精確曝氣為污水廠溶解氧精細(xì)化控制提供整體解決方案。精確曝氣控制設(shè)備是一個(gè)集成的控制系統(tǒng)，可以為各種復(fù)雜工藝提供多種供氣方案：間歇曝氣、微量曝氣、正常曝氣、溶解氧分布控制等。該系統(tǒng)幫助用戶實(shí)現(xiàn)工藝的精細(xì)調(diào)節(jié)，適應(yīng)各種工藝，并能夠隨著工藝變化而調(diào)整。精確曝氣控制還可以根據(jù)曝氣池當(dāng)前需要的曝氣量，通知鼓風(fēng)機(jī)或轉(zhuǎn)跌曝氣機(jī)進(jìn)行曝氣量調(diào)節(jié)，按需曝氣，節(jié)約曝氣電耗。控制模型底層采用了國際通用的ASM系列活性污泥數(shù)學(xué)模型。
精確曝氣控制系統(tǒng)可以為污水廠帶來以下效益：
1. 為多種活性污泥處理工藝及其改良工藝提供精確曝氣方案；
2. 提高污水處理工藝的穩(wěn)定性和可靠性；
3. 按照需要曝氣，根據(jù)負(fù)荷如CODcr、氨氮、硝氮等和曝氣池內(nèi)的溶解氧、污泥濃度計(jì)等在線信號調(diào)節(jié)風(fēng)量；
4. 降低單位處理能耗，節(jié)約成本；
5. 降低運(yùn)行操作人員的勞動強(qiáng)度；
【系統(tǒng)原理】
精確曝氣控制系統(tǒng)基于“前饋+模型+反饋"的多參數(shù)控制模式，能夠?qū)崟r(shí)精確地計(jì)算出曝氣池內(nèi)所需的曝氣量，并通過調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)的出口風(fēng)量或者轉(zhuǎn)蝶曝氣機(jī)的充氧率達(dá)到按需曝氣或充氧，實(shí)現(xiàn)溶解氧的精細(xì)化控制，并降低曝氣能耗，其控制原理如下圖所示：
【產(chǎn)品功能】
功能一：精確曝氣系統(tǒng)精細(xì)化控制溶解氧
污水處理系統(tǒng)的時(shí)變性、時(shí)滯性、擾動性及非線性等特性致使傳統(tǒng)的DO控制策略（人工手動控制和PID控制）一直無法及時(shí)準(zhǔn)確地應(yīng)對各種擾動的影響，導(dǎo)致在線控制中DO值呈現(xiàn)大幅度波動，如圖2所示（2.8±2.5 mg/L）。因此，要達(dá)到精確曝氣控制的目的就必須建立基于活性污泥數(shù)學(xué)模型的*控制技術(shù)。AVS系統(tǒng)針對污水生物處理工藝的全過程進(jìn)行分析建模，通過對特定污水廠的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)或在線運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，確定該污水廠生物處理過程的一些特征參數(shù)和補(bǔ)償參數(shù)；通過仿真，檢驗(yàn)這些特征參數(shù)的有效性。經(jīng)過檢驗(yàn)的模型，將直接用于曝氣流量的調(diào)節(jié)，根據(jù)現(xiàn)場儀表采集的數(shù)據(jù)，給出每個(gè)曝氣單位的供氣流量，由執(zhí)行機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)精細(xì)化控制溶解氧的目的。
圖2傳統(tǒng)控制方式溶解氧的變化趨勢
圖3為某污水處理廠二周時(shí)間內(nèi)DO濃度數(shù)據(jù)的中控室截屏，如圖所示，經(jīng)精確曝氣系統(tǒng)控制后，DO濃度一直穩(wěn)定在1.0±0.5 mg/L的范圍內(nèi)。
圖3 精確曝氣系統(tǒng)控制方式下的溶解氧變化趨勢（二周）
圖4為某污水處理廠連續(xù)三個(gè)月的DO濃度控制曲線，證明精確曝氣系統(tǒng)對DO的長期控制效果也是非常穩(wěn)定的，滿足標(biāo)書要求。
圖4 AVS系統(tǒng)控制方式下的溶解氧變化趨勢（三個(gè)月）
功能二： 精確曝氣系統(tǒng)對不同DO濃度目標(biāo)設(shè)定值的控制效果
維持好氧池內(nèi)高的DO濃度有助于加快活性污泥代謝有機(jī)物的速率，而低的DO濃度有利于節(jié)能。由于好氧段水流方向上有機(jī)負(fù)荷不同，對曝氣量的需求也不同。因此，實(shí)現(xiàn)好氧池中對不同區(qū)域內(nèi)不同DO濃度的控制能力則是衡量控制系統(tǒng)性能的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。精確曝氣系統(tǒng)能把曝氣池內(nèi)DO控制在0.5--5.0 mg/L之間的任一設(shè)定值，控制精度在設(shè)定值的±0.5 mg/L范圍內(nèi)。為檢驗(yàn)精確曝氣系統(tǒng)對DO的控制能力，我們設(shè)置三種溶解氧目標(biāo)控制值，依次為3.5、2.0和1.0 mg/L，對這三種DO濃度目標(biāo)設(shè)定值的控制效果如圖5所示，受控DO均能夠在設(shè)定目標(biāo)值一定范圍內(nèi)波動，分別為3.5±0.5 mg/L、2.0±0.3 mg/L和1.0±0.2 mg/L。
圖5 AVS系統(tǒng)對不同DO目標(biāo)設(shè)定值的精細(xì)化控制能力
功能三：精確曝氣系統(tǒng)對動態(tài)DO濃度目標(biāo)設(shè)定值的控制能力
衡量精確曝氣系統(tǒng)性能的另一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)是對DO濃度目標(biāo)設(shè)定值的跟蹤響應(yīng)時(shí)間，即DO控制區(qū)內(nèi)的DO設(shè)定值改變后，精確曝氣系統(tǒng)必須在很短的時(shí)間內(nèi)跟蹤響應(yīng)，并通過調(diào)節(jié)閥門開度調(diào)整各支管的曝氣量，使DO測量值在很短的時(shí)間內(nèi)迅速響應(yīng)到目標(biāo)設(shè)定值。在精確曝氣系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用中，突然改變DO濃度目標(biāo)設(shè)定值，精確曝氣系統(tǒng)可以在5-10min內(nèi)迅速調(diào)整支管曝氣量，使DO重新穩(wěn)定在目標(biāo)設(shè)定值附近±0.5mg/L以內(nèi)，如圖6所示：
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