摘要：活性污泥法是生活污水處理中應用最為廣泛的方法之一。實(shí)驗研究制作了一套自動(dòng)控制曝氣系統，可實(shí)現對溶解氧（DO）這一重要參數及時(shí)、精確、穩定的控制，DO控制精度為±0.2 mg/L。采用該系統有利于提高農村分散式污水處理設施的自動(dòng)化程度，從而應對勞動(dòng)定員不足、操作人員專(zhuān)業(yè)水準還有待提高等客觀(guān)現實(shí)情況，同時(shí)提高處理效果的穩定性。此外，該系統能有效降低曝氣冗余，節能效果明顯，有助于降低農村水處理環(huán)保設施的運行成本，緩解地方運營(yíng)成本壓力。
我國城鎮化建設不斷推進(jìn)。國家對農村環(huán)�；A設施建設的投入逐年增多。近年來(lái)，環(huán)境保護部在全國范圍內先后開(kāi)展了“農村環(huán)境連片整治”和“農村環(huán)境綜合整治”工作，各地農村生活污水處理設施數量及處理能力均得到明顯提升。但有2個(gè)問(wèn)題值得討論：（1）對于一些排放標準嚴格的農村生活污水處理設施，操作人員的專(zhuān)業(yè)水平和實(shí)際經(jīng)驗還有待提高，是設施達標處理穩定性的潛在影響因素之一；（2）城鄉經(jīng)濟水平尚存在差異，環(huán)保設施日常運營(yíng)成本給地方政府造成了一定的壓力，“建得起，用不起”的現象仍然存在。
生活污水處理領(lǐng)域中，活性污泥法是應用最為廣泛的處理方法之一。該方法中，DO是菌膠團降解有機物，轉化氮、磷生化過(guò)程的重要環(huán)影響因子和有效調控參數，但其易受外界環(huán)境（如進(jìn)水水質(zhì)、污泥濃度、水溫、氣壓等）影響，波動(dòng)性較大，DO穩定控制與否將直接關(guān)系到污水處理的效果；
此外，通常采用改變生化池曝氣量來(lái)對DO進(jìn)行調節，作為活性污泥工藝中能耗最大的工藝單元，控制曝氣冗余是降低污水處理成本的有效手段。
本文介紹了一套溶解氧穩定自控曝氣系統。該系統通過(guò)實(shí)現DO自動(dòng)化控制來(lái)促進(jìn)農村污水處理設施的穩定運行；同時(shí)，該系統還提高了DO控制精度，可有效降低曝氣設備運行電耗。從而為有效提高污水處理設施參數控制精度，以及有效降低污水處理設施運行成本的問(wèn)題提供了一條新的解決思路。
1現有控制方法
目前，國內大多數污水處理廠(chǎng)、站仍采用手動(dòng)控制曝氣系統，部分采用自動(dòng)控制曝氣系統�，F列舉4種具代表性的曝氣控制系統，其運行方式及存在的問(wèn)題如表1所示。
在總結現有控制方法特點(diǎn)的基礎上，本系統采用在線(xiàn)熒光溶氧儀實(shí)時(shí)反饋溶解氧信號，在PLC自動(dòng)控制的基礎上，通過(guò)PID參數控制加強了變頻精度，使得變頻器對風(fēng)機的控制更為精確，從而實(shí)現對溶解氧及時(shí)、精確、穩定的控制。同時(shí)，變頻精度的提高可有效降低曝氣量冗余，達到曝氣系統節能的目的。
2 實(shí)驗工藝與方法
2.1 PLC控制單元
PLC控制單元包括：中央處理單元（含數字量輸入、輸出模塊），模擬量輸入、輸出模塊，它們在工作中組成了一個(gè)閉環(huán)自動(dòng)化控制系統。該單元的控圖1閉環(huán)控制系統Ｆig.1 CLOSeDLOOPcONtROLSySteM制流程如圖1所示，通過(guò)熒光法溶氧儀對曝氣池中的DO值進(jìn)行檢測，采集到的信號經(jīng)由PLC控制單元內編寫(xiě)的程序處理，并輸出給變頻器來(lái)完成對鼓風(fēng)機的調速、控制其曝氣量來(lái)調節DO值。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
2.2 自動(dòng)化控制方案設計
熒光法溶氧儀采集到的模擬量信號經(jīng)由模擬量輸入模塊，將模擬量信號轉換為數字量信號（A/D信號轉換），經(jīng)中央處理單元內編制的程序處理后通過(guò)模擬量輸出模塊（D/A信號轉換）輸出給變頻器的模擬量端子，來(lái)完成對鼓風(fēng)機的變頻調速，如圖2所示。在中央處理單元處理模擬量信號的過(guò)程中，通過(guò)引入PID控制，使其相對于常規自動(dòng)化控制程序的控制精度更高。
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