摘要:本文根據(jù)一個污水處理廠案例,提出污水節(jié)能控制方案,作為節(jié)能控制方面的一個探討。把先進的自動測量技術、信息化技術和優(yōu)化控制技術具體的應用到污水處理行業(yè),實現(xiàn)污水行業(yè)節(jié)能減排的目標。

關鍵詞:

1污水處理案例簡述

公司污水處理廠為10000m3/d處理能力,污水先進入回轉粗格柵后通過提升泵進入旋轉細格柵,進入旋流沉砂池處理后,進入一沉池,處理后的水進入生化池,生化池中不斷的通過鼓風機鼓入空氣,對污水進行處理,處理后進入二沉池,經過二次提升泵將水進入曝氣濾池,同時水中加入氯,處理后進行檢測,達到排放標準后排出。

通過對整個工藝過程的分析,為了實現(xiàn)節(jié)能減排的方針,主要通過對風機這個用電設備進行有效的控制來減少耗電量,實現(xiàn)水處理的節(jié)能。

2方案設計

污水處理節(jié)能方案是融合污水處理、計算機、自動化技術設計的面向污水處理廠工藝處理全過程的系統(tǒng)控制模塊,可實現(xiàn)工藝自動控制,提高整個系統(tǒng)可控性,實現(xiàn)總體的節(jié)能降耗和排放。即在工藝、設備確定情況下,通過計算機自動監(jiān)控系統(tǒng)對水處理過程實時準確監(jiān)測、控制,根據(jù)進水水質、水量的變化精確優(yōu)化控制,及時調整工作狀態(tài),減少供風量,在確保出水水質達標的前提下達到節(jié)能目的。

2.1污水廠水質在線監(jiān)測

利用國內外先進的水質在線分析儀、數(shù)據(jù)采集、通訊傳輸、遠程監(jiān)控等技術,實時掌握污水處理過程中水質參數(shù)的狀況。為各級政府部門對分散污染點實現(xiàn)實時監(jiān)控,進而進行有效管理提供準確可靠的科學依據(jù)。

監(jiān)測項目:入口污水量、COD、TOC、NH3-N、TN、SS、出口達標凈水流量等參數(shù)實時數(shù)值。以及政府部門監(jiān)測所需的其他水質參數(shù)。

特點:

①適用性強、數(shù)據(jù)量大、通信速度快、通信網絡穩(wěn)定。②通信網絡具有無限可擴展性。③符合國家、行業(yè)有關技術標準和規(guī)范。④數(shù)據(jù)自動采集、處理、存儲及遠程傳輸。

2.2曝氣DO優(yōu)化控制

生物曝氣處理是污水處理過程中最重要的工藝處理環(huán)節(jié),溶解氧DO的動態(tài)平衡是生物處理過程最關鍵條件。通過精確地控制曝氣量來維持曝氣池內氧含量處于最佳的范圍,就能使曝氣生化反應效果達到最優(yōu),污水中的目標物質(BOD5、CODcr、總磷TP、總氮TN)含量得到最大限度的降低,此時的系統(tǒng)能耗也最少,從而使曝氣系統(tǒng)得到了優(yōu)化。

生化池現(xiàn)在通常采用的是通過鼓風機將空氣壓入到池中,池中的微生物、好氧菌群會消耗氧氣,同時水中的溶解氧一般情況下保持在1.0-1.5%范圍內,正常的污泥、氧群存在情況下溶解氧越高,就認為水質處理的越好,水質處理可通過對水質的COD及ORP的測量值來反映。

保持高的溶解氧需要不斷的補充空氣,大部分的水處理企業(yè)均采用保證生化池較高的氧含量,來保證水質處理達到標準,這樣做雖然能夠實現(xiàn)達標甚至絕大多數(shù)的優(yōu)質排放,但是造成了電能的大量的浪費,經過對水處理工藝及技術可行性的研究,我們認為利用變頻對風機轉速進行優(yōu)化控制,按需分配氧氣將能在滿足處理要求的基礎上,很大程度的節(jié)約能源。

由于污水處理系統(tǒng)主要是控制水的含氧量,一般情況下氧含量控制在1-1.5,教科書中理論值2,實際上在水處理中,保持一定含氧量的目的是提高抗沖擊能力。因此在保持正常生化過程的前提下,氧含量越低越節(jié)約能源,同時為了防止水質惡化對正常生化反應帶來的沖擊,可將氧含量控制在0.8-1(1.2)之間,最大限度的節(jié)約能源。

由于ORP(氧化還原反應電位)可以直接而迅速反映水質(生化反應的效果),結合出口COD值對氧含量進行控制,在滿足正常生化過程下,控制氧含量變化量在一個盡量小的范圍內,實現(xiàn)最大限度的節(jié)能控制。

采用動態(tài)分析的方法,對AO、SBR、BAF等多種污水處理工藝中曝氣反應進行長期的分析研究,建立起一整套復雜的動態(tài)模型�？梢暂^為精確地模擬出實際曝氣反應中各參量與DO的互動變化關系。并采用模糊控制技術,與自動化技術實現(xiàn)了完美的結合。

控制策略:專家模糊控制器EFC,DO濃度偏離較大時,采取較大的控制量輸出,以體現(xiàn)糾偏迅速;DO濃度偏離較小時,采取較慎微的控制量輸出,以減小過調并提高對e和è的分辨率,以提高調節(jié)精度。

采用變頻調速方式使風機的工作點下移,能耗顯著降低,節(jié)省電費15%-20%以上。

3節(jié)能性

3.1智能性

①實現(xiàn)曝氣系統(tǒng)的智能控制。保證高效處理。低成本運行。②設備出現(xiàn)故障時,自動聲、光報警,同時做出最佳的應急性處理;③方便、快速的查看、打印、保存實時數(shù)據(jù)、報警數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù);

3.2節(jié)能性

①污水處理能力提高、②鼓風機耗電量降低通過對曝氣DO的優(yōu)化控制,按需分配曝氣量確保曝氣池內氧含量處于最佳的范圍,根據(jù)估算與測試,節(jié)約電能在10%-15%以上。作者: 陳綿順