淺談城市污水處理AAO工藝節(jié)能降耗控制技術(shù)

劉明正

摘 要：在城市污水處理領(lǐng)域，AAO工藝是應(yīng)用最廣泛的一種污水處理方法，它是采用脫氮除磷工藝，并且這種工藝的使用使得污水處理的能耗大大降低，能節(jié)省不少資金投入，經(jīng)濟(jì)效益良好。本文對目前污水處理領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的AAO工藝原理和工藝流程進(jìn)行了詳細(xì)分析，并對污水處理降低能耗方面提出了一些建議。

關(guān)鍵詞：污水處理；AAO工藝；節(jié)能；降耗

1 生物脫氮除磷原理及應(yīng)用評價

生物脫氮在污水處理領(lǐng)域具有非常重要的意義，生物脫氮主要包括三個階段：氨化作用、硝化作用以及反硝化作用。首先，氨化作用的反應(yīng)機(jī)理是氨化菌可以在好氧條件下將污水中的蛋白質(zhì)的氮元素和有機(jī)氮通過反應(yīng)作用變成氨氮。其次，氨化作用生成的氨氮通過硝酸菌的作用變成硝酸鹽，氮被轉(zhuǎn)化進(jìn)入硝酸鹽，這就是硝化作用。最后，反硝化菌在缺氧條件下，可以將硝酸鹽轉(zhuǎn)化成氨氣，氮元素被轉(zhuǎn)化成氨氣的形式從污水中排出，這就是反硝化作用。

AAO工藝之所以能在污水處理領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，是因?yàn)槠湓诿摰缀腿コ袡C(jī)物方面效果顯著且成本不高。另外，在高濃度污水和工業(yè)排放出來的污水處理上也能發(fā)揮巨大作用，并且AAO工藝對工作環(huán)境的要求不高，其在低溫酸堿等惡劣條件下都能發(fā)揮穩(wěn)定的除污功效。但是，目前的AAO工藝也存在一個很嚴(yán)重的弊端，其正常發(fā)揮功效對碳源要求很高。為了解決這一問題，我們可以采用將AAO工藝進(jìn)行改進(jìn)，將原來的進(jìn)水方式改為多點(diǎn)進(jìn)水，在減少沉池時間的同時增加進(jìn)水中的碳源。AAO工藝因其操作簡單、成本低、功效穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，成為目前城市污水處理領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的工藝之一。

2 城市污水處理系統(tǒng)的控制

在目前城市污水處理工廠中所采用的控制系統(tǒng)中，大多包含反饋控制和前饋控制兩種控制結(jié)構(gòu)。反饋控制的原理是，利用控制系統(tǒng)提前設(shè)定好的估計(jì)值和實(shí)際檢測值之間的偏差反饋到系統(tǒng)當(dāng)中，系統(tǒng)再對變量進(jìn)行調(diào)整，偏差逐漸變小，直至滿足要求為止。而前饋控制的原理則是，檢測干擾來進(jìn)行變量調(diào)整，從而降低干擾對最終結(jié)果的影響。在實(shí)際應(yīng)用過程中，控制策略的應(yīng)用可以提高污水處理廠的除污效果和工作效率。反饋控制方式的結(jié)構(gòu)比較簡單，在實(shí)際應(yīng)用過程中使用方便，因而應(yīng)用廣泛。而前饋控制的工作方式是對系統(tǒng)輸入量本身進(jìn)行檢測，因而前饋控制方式的輸出誤差更小。

3 AAO工藝節(jié)能降耗措施

AAO工藝對于脫氮除磷的效果與很多因素有關(guān)，其中包括DO、內(nèi)外回流比r和R、泥齡SRT、污水的溫度和PH值等。在污水處理廠能耗組成中，內(nèi)外回流和好氧段曝氣能耗占很大的比例。因此，要想降低污水處理的能耗，必須重點(diǎn)研究這兩個部分的能耗情況。對此，我們可以針對性的研究處理水質(zhì)情況，對入水水質(zhì)的動態(tài)流量變化和入水條件進(jìn)行深入研究，并且要綜合考慮處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)形狀、處理系統(tǒng)內(nèi)部部件的性能、以及硬件的功能。通過對水質(zhì)和設(shè)備研究，可以優(yōu)化入水方式和污水處理工藝，提高設(shè)備的運(yùn)行效率，使處理系統(tǒng)達(dá)到最好處理狀態(tài)，這樣就可以達(dá)到減少能耗的效果。

在AAO 工藝流程中，有很多可以自由控制的變量，比如排泥量、內(nèi)外回流比、曝氣量和流量分流等。排泥量在整個系統(tǒng)運(yùn)行過程中的調(diào)整次數(shù)比較少，它主要用于活性污泥系統(tǒng)的污泥齡的調(diào)整，還可以對污泥處理系統(tǒng)內(nèi)部的反應(yīng)區(qū)進(jìn)行污泥濃度控制，而且一個污水處理廠的工作能力也會影響排泥量的大小。而內(nèi)外回流、曝氣量和流量分流等變量則在系統(tǒng)運(yùn)行過程中始終處于動態(tài)變化中，因此需要根據(jù)系統(tǒng)進(jìn)水情況和系統(tǒng)排水情況進(jìn)行實(shí)時調(diào)整。在污水處理系統(tǒng)運(yùn)行過程中，必須根據(jù)進(jìn)水情況實(shí)時調(diào)整內(nèi)外回流和溶解氧氣值這三個變量。并且在實(shí)際污水處理過程中，污水內(nèi)部氨氮濃度的測量相對比較容易，而且氨氮溶于污水當(dāng)中比較穩(wěn)定，在一片區(qū)域中的狀態(tài)比較均勻。因此，可以用進(jìn)水氨氮負(fù)荷表示總體的氨氮負(fù)荷。

4 控制策略的實(shí)際應(yīng)用

在目前國際污水處理領(lǐng)域，各大廠家普遍采用前饋反饋結(jié)合的控制系統(tǒng)。如果采用前饋反饋結(jié)合的控制系統(tǒng)并對AAO工藝的流程進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，就能將AAO工藝的脫氮除磷效果發(fā)揮到最佳水平，這樣污水處理既能除污又能優(yōu)化水質(zhì)，經(jīng)濟(jì)效益將得到大幅度提升。另外，根據(jù)很多實(shí)踐情況可以看出，當(dāng)污水處理廠采用前饋反饋結(jié)合的控制系統(tǒng)后，不僅能除污優(yōu)化水質(zhì)，能耗也能大幅降低，經(jīng)濟(jì)效益自然大幅提高。在污水處理過程中，控制策略的實(shí)施非常重要，尤其是進(jìn)水情況不穩(wěn)定的時候，通過對系統(tǒng)供氣量的科學(xué)調(diào)控，將系統(tǒng)內(nèi)部氧濃度保持在合理范圍，就能降低系統(tǒng)的動力消耗。因此，控制策略的合理采用能夠有效降低系統(tǒng)能耗。

5 AAO工藝運(yùn)行中的問題

在AAO工藝流程中，脫氮和除磷是兩個最重要的過程也是需要達(dá)到的目的。脫氮在污水處理過程中處于優(yōu)先處理地位，在脫氮之后才是除磷。因?yàn)椋摰^程比較復(fù)雜，而且化學(xué)試劑很難達(dá)到脫氮的效果，而除磷則很容易用化學(xué)方法實(shí)現(xiàn)。另外，我國國內(nèi)有很多污水處理廠都面臨著一個很嚴(yán)重的問題，那就是進(jìn)水量和出水量之間負(fù)荷差距很大，這就造成系統(tǒng)額外載荷劇烈，系統(tǒng)動力能耗增加。對此，我們可以采用將系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)系數(shù)初始值調(diào)大的方式來提高系統(tǒng)的承受能力，使其面對高負(fù)荷也能滿足處理要求。

6 結(jié)語

綜合以上分析可以看出，AAO工藝的節(jié)能降耗技術(shù)關(guān)系到污水處理整體的經(jīng)濟(jì)效益和社會價值，具有非常重要的意義。只有優(yōu)化AAO工藝流程、調(diào)整污水處理系統(tǒng)變量控制方式，才能讓污水處理達(dá)到既能除污優(yōu)化水質(zhì)又能提高經(jīng)濟(jì)效益的目的，相關(guān)領(lǐng)域的專家和科技工作者必須對此重視起來。相信隨著科技的發(fā)展和時代的進(jìn)步，在污水處理領(lǐng)域一定會有更先進(jìn)更科學(xué)的處理工藝被發(fā)現(xiàn)，這些工藝也一定會將目前的AAO工藝提升至更高更好的水平，為社會創(chuàng)造更大的價值。

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