【案例】污水處理廠精確曝氣和加藥控制系統的應用研究

時間：2024-04-16 09:13

來源：中國水網

為促進行業交流進步，便于行業同儕互學互促，推動中國環境產業轉型升級。E20環境產業圈層特推出《水務行業優秀案例匯編》，匯集了近150例案例，涉及村鎮污水治理、工業廢水治理、工業園區廢水治理、水環境治理、市政污水管網、再生水回用、污泥處理處置等領域。

項目名稱：污水處理廠精確曝氣和加藥控制系統的應用研究

推薦單位：光大水務（濟南）有限公司

參與環節：投資建設運營

項目所在地：山東省濟南市天橋區

項目概況

光大水務（濟南）有限公司一廠四期、二廠三期10萬噸擴建工程于2019年1月商業運行。為加強污水廠的提質增效和節能降耗工作，有效解決污水處理過程曝氣電耗、脫氮除磷藥劑費用相對較高的問題，在兩廠設置精確曝氣和精確加藥控制系統，利用系統自動化、智能化控制實現了對曝氣、碳源和除磷藥劑的精準控制，進一步提高了污水運營管理的精細化水平，確保了污水處理廠的穩定達標運行，有效降低了運行成本，發揮了顯著的經濟、社會和環境效益。

示范意義

污水處理廠精確曝氣和加藥控制系統在一廠四期、二廠三期的應用研究，確保了出水COD、NH3-N、TN、TP等指標穩定低于排放限值，保障了出水穩定達標排放，對于濟南市小清河治理和水生態環境改善具有重要意義。同時系統的穩定應用促進了“智慧水務”的建設和發展，有效節省了人力、物力，符合未來無人或少人值守的污水廠發展趨勢，為其他污水廠的建設運營提供了有益借鑒，在污水處理行業中具有較好的示范和推廣應用價值。

項目亮點介紹

（1）實施效果

精確曝氣控制模式下，生物池好氧區DO波動范圍在±0.5mg/L以內，尤其在水量波動時，系統出水COD、氨氮指標均穩定達標，同時在一廠四期、二廠三期可節省10%左右的曝氣電耗。精確脫氮和精確除磷加藥模式下可以實現對加藥量的實時調控，且出水TN、TP穩定性較好，同時在一廠四期、二廠三期可節省10%左右的碳源和除磷藥劑投加量，發揮了良好的經濟效益。

（2）社會效益

本項目從轉變污水處理運行控制理念進行突破，在污水處理能耗較好的生化池采用具有自動化、智能化、精準化控制優勢的精確曝氣和加藥控制系統，從而實現污水處理曝氣電耗和脫氮除磷藥耗的降低，促進了“智慧水務”和“智慧城市”的建設和發展，有效節省了人力、物力，發揮了顯著的社會效益。

（3）生態效益

污水處理廠精確曝氣和加藥控制系統確保了出水穩定達標排放，對于濟南市小清河治理和水生態環境改善具有重要意義，發揮了顯著的生態效益。

項目技術工藝/裝備簡介

（1）技術工藝/裝備名稱

污水處理廠精確曝氣和加藥控制系統。

（2）工藝/裝備原理

精確曝氣控制通過比對工藝參數的測量值和設定差以及變化趨勢，基于生化處理模型算法以及經驗數據計算出曝氣控制區域的曝氣量，并結合實測的生化池各分區DO值，對鼓風機組進行優化調節，對鼓風機和各受控曝氣單元的氣量進行自動分配，智能控制每個控制區的溶氧量，為生物處理過程提供精確曝氣。采用“前饋+反饋”控制方式，將生物池各階段DO值及出水COD、氨氮等指標作為反饋數據，根據其變化對風機曝氣量和曝氣支管閥門開度進行調節；前饋數據采用進水流量數據，當流量變化超過設定值時，系統及時調整曝氣量對反饋控制進行適當干預，確保系統準確、穩定運行。

精確加藥控制系統是一套獨立實現污水處理廠實時碳源和除磷劑優化投加控制系統。該系統根據進水負荷對生物池是否投加或投加碳源量進行自動計算與控制，在保證總氮出水達標的前提下，降低藥劑的使用成本；該系統根據進水總磷負荷對生化系統前端/中端/后端化學除磷工藝中投加的除磷藥劑進行自動計算與控制，在保證總磷出水達標的前提下優化除磷劑投加量，降低藥劑使用成本，并減少整個系統的化學產泥量。

（3）工藝/裝備特點

該精確曝氣和加藥控制系統基于生化處理模型算法、經驗數據以及廠區反饋的實時數據，計算曝氣量和加藥量。精確曝氣系統對鼓風機和各受控曝氣單元的氣量進行自動分配，智能控制每個控制區的溶氧量，起到精確曝氣的作用；精確加藥系統通過脫氮模塊和除磷模塊，自動進行計算與控制，在保證出水水質達標的前提下調整藥劑投加量，從而達到精確加藥的目的。

技術優點：

1）能夠控制生物池曝氣和加藥處于穩定水平，確保出水水質持續穩定達標。

2）具有較強的抗沖擊負荷能力。

3）控制生物池曝氣量、碳源和除磷藥劑投加量在合理水平，顯著降低運行成本。

（4）應用工業領域

污水處理行業。

（5）工藝/裝備流程圖

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