探究污水處理廠曝氣總量精確控制方法的研究與應(yīng)用

彭揆

【摘 要】結(jié)合污水處理廠曝氣總量精準(zhǔn)控制狀況，對(duì)曝氣總量精確控制方法進(jìn)行研究，認(rèn)識(shí)到污水處理中曝氣總量精確控制中存在的問(wèn)題。旨在通過(guò)污水處理廠精確控制方案的確定，提高污水處理的有效性，促進(jìn)環(huán)境保護(hù)的整體質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】污水處理廠；曝氣總量；精確控制；方案研究

中圖分類號(hào)： X703.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）35-0194-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.35.084

Research and Application of Accurate Control Method for Total Aeration in Sewage Treatment Plant

PENG Kui

（Zhejiang Supcon Information Technology CO.，LTD，Ltd.Wuhan Branch，Wuhan Hubei 430070）

【Abstract】Based on the precise control of total aeration in sewage treatment plant，the precise control method of total aeration is studied，and the problems in precise control of total aeration in sewage treatment are recognized.The aim is to improve the effectiveness of sewage treatment and promote the overall quality of environmental protection by determining the precise control scheme of sewage treatment plant.

【Key words】Sewage treatment plant；Total aeration volume；Precise control；Scheme Research

在現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行及發(fā)展的過(guò)程中，可持續(xù)性的生態(tài)環(huán)境逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。但是，在城市進(jìn)程快速發(fā)展中，環(huán)境治理以及污水控制仍然沒(méi)有得到全面的解決，影響城市生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定建設(shè)。研究中可以發(fā)現(xiàn)，在污水處理廠曝氣精準(zhǔn)控制中，存在著自控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案不精確以及硬件條件較高等問(wèn)題，若這些問(wèn)題不能得到及時(shí)性的解決，會(huì)影響環(huán)境的生態(tài)發(fā)展。因此，在污水處理廠曝氣總量處理中，應(yīng)該按照精確性的處理方案，通過(guò)曝氣精準(zhǔn)控制方案的確定，維持生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定發(fā)展。

1 污水處理廠曝氣精準(zhǔn)控制理念及必要性

1.1 污水處理廠曝氣精準(zhǔn)控制理念

通過(guò)對(duì)城市生態(tài)環(huán)境的發(fā)展分析，在污水處理廠曝氣精準(zhǔn)控制中，應(yīng)該明確處理原則，通常狀況下，在曝氣精準(zhǔn)控制理念確定中，應(yīng)該做到以下內(nèi)容：第一，由于空氣要經(jīng)過(guò)通道進(jìn)入到曝氣器之中，整個(gè)技術(shù)的處理會(huì)使空氣形成氣泡，對(duì)于這些氣泡而言，其大小以及形狀存在著不同狀態(tài)，這些氣泡會(huì)在水中不斷上升，最終會(huì)浮上水面，達(dá)到曝氣精準(zhǔn)控制的最終目的。第二，當(dāng)氣體在曝氣池內(nèi)，應(yīng)該進(jìn)行降溫處理，通過(guò)冷凝形成水珠利用水珠將其排出管道。在對(duì)氣泡曝氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，應(yīng)該全面提升曝氣精準(zhǔn)控制的有效性，實(shí)現(xiàn)污水處理廠曝氣總量的精確化控制[1]。

1.2 污水處理廠曝氣總量精確控制的必要性

結(jié)合我國(guó)污水處理廠對(duì)曝氣控制的精確度分析，存在著控制度較低的問(wèn)題。一般情況下，污水處理廠會(huì)選擇開啟/關(guān)閉鼓風(fēng)機(jī)以及手動(dòng)調(diào)節(jié)閥門、不同時(shí)間段進(jìn)行曝氣控制以及恒溶解氧（DO）控制方法。首先，在開啟/關(guān)閉鼓風(fēng)機(jī)以及手動(dòng)調(diào)節(jié)閥門調(diào)節(jié)的過(guò)程中，其方法相對(duì)簡(jiǎn)單，而且，在曝氣量調(diào)節(jié)的過(guò)程中，操作人員需要進(jìn)行反復(fù)的控制，這種現(xiàn)象難以保證水質(zhì)的穩(wěn)定性，存在著資源浪費(fèi)的現(xiàn)象。其次，在不同時(shí)間段進(jìn)行曝氣控制的過(guò)程中，由于污水廠水負(fù)荷不斷變動(dòng)，在短時(shí)間內(nèi)難以掌握其規(guī)律，所以，存在著溶解氧波動(dòng)的問(wèn)題，這種技術(shù)操作中人員的勞動(dòng)強(qiáng)度較大。第三，DO控制。在DO控制技術(shù)使用的過(guò)程中，可以通過(guò)在線檢測(cè)的方法，實(shí)現(xiàn)儀器的穩(wěn)定運(yùn)行，并結(jié)合曝氣調(diào)節(jié)狀況，進(jìn)行控制方案的構(gòu)建，逐漸提升污水處理廠曝氣總量精確性，推動(dòng)污水廠的穩(wěn)定發(fā)展。但是，在最優(yōu)控制角度分析中，DO的濃度傳感器位置以及數(shù)量難以確定，而且，在儀器監(jiān)測(cè)中存在著滯后性的問(wèn)題。因此，在現(xiàn)階段污水處理廠曝氣總量精確控制的過(guò)程中，應(yīng)該結(jié)合曝氣總量的特點(diǎn)，進(jìn)行調(diào)節(jié)方案的構(gòu)建，以便有效、全面的實(shí)現(xiàn)污水廠曝氣總量的精確控制，滿足現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境的發(fā)展需求。

2 污水處理廠曝氣總量精確控制中存在的問(wèn)題

2.1 自動(dòng)控制與精確控制相互脫節(jié)

在污水處理廠曝氣精準(zhǔn)控制的過(guò)程中，相關(guān)研究所、自動(dòng)化服務(wù)平臺(tái)，應(yīng)該結(jié)合曝氣精準(zhǔn)控制的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行污水實(shí)際處理以及管理方案的確定，逐漸提升曝氣精準(zhǔn)控制的有效性。但是，在一些污水處理廠的曝氣精準(zhǔn)控制中，存在著自動(dòng)控制與精確控制相互脫節(jié)的問(wèn)題。而且一些曝氣精準(zhǔn)控制人員沒(méi)有仔細(xì)考慮到精確曝氣控制的相關(guān)技術(shù)以及相關(guān)理念，無(wú)法實(shí)現(xiàn)曝氣精準(zhǔn)控制中自動(dòng)控制與精確控制之間的協(xié)調(diào)，影響曝氣精準(zhǔn)控制的最終目的[2]。

2.2 曝氣精準(zhǔn)控制的硬件條件較高

在精確曝氣精準(zhǔn)控制技術(shù)分析中，存在著過(guò)分依賴硬件設(shè)備的現(xiàn)象。例如，在污水處理廠曝氣總量精確控制中，通過(guò)空氣線性調(diào)節(jié)閥、高質(zhì)量DO儀等，進(jìn)行線水指標(biāo)的確定，但是，由于硬件設(shè)施的投資相對(duì)較大，在新建或是改建污水廠曝氣精確控制中，存在著一定的困難，無(wú)法實(shí)現(xiàn)曝氣精準(zhǔn)控制的有效性。而且，在常規(guī)的電動(dòng)曝氣量控制中，對(duì)于維護(hù)成本以及工作人員的要求較高，這些問(wèn)題的出現(xiàn)無(wú)法實(shí)現(xiàn)曝氣精準(zhǔn)控制的精準(zhǔn)性，影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

2.3 精確曝氣控制的校驗(yàn)時(shí)間較長(zhǎng)

結(jié)合當(dāng)前污水廠曝氣精準(zhǔn)控制現(xiàn)狀，部分污水處理廠會(huì)采用ASM2以及ASM2D的活性污泥數(shù)學(xué)模型進(jìn)行精準(zhǔn)曝氣系統(tǒng)的運(yùn)用。但是，在曝氣精準(zhǔn)控制的過(guò)程中，存在著關(guān)鍵參數(shù)依賴污水廠周期的數(shù)據(jù)進(jìn)行支撐，增加了曝氣精準(zhǔn)控制中的校驗(yàn)時(shí)間，無(wú)法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性控制。而且，在污水廠中，經(jīng)常會(huì)存在水質(zhì)不達(dá)標(biāo)等壓力，增加水質(zhì)排放的壓力，無(wú)法實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)曝氣的有效控制[3]。

3 污水處理廠曝氣總量精確控制方法

3.1 氨氮權(quán)重與調(diào)整周期的控制方法

在污水處理廠進(jìn)行曝氣精準(zhǔn)控制時(shí)，主要目的是去除污水中的COD以及氨氮。但是，在曝氣池處理的過(guò)程中，對(duì)污水中的COD以及氨氮處理效果較差，而且，去除氨氮微生物的密度也相對(duì)較低。而活性污泥對(duì)COD的去除率相對(duì)較高，所以，在該種方法構(gòu)建中，可以科學(xué)判斷水氨氮的處理方法。通常狀況下，在氨氮權(quán)重與周期調(diào)整控制方案確定的過(guò)程中，應(yīng)該做到以下內(nèi)容：第一，在邏輯判斷的過(guò)程中，應(yīng)該對(duì)氨氮值進(jìn)行明確分析，然后結(jié)合水氨氮值進(jìn)行污水治理方法的分析，逐漸提高水氨氮判斷的合理性，也就是說(shuō)，在水氨氮值正常的范圍內(nèi)，應(yīng)該結(jié)合變量調(diào)控方案，進(jìn)行水氨氮設(shè)定值的確定，以便逐漸提升水氨氮設(shè)定值確定的有效性。例如，在水氨氮超出設(shè)定值的狀況下，意味著其他變量調(diào)節(jié)能力會(huì)超過(guò)極限，通過(guò)大幅度風(fēng)量調(diào)整，進(jìn)行水氨氮的合理控制，提高曝氣精準(zhǔn)控制的最終目的。第二，在風(fēng)量變化中，應(yīng)該對(duì)影響水氨氮的數(shù)據(jù)進(jìn)行確定，在一般生化系統(tǒng)中，需要經(jīng)過(guò)0.5-1的水力進(jìn)行停留時(shí)間的分析，以保證數(shù)據(jù)判斷的準(zhǔn)確性。而且，在氨氮因子周期判斷中，應(yīng)該結(jié)合數(shù)據(jù)調(diào)整方案，進(jìn)行數(shù)據(jù)設(shè)置開關(guān)的設(shè)計(jì)，合理控制風(fēng)量的調(diào)整進(jìn)程，不影響其他因子的調(diào)節(jié)狀態(tài)，有效實(shí)現(xiàn)氨氮權(quán)重與周期調(diào)整，提高曝氣精準(zhǔn)控制的最終目的[4]。

3.2 DO權(quán)重與調(diào)整周期的控制方法

在污水廠曝氣精準(zhǔn)控制的過(guò)程中，污水反應(yīng)廠中的反應(yīng)池會(huì)設(shè)置溶解氧在線監(jiān)測(cè)儀，只是設(shè)置的數(shù)量存在著差異性。對(duì)這種調(diào)整方法，與水氨氮相比，反應(yīng)池的DO同樣是曝氣效果。因此，在水氨氮值設(shè)定中，需要對(duì)曝氣總量的控制權(quán)進(jìn)行判定，并將DO權(quán)重作為重點(diǎn)。在實(shí)際控制方法構(gòu)建的過(guò)程中，應(yīng)該調(diào)整分量之后，進(jìn)行在線DO相應(yīng)變化的分析，通常狀況下，將其控制在20-50min，DO調(diào)整周期應(yīng)該控制在這一時(shí)間范圍內(nèi)，逐漸提升DO權(quán)重與調(diào)整周期控制的有效性。對(duì)于DO以數(shù)量而言，相關(guān)資源相對(duì)較多，存在著異常儀表的運(yùn)行狀態(tài)，而且，在判斷某一時(shí)刻曝氣總量之后，應(yīng)該結(jié)合DO偏重以及偏低狀況，實(shí)現(xiàn)儀表的正常運(yùn)行使用。

3.3 進(jìn)水COD、氨氮權(quán)重與調(diào)整周期

通過(guò)對(duì)污水處理廠曝氣總量精確控制狀況的分析，通過(guò)進(jìn)水COD、氨氮的使用，可以大幅度稀釋反應(yīng)池中的污泥，而且，在生物池對(duì)數(shù)據(jù)變化分析中，應(yīng)該不斷提升抗沖擊能力，這些物質(zhì)對(duì)曝氣總量的影響相對(duì)較弱。在污水廠處理的過(guò)程中，需要在一定期間內(nèi)對(duì)進(jìn)水COD以及氨氮平均值進(jìn)行設(shè)定，通過(guò)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的超出預(yù)期狀況，增加風(fēng)量，逐漸實(shí)現(xiàn)對(duì)DO權(quán)重與調(diào)整，實(shí)現(xiàn)調(diào)整周期與在線儀器測(cè)量周期保持一致性[5]。

3.4 數(shù)據(jù)變量關(guān)系的調(diào)整

在污水廠曝氣總量精確控制的過(guò)程中，需要結(jié)合整個(gè)系統(tǒng)，進(jìn)行出水氨氮設(shè)定值的確定，實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)的有效控制。在一般情況下，DO的調(diào)節(jié)應(yīng)該滿足氨氮的基本需求，但是，在上游偷排的狀況下，會(huì)發(fā)生大幅度的水質(zhì)負(fù)荷沖擊，這種狀況下水氨氮值會(huì)逐漸上升，因此，在氨氮值逐漸提升中，需要快速的提高鼓風(fēng)量，以便實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)之間的穩(wěn)定調(diào)整。雖然，在水氨氮調(diào)控的過(guò)程中，應(yīng)該結(jié)合系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。當(dāng)水氨氮小于設(shè)定值使，DO的權(quán)重呈現(xiàn)最大的狀態(tài)，在進(jìn)水質(zhì)、水量以及水氨氮調(diào)節(jié)的過(guò)程中，可以通過(guò)DO調(diào)控力的控制，進(jìn)行數(shù)據(jù)的調(diào)整，有效縮短提高污水控制的準(zhǔn)確性。在DO調(diào)控的過(guò)程中，應(yīng)該提高數(shù)據(jù)控制的準(zhǔn)確性，保證數(shù)據(jù)系統(tǒng)的安全性，為污水控制的有效性提升提供參考[6]。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，在現(xiàn)階段污水廠曝氣精準(zhǔn)控制的過(guò)程中，應(yīng)該通過(guò)曝氣總量精確控制的基本方法，進(jìn)行處理方案的確定，以便有效提升污水控制的有效性。而且，在曝氣精準(zhǔn)控制中，曝氣總量精確度的確定是十分必要的，相關(guān)部門在曝氣精準(zhǔn)控制中，需要結(jié)合曝氣總量的精確控制方案，進(jìn)行技術(shù)的優(yōu)化及調(diào)整，通過(guò)氨氮權(quán)重與調(diào)整周期的控制方法、DO權(quán)重與調(diào)整周期的控制方法、進(jìn)水COD、氨氮權(quán)重與調(diào)整周期以及數(shù)據(jù)變量關(guān)系的調(diào)整等內(nèi)容的分析，進(jìn)行污水的控制及處理，充分滿足曝氣總量精確控制的基本需求。

【參考文獻(xiàn)】

[1]程樹輝，孫月娣.污水處理廠提標(biāo)改造工程中曝氣控制系統(tǒng)的應(yīng)用[J].中國(guó)給水排水，2016（1）：63-66.

[2]余云龍，史彥偉，姜秀光.南方某污水處理廠精確曝氣技術(shù)示范及評(píng)估分析[J].給水排水，2017（2）：41-44.

[3]黃海，嚴(yán)勇.污水處理廠曝氣系統(tǒng)鼓風(fēng)機(jī)閉環(huán)控制分析及實(shí)現(xiàn)[J].中國(guó)科技信息，2014（7）：229-231.

[4]劉洋，趙定華，黃偉明.在線水質(zhì)儀在城市污水處理廠精確曝氣中的應(yīng)用[J].水處理技術(shù)，2012，38（5）：119-121.

[5]楊岸明，常江，孟春霖DO精確控制技術(shù)在A2O工藝中的應(yīng)用研究[J].中國(guó)給水排水，2013，29（23）：5-7.