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環境平臺

作者：陳丹丹

城市污水處理屬于高能耗行業，污水廠的直接成本中，所占比例最大的是動力費，而動力費中曝氣環節又占了50%以上的份額。可見，精確曝氣是污水處理廠節省能耗和降低運行費用的關鍵。同時，曝氣效果又和出水水質是否達標密切相關，因此如何既能保證出水達標運行，又能盡可能降低曝氣環節的消耗和費用，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。

上海昊滄系統控制技術有限責任公司特別向中國水網介紹了精確曝氣系統（簡稱AVS），它是基于活性污泥數學模型和鼓風機-閥門聯合控制，是一個集成的控制系統，可以根據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設的目標值，確保出水穩定，并以較小的能耗和運行成本來實現出水達標。

以內江市污水處理廠精確曝氣工程的實施為例。

閉環控制，保證了出水達標的穩定運行。在內江廠對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，設計一套就地控制系統（包括一個溶氧儀、一個電動調節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”組成參數控制方式，結合其內嵌的控制邏輯能使曝氣系統在部分儀表已經損壞的前提下仍實行閉環控制，從而保證了出水達標的穩定運行。

AVS溶解氧控制區的劃分和儀表設備的安裝示意圖

AVS按照總需氣量控制鼓風機，通過就地電動空氣調節活塞閥實現曝氣量在不同溶解氧控制區間的分配，實現節能降耗。內江廠一期、二期工程的鼓風機組分別由三臺Siemens-Turbo高度離心鼓風機構成，兩用一備。將3臺鼓風機作為一組，采用總流量的調節控制方式，根據AVS系統動態計算出來的總風量，通過鼓風機主控柜MCP自動控制所有鼓風機的啟停、導葉開度調大或調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，實現了曝氣過程的精細化穩定化控制，按需曝氣節約了曝氣能耗。

AVS就地控制系統氣量調節示意圖

上海昊滄表示，經過數月的調試，AVS在內江廠的運行效果趨于穩定，不僅實現了曝氣系統的閉環控制，即從鼓風機到各個只管配氣的全自動控制，使得出水水質更加穩定，有效降低了處理單方水的鼓風機能耗（與未實施AVS的歷史數據比較而言）。同時，還實現了工藝運行的優化和節能降耗，相較于傳統曝氣模式，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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