精确曝气：污水厂精细化控制水平的标杆

时间：2014-11-19 13:03

来源：E20环境平台

作者：陈丹丹

城市污水处理属于高能耗行业，污水厂的直接成本中，所占比例最大的是动力费，而动力费中曝气环节又占了50%以上的份额。可见，精确曝气是污水处理厂节省能耗和降低运行费用的关键。同时，曝气效果又和出水水质是否达标密切相关，因此如何既能保证出水达标运行，又能尽可能降低曝气环节的消耗和费用，从而达到两者的平衡，就成为考量污水厂精细化控制水平的标杆。

上海昊沧系统控制技术有限责任公司特别向中国水网介绍了精确曝气系统（简称AVS），它是基于活性污泥数学模型和鼓风机-阀门联合控制，是一个集成的控制系统，可以根据曝气池的需要量合适的供给、分配气量，使曝气池的溶氧量尽可能接近预设的目标值，确保出水稳定，并以较小的能耗和运行成本来实现出水达标。

以内江市污水处理厂精确曝气工程的实施为例。

闭环控制，保证了出水达标的稳定运行。在内江厂对CASS池进行精确曝气改造的过程中，以每组生化池作为一个溶解氧控制区，设计一套就地控制系统（包括一个溶氧仪、一个电动调节活塞阀和一个热式空气流量计）。同时，AVS通过采用“前馈+后馈+模型”组成参数控制方式，结合其内嵌的控制逻辑能使曝气系统在部分仪表已经损坏的前提下仍实行闭环控制，从而保证了出水达标的稳定运行。

AVS溶解氧控制区的划分和仪表设备的安装示意图

AVS按照总需气量控制鼓风机，通过就地电动空气调节活塞阀实现曝气量在不同溶解氧控制区间的分配，实现节能降耗。内江厂一期、二期工程的鼓风机组分别由三台Siemens-Turbo高度离心鼓风机构成，两用一备。将3台鼓风机作为一组，采用总流量的调节控制方式，根据AVS系统动态计算出来的总风量，通过鼓风机主控柜MCP自动控制所有鼓风机的启停、导叶开度调大或调小以使风量及压力满足需求，避免了进水负荷高峰时的曝气不足和进水负荷低谷时的曝气过量，实现了曝气过程的精细化稳定化控制，按需曝气节约了曝气能耗。

AVS就地控制系统气量调节示意图

上海昊沧表示，经过数月的调试，AVS在内江厂的运行效果趋于稳定，不仅实现了曝气系统的闭环控制，即从鼓风机到各个只管配气的全自动控制，使得出水水质更加稳定，有效降低了处理单方水的鼓风机能耗（与未实施AVS的历史数据比较而言）。同时，还实现了工艺运行的优化和节能降耗，相较于传统曝气模式，处理单方水的电耗普遍下降了10%左右。

编辑：陈丹丹