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          在線水質(zhì)儀表在城市污水廠節(jié)能中的應(yīng)用

          作者: 時(shí)間:2013-03-04 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
          我國(guó)城市污水的排放量每年為356億t,隨著城市化的發(fā)展,城市污水的排放量還在不斷增加。2008年底,全國(guó)建有城市污水處理廠共1400座,尚有1000座城市污水處理廠在建設(shè)中。根據(jù)中國(guó)環(huán)境保護(hù)遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要,2010年全國(guó)設(shè)市城市的污水處理率不低于60%,重點(diǎn)城市的污水處理率不低于70%,要在10年的時(shí)間內(nèi)達(dá)到這一目標(biāo)將需要建設(shè)一大批城市污水處理廠。

          目前,我國(guó)污水處理廠比較重視出水水質(zhì)的檢測(cè),一般都設(shè)有在線分析儀表。進(jìn)水水質(zhì)檢測(cè)則依靠實(shí)驗(yàn)室檢測(cè),檢測(cè)次數(shù)少。然而,進(jìn)水負(fù)荷是不斷變化的,使得設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)調(diào)整滯后,導(dǎo)致出水水質(zhì)不穩(wěn)定。為保證出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),一般采取保守“可靠”的方式運(yùn)行,具有一定的富余量。這種運(yùn)行方式效率低,浪費(fèi)大。當(dāng)出現(xiàn)沖擊負(fù)荷時(shí),這種運(yùn)行方式就變得不可靠了,出水很難達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

          ICA技術(shù)概念

          國(guó)際水質(zhì)協(xié)會(huì)(IAWQ)提出了ICA技術(shù)概念,即儀器化(Instrumentation)、控制化(Control)和自動(dòng)化(Automation)。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)污水處理過(guò)程中的進(jìn)水負(fù)荷和出水水質(zhì),如溫度、pH、ORP、DO、氨氮、硝氮、磷、污泥界面、污泥濃度、流量等參數(shù),利用廢水生物處理動(dòng)力學(xué)模型,緊密結(jié)合前(反)饋、PID、自適應(yīng)等現(xiàn)代控制理論,實(shí)時(shí)計(jì)算工廠最優(yōu)控制的各種設(shè)定值,自動(dòng)調(diào)節(jié)供氧強(qiáng)度、優(yōu)化脫氮除磷、控制藥劑投加、優(yōu)化排泥和污泥脫水過(guò)程,從而對(duì)整個(gè)工藝過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化控制。通過(guò)對(duì)進(jìn)水負(fù)荷的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),能夠?qū)崿F(xiàn)快速響應(yīng),提高處理效率,滿(mǎn)足日益嚴(yán)格的污水排放標(biāo)準(zhǔn),增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,減輕沖擊負(fù)荷對(duì)水處理系統(tǒng)的危害,實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗,減少運(yùn)行成本和碳排放。

          ICA的技術(shù)核心是檢測(cè)儀器、數(shù)學(xué)模型和過(guò)程控制系統(tǒng),所有可靠的優(yōu)化控制策略都是基于有效準(zhǔn)確的檢測(cè)值。國(guó)內(nèi)外大量運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明,通過(guò)在線水質(zhì)分析儀器的監(jiān)測(cè),能夠?qū)崿F(xiàn)污水處理系統(tǒng)的過(guò)程優(yōu)化控制。在歐洲一些污水處理技術(shù)領(lǐng)先的地區(qū),已經(jīng)投入了大量的研究,并取得了階段性的成果。

          Peel Common污水處理廠

          英國(guó)南部的Peel Common污水處理廠,是英國(guó)早期建立的污水處理廠之一,已經(jīng)有了66年的運(yùn)行歷史,服務(wù)人口25萬(wàn)人,處理水量約6萬(wàn)m3/d,采用4級(jí)Bardenpho工藝(在傳統(tǒng)AAO工藝的好氧區(qū)末段增加停曝氣缺氧區(qū),加強(qiáng)反硝化),如圖1所示。

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          Peel Common污水處理廠實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)項(xiàng)目是Hach公司與兩家系統(tǒng)集成公司合作完成。該案例的思路就是基于模型計(jì)算來(lái)調(diào)節(jié)過(guò)去固定的設(shè)定值,從而減少曝氣量和加藥量,節(jié)能降耗。為滿(mǎn)足優(yōu)化控制的需求,安裝多臺(tái)Hach公司溶解氧、硝氮、氨氮、COD和MLSS等在線水質(zhì)分析儀。圖2中紅色框部分就是優(yōu)化的曝氣池。曝氣池有2組,共8個(gè)曝氣廊道,長(zhǎng)約100m,寬9m,深6m,實(shí)際水深約4.5m。

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          系統(tǒng)組成

          整個(gè)優(yōu)化系統(tǒng)包括多個(gè)控制策略:

          對(duì)生化池的1、2組實(shí)行溶解氧開(kāi)環(huán)+閉環(huán)控制策略,裝有全部的Hach公司在線水質(zhì)分析儀器,根據(jù)進(jìn)水氨氮濃度,計(jì)算四段好氧段的溶解氧設(shè)定值,并根據(jù)出水氨氮的濃度進(jìn)行檢驗(yàn)。生化池的7、8組作為對(duì)比池,僅安裝在線溶解氧儀、氨氮依然沿用傳統(tǒng)的溶解氧恒定的PID控制策略,好氧4區(qū)的溶解氧設(shè)定值分別為2、2、1、0.5 mg/L(見(jiàn)圖3)。

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