污水處理曝氣量的控制難點

1、污水處理曝氣量的限制難點豉風(fēng)曝氣系統(tǒng)電耗一般占全廠電耗的60必右,是全廠節(jié)能的關(guān)鍵.最根本的節(jié)能舉措是提升曝氣限制效率,降低氧的浪費,從而減小風(fēng)量.進(jìn)行氣量限制是曝氣系統(tǒng)效果最顯著的節(jié)能方法,據(jù)美國環(huán)境保護(hù)署對美國12個處理設(shè)施的調(diào)查結(jié)果顯示,以溶解氧D.為指標(biāo)限制風(fēng)量時可節(jié)電33%根據(jù)風(fēng)機(jī)風(fēng)量與能耗的關(guān)系可知,電耗隨氣量變化很大,因此進(jìn)行氣量限制節(jié)能效果顯著,而且功率越大效果越明顯,當(dāng)然氣量并不是可以任意減小,它將受到許多因素的影響.從處理工藝的角度看,曝氣系統(tǒng)必須進(jìn)行限制,由于曝氣系統(tǒng)如果操作不當(dāng),曝氣量過小,二次沉淀池可能由于缺氧而發(fā)生污泥腐化,即池底污泥厭氧分解,產(chǎn)生大量氣體,促使污泥

2、上浮.當(dāng)曝氣時間長或曝氣量過大時,在曝氣池中將發(fā)生高度硝化作用,使混合液中硝酸鹽濃度較高.這時,在沉淀池中可能由于反硝化而產(chǎn)生大量N2,而使污泥上浮.另外,曝氣量的分布是否均衡和穩(wěn)定也是影響處理效果和能耗的一個重要原因.在曝氣系統(tǒng)運行時,由于種種干擾,曝氣量的分布會發(fā)生變化,比方,一個地方曝氣頭堵塞,氣體流量會減少,同時,也會造成其它地方流量增大,相反,曝氣頭破損,氣體流量會大增,同時會造成其它地方流量銳減.這些都會使生物反響不平衡,處理質(zhì)量下降.為到達(dá)處理效果,不得不調(diào)整曝氣量,而此時某一點的溶解氧的變化亦不能準(zhǔn)確反映生物池的處理狀態(tài),使得以溶解氧為指標(biāo)的限制變得不穩(wěn)定,能耗增加.一、行業(yè)現(xiàn)

3、狀的缺乏總結(jié)國內(nèi)現(xiàn)有污水處理廠的運行后發(fā)現(xiàn),自動化設(shè)備投入較低,能耗高,而且系統(tǒng)大多在投產(chǎn)時沒能到達(dá)設(shè)計運行要求,或在運行一段時間后改為局部自動、局部手動的運行狀態(tài),特別是曝氣系統(tǒng).分析原因主要有以下幾個方面：1、自動化技術(shù)與工藝技術(shù)未能有機(jī)結(jié)合.我國污水處理廠起步時,自動化系統(tǒng)成套引進(jìn)國外產(chǎn)品和技術(shù),以后雖然硬件系統(tǒng)在國內(nèi)采購,限制技術(shù)并沒有被系統(tǒng)的吸收.國內(nèi)污水處理行業(yè)的自動化專業(yè)力量較低,很多興建的污水處理工程的自動化系統(tǒng)是由冶金、化工、輕工等領(lǐng)域工程師設(shè)計、編程和調(diào)試的,對污水處理工藝了解較少,不能結(jié)合具體工藝進(jìn)行限制策略設(shè)計,一般采用套用本行業(yè)現(xiàn)有技術(shù)的作法,如本行業(yè)PID調(diào)節(jié)及其整

4、定參數(shù)等,因此,運行效果并不理想.2、自控系統(tǒng)培訓(xùn)不到位.很多污水處理廠運行人員沒有得到限制系統(tǒng)供給商系統(tǒng)的培訓(xùn),除了根本操作以外,沒有從理論上對諸如曝氣系統(tǒng)調(diào)節(jié)技術(shù)的講述,使得治理人員只能在工作中重新摸索.3、運行經(jīng)驗未得到利用.污水處理廠很重要的一點,是在長期運行之后,可以總結(jié)日常規(guī)律,而且相對穩(wěn)定,對于治理者,這些規(guī)律往往比昂貴的自控設(shè)備有用,但是在污水廠建設(shè)中,很多設(shè)計并沒有給治理者留有充分的調(diào)整空間,而且這些有用的經(jīng)驗也缺乏應(yīng)用到其他污水設(shè)施建設(shè)的途徑.二、限制策略的缺乏1、溶解氧限制的難點污水水質(zhì)的多變和生物處理系統(tǒng)中生化反響的復(fù)雜性,決定了污水處理的溶解氧(DO檢測限制是一個大滯

5、后系統(tǒng),檢測由結(jié)果再進(jìn)行參數(shù)處理和調(diào)整,往往已滯后幾個小時甚至幾天,造成大量不合格水的排由.這種系統(tǒng)的特點是污水生物處理系統(tǒng)的運行治理具有相當(dāng)?shù)募夹g(shù)難度,要求治理者具有較好的環(huán)境工程知識根底和相當(dāng)豐富的運行治理經(jīng)驗.另外,溶解氧指標(biāo)并不能直接反映生物反響的氧氣需求量,它只是反映了反響池中氧氣的剩余程度,無法根據(jù)它的數(shù)值和變化直接計算氣量.傳統(tǒng)的PID限制雖然在工程上廣泛采用,但只能解決線性系統(tǒng)的調(diào)節(jié)問題.曝氣系統(tǒng)中PID能夠?qū)崿F(xiàn)對流量的限制,但對水質(zhì)處理效果的限制水平有限.溶解氧D.限制時,PID參數(shù)的整定需要根據(jù)季節(jié)、水質(zhì)的變化等實際情況不斷調(diào)整.從限制理論的角度來看,污水的生物處理過程具有

6、大滯后、非線性、隨機(jī)性和多變量的特點,建立的模型也是經(jīng)驗的、有條件的,因此,單純依靠理論模型建立的經(jīng)典限制方法并不能很好地滿足溶解氧D.調(diào)節(jié)的需要,造成豉風(fēng)機(jī)和閥門調(diào)節(jié)頻繁、超調(diào)量大,使得設(shè)備壽命降低、能耗過局.2、流量限制的重要性空氣質(zhì)量流量是直接影響曝氣處理效果的指標(biāo),從工程的角度看,諾大的反響池往往需要許多組曝氣設(shè)備,包括空氣管路、曝氣頭或曝氣器等,實際運行中,這些設(shè)備能否穩(wěn)定的工作、能否及時地發(fā)現(xiàn)和抑制故障,會影響到曝氣過程的穩(wěn)定和均衡,影響到生物反響效果和電耗.不穩(wěn)定的流量分布會擾亂溶解氧檢測參數(shù)的真實意義,使得本來就容易產(chǎn)生振蕩的溶解氧限制變得更加難以駕御.曝氣池通常是幾百或幾千平

7、米的流動水池,空氣管路通過總管和支管將壓縮空氣輸送到池底的曝氣設(shè)備,比方空氣由A分別輸送到B、CD、E、Fo在曝氣系統(tǒng)設(shè)計中,曝氣量應(yīng)根據(jù)需要均勻的分布,實際上,由于管道壓力損失,B位置和F位置的空氣壓力和流量存在差異,當(dāng)總氣量由于水質(zhì)或水量變化而調(diào)整時,B位置和F位置的壓差和流量差也會發(fā)生改變,這會造成曝氣分布的偏差,而且這種偏差也是變化的；另外,在系統(tǒng)進(jìn)行時,如果某位置如D的曝氣設(shè)施堵塞或破漏,會造成該位置壓力和流量的改變,同時會引起整個空氣管路的壓力和流量重新分布,其他各點B、C、E、F的空氣流量也會相應(yīng)改變,引起曝氣分布的偏差.上述運行中的曝氣分布不均往往是隱藏性的,水面上很難發(fā)現(xiàn).曝氣分布不均使得溶解氧更加困難.由于在工程中,溶解氧只能檢測某點通常是曝氣池由口,不能反映由氧量的分布,溶解氧限制的一個條件是溶解氧值真實地反映曝氣池生物反響的環(huán)境狀態(tài),當(dāng)曝氣分布不均時,這一條件不真實,限制效果也不會理想.因此,空氣流量的限制是曝氣限制中十分重要的一環(huán),如果在B、C、D、E、F位置安裝流量檢測設(shè)備和調(diào)節(jié)閥門,并建立限制環(huán)節(jié),流量偏差就會在運行中被糾正,溶解氧的限制也會更加有效.三、分析結(jié)論曝氣系統(tǒng)的特點如下：1污水輸入量為隨機(jī)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(tǒng)的精確數(shù)學(xué)模型；2曝氣系統(tǒng)的參數(shù)維數(shù)高、強耦合,高度非線性；3溶解氧存在大時滯,系統(tǒng)平衡難以