地控制生物池中的溶解氧濃度??刂凭瓤蓛?yōu)化在工藝要求的溶解氧設定值的±0.5mg/L,提高生化處理效率,提高達標率。

  • 解決生物池曝氣不均衡的問(wèn)題。合理的分配氣量,大大減少了閥門(mén)及鼓風(fēng)機的調節頻率,控制鼓風(fēng)機在穩定的功率下供氣,保障曝氣系統的安全穩定運行。

  • 提高污水廠(chǎng)的自動(dòng)化水平,實(shí)現污水廠(chǎng)最重要過(guò)程參數溶解氧濃度的可控,保證實(shí)施運行后完全實(shí)現自動(dòng)化控制。

  • 縮短污水處理廠(chǎng)的工藝運行調節時(shí)間。

 

  • 顯著(zhù)提高污水處理廠(chǎng)的抗負荷沖擊能力。‍

  • 降低污水廠(chǎng)工作人員的勞動(dòng)強度,提高污水廠(chǎng)的運行效率。

 

 

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精確曝氣技術(shù)分類(lèi)和應用

 

目前比較成熟的精確控制技術(shù)可以分為兩種:“前饋+反饋+生物處理模塊”和“反饋調節+性能優(yōu)越的硬件系統”。

 

前饋+反饋+生物處理模塊

 

這種控制方式是以國際水協(xié)的活性污泥模型為基礎,根據污水廠(chǎng)歷史運行數據和在線(xiàn)儀表檢測到的水質(zhì)水量的變化,預測曝氣池所需的曝氣量,再結合曝氣池中實(shí)際溶解氧、水溫、MLSS及水壓等指標,來(lái)調節空氣流量分配和鼓風(fēng)機風(fēng)量。

 

該控制模式較為完美,但需要采集較多的指標,對儀表的性能穩定性有較高的要求,并且生物模塊也難以準確地預測曝氣池所需供氣量。

 

反饋調節+性能優(yōu)越的硬件系統

 

該控制模式省去前饋和生物處理模塊,解決了對在線(xiàn)儀表過(guò)多依賴(lài)和生物模塊的準確度問(wèn)題。但是該系統需要較高的對閥門(mén)和鼓風(fēng)機的控制能力,即該系統要能在較短的時(shí)間內將閥門(mén)的開(kāi)度和鼓風(fēng)機的風(fēng)量調整到能滿(mǎn)足水質(zhì)變化后曝氣池所需的供氣量和節能的目的。

 

精確曝氣技術(shù)的具體應用

 

白龍港污水處理廠(chǎng)作為一座特大型污水處理廠(chǎng),設計處理規模為280萬(wàn)m³/d,一級A提標結束后,廠(chǎng)內共有42條生物處理線(xiàn),面對如此眾多的生產(chǎn)線(xiàn),手動(dòng)控制溶解氧顯然不現實(shí)。

 

基于前饋/生物處理模塊/反饋的精確曝氣技術(shù)需要多種儀表協(xié)同工作,而白龍港污水處理廠(chǎng)生產(chǎn)線(xiàn)眾多,如果儀表精度差,那么控制效果不能穩定保證,因此白龍港污水處理廠(chǎng)選擇基于末端DO控制方式同時(shí)搭配流量計和空氣閥門(mén)的VACOMASS精確曝氣控制系統,經(jīng)過(guò)近一年的試運行,控制效果比較理想,末端溶解氧可以穩定控制在設定范圍內,同時(shí)極大地減輕了人工調整的負擔,這種技術(shù)具有一定的節能效果。

 

 

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精確曝氣控制依舊存在難點(diǎn)

 

實(shí)施精確曝氣雖然有不同的策略,在工程實(shí)際中也有一定的應用。但是,從整體來(lái)看對污水處理廠(chǎng)的精確曝氣控制還存在如下儀器設備和技術(shù)上的問(wèn)題: 

 

一是設備硬件和維護要求較高

 

精確曝氣系統需要配備閥門(mén)和溶解氧測定儀、氣體流量計、水流量計等儀表,其控制精度要求較高,若控制系統調節后的曝氣量不能與理論需要的曝氣量一致,則容易造成出水水質(zhì)超標。

 

隨著(zhù)運行時(shí)間延長(cháng),閥門(mén)和儀表可能出現較大偏差,需要頻繁校正,同時(shí)精確曝氣系統需要定期維護,因此對從業(yè)人員的技術(shù)要求較高,其需要具備一定的儀表自動(dòng)化知識。

 

二是無(wú)法實(shí)現空氣量精確匹配 

 

大部分精確曝氣系統需要通過(guò)儀表采集的數據進(jìn)行反饋,然后調整空氣閥門(mén),而大部分空氣閥門(mén)調節存在一定誤差,同時(shí)儀表也存在較大的誤差,導致實(shí)際計算的氣量可能與理論氣量相差較大,難以精確提供空氣量。

 

當空氣管路由一路主管細分成多路支管時(shí),調整其中一路的閥門(mén),其他支路曝氣量往往會(huì )出現較大變化,導致其他系統需要連鎖調整。

 

三是難以建立生物曝氣系統的精確數學(xué)模型

 

由于進(jìn)水水量、水質(zhì)為隨機變量,其外部環(huán)境具有許多不確定因素,因此難以建立曝氣生物系統的精確數學(xué)模型,也就難以準確地預測下一周期需氣量。

 

四是在線(xiàn)監測儀表的監測和閥門(mén)、鼓風(fēng)機控制調節的滯后性

 

水質(zhì)在線(xiàn)測定儀如在線(xiàn)DO儀,在對溶解氧測定的過(guò)程是需要一定時(shí)間的,而好氧池的水體又是不斷流動(dòng)的,這就造成了監測數據的滯后性。與此同時(shí),控制系統對閥門(mén)、鼓風(fēng)機的調節也不是瞬時(shí)完成的,這也形成了一定滯后性。

 

這些滯后程度還會(huì )產(chǎn)生一定的累加效應,如果滯后過(guò)大溶解氧就會(huì )產(chǎn)生較大的波動(dòng),曝氣控制精確的程度大打折扣。解決這一問(wèn)題不僅要開(kāi)發(fā)出性能更好的在線(xiàn)監測儀表、閥門(mén)和鼓風(fēng)機,還需要對控制系統的程序進(jìn)一步優(yōu)化。


 

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結語(yǔ)‍‍

 

曝氣控制是廢水生物處理工藝中重要的控制變量,在一定程度上決定著(zhù)出水水質(zhì)和污水廠(chǎng)能耗水平。但是,目前限于技術(shù)水平和設備的性能的制約,現有的精確曝氣控制系統很難完美地長(cháng)時(shí)間的實(shí)現精確曝氣。但隨著(zhù)相關(guān)儀器設備,如在線(xiàn)DO、氨氮、空氣流量計、空氣閥門(mén)、曝氣設備等性能的不斷提高,精確曝氣控制的精確程度將會(huì )有很大的突破。

 

目前,在配備精確曝氣系統污水處理廠(chǎng)中,為充分發(fā)揮曝氣控制的性能,可以從兩方面著(zhù)手:

 

①要加強對工藝管理人員的系統培訓。工藝管理人員除掌握基本操作以外,還應熟悉控制系統的原理、細節,在完成系統日常維護的同時(shí)能對系統進(jìn)行一定的調整;

 

②加強對在線(xiàn)儀表、設備的維護。在線(xiàn)儀表的準確性是控制系統控制效果的前提,閥門(mén)、鼓風(fēng)機及曝氣器(盤(pán))的性能穩定的發(fā)揮對控制效果也極為關(guān)鍵,出現問(wèn)題應能及時(shí)解決。

作品來(lái)源:環(huán)保水圈
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