摘要:本文根據一個(gè)污水處理廠(chǎng)案例,提出污水節能控制方案,作為節能控制方面的一個(gè)探討。把先進(jìn)的自動(dòng)測量技術(shù)、信息化技術(shù)和優(yōu)化控制技術(shù)具體的應用到污水處理行業(yè),實(shí)現污水行業(yè)節能減排的目標。
關(guān)鍵詞:
1污水處理案例簡(jiǎn)述
公司污水處理廠(chǎng)為10000m3/d處理能力,污水先進(jìn)入回轉粗格柵后通過(guò)提升泵進(jìn)入旋轉細格柵,進(jìn)入旋流沉砂池處理后,進(jìn)入一沉池,處理后的水進(jìn)入生化池,生化池中不斷的通過(guò)鼓風(fēng)機鼓入空氣,對污水進(jìn)行處理,處理后進(jìn)入二沉池,經(jīng)過(guò)二次提升泵將水進(jìn)入曝氣濾池,同時(shí)水中加入氯,處理后進(jìn)行檢測,達到排放標準后排出。
通過(guò)對整個(gè)工藝過(guò)程的分析,為了實(shí)現節能減排的方針,主要通過(guò)對風(fēng)機這個(gè)用電設備進(jìn)行有效的控制來(lái)減少耗電量,實(shí)現水處理的節能。
2方案設計
污水處理節能方案是融合污水處理、計算機、自動(dòng)化技術(shù)設計的面向污水處理廠(chǎng)工藝處理全過(guò)程的系統控制模塊,可實(shí)現工藝自動(dòng)控制,提高整個(gè)系統可控性,實(shí)現總體的節能降耗和排放。即在工藝、設備確定情況下,通過(guò)計算機自動(dòng)監控系統對水處理過(guò)程實(shí)時(shí)準確監測、控制,根據進(jìn)水水質(zhì)、水量的變化精確優(yōu)化控制,及時(shí)調整工作狀態(tài),減少供風(fēng)量,在確保出水水質(zhì)達標的前提下達到節能目的。
2.1污水廠(chǎng)水質(zhì)在線(xiàn)監測
利用國內外先進(jìn)的水質(zhì)在線(xiàn)分析儀、數據采集、通訊傳輸、遠程監控等技術(shù),實(shí)時(shí)掌握污水處理過(guò)程中水質(zhì)參數的狀況。為各級政府部門(mén)對分散污染點(diǎn)實(shí)現實(shí)時(shí)監控,進(jìn)而進(jìn)行有效管理提供準確可靠的科學(xué)依據。
監測項目:入口污水量、COD、TOC、NH3-N、TN、SS、出口達標凈水流量等參數實(shí)時(shí)數值。以及政府部門(mén)監測所需的其他水質(zhì)參數。
特點(diǎn):
①適用性強、數據量大、通信速度快、通信網(wǎng)絡(luò )穩定。②通信網(wǎng)絡(luò )具有無(wú)限可擴展性。③符合國家、行業(yè)有關(guān)技術(shù)標準和規范。④數據自動(dòng)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(guò)程中最重要的工藝處理環(huán)節,溶解氧DO的動(dòng)態(tài)平衡是生物處理過(guò)程最關(guān)鍵條件。通過(guò)精確地控制曝氣量來(lái)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(zhì)(BOD5、CODcr、總磷TP、總氮TN)含量得到最大限度的降低,此時(shí)的系統能耗也最少,從而使曝氣系統得到了優(yōu)化。
生化池現在通常采用的是通過(guò)鼓風(fēng)機將空氣壓入到池中,池中的微生物、好氧菌群會(huì )消耗氧氣,同時(shí)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(zhì)處理的越好,水質(zhì)處理可通過(guò)對水質(zhì)的COD及ORP的測量值來(lái)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(lái)保證水質(zhì)處理達到標準,這樣做雖然能夠實(shí)現達標甚至絕大多數的優(yōu)質(zhì)排放,但是造成了電能的大量的浪費,經(jīng)過(guò)對水處理工藝及技術(shù)可行性的研究,我們認為利用變頻對風(fēng)機轉速進(jìn)行優(yōu)化控制,按需分配氧氣將能在滿(mǎn)足處理要求的基礎上,很大程度的節約能源。
由于污水處理系統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(shū)中理論值2,實(shí)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(guò)程的前提下,氧含量越低越節約能源,同時(shí)為了防止水質(zhì)惡化對正常生化反應帶來(lái)的沖擊,可將氧含量控制在0.8-1(1.2)之間,最大限度的節約能源。
由于ORP(氧化還原反應電位)可以直接而迅速反映水質(zhì)(生化反應的效果),結合出口COD值對氧含量進(jìn)行控制,在滿(mǎn)足正常生化過(guò)程下,控制氧含量變化量在一個(gè)盡量小的范圍內,實(shí)現最大限度的節能控制。
采用動(dòng)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(jìn)行長(cháng)期的分析研究,建立起一整套復雜的動(dòng)態(tài)模型�？梢暂^為精確地模擬出實(shí)際曝氣反應中各參量與DO的互動(dòng)變化關(guān)系。并采用模糊控制技術(shù),與自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現了完美的結合。
控制策略:專(zhuān)家模糊控制器EFC,DO濃度偏離較大時(shí),采取較大的控制量輸出,以體現糾偏迅速;DO濃度偏離較小時(shí),采取較慎微的控制量輸出,以減小過(guò)調并提高對e和è的分辨率,以提高調節精度。
采用變頻調速方式使風(fēng)機的工作點(diǎn)下移,能耗顯著(zhù)降低,節省電費15%-20%以上。
3節能性
3.1智能性
①實(shí)現曝氣系統的智能控制。保證高效處理。低成本運行。②設備出現故障時(shí),自動(dòng)聲、光報警,同時(shí)做出最佳的應急性處理;③方便、快速的查看、打印、保存實(shí)時(shí)數據、報警數據、歷史數據;
3.2節能性
①污水處理能力提高、②鼓風(fēng)機耗電量降低通過(guò)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,根據估算與測試,節約電能在10%-15%以上。作者: 陳綿順
