城市污水處理AAO工藝節(jié)能降耗控制技術(shù)分析

摘 要：在城市污水處理中，AAO工藝的應(yīng)用十分普遍，其原理主要是利用脫氮除磷工藝，減少污水中的污染物質(zhì)，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)以及再回收利用的標(biāo)準(zhǔn)，與傳統(tǒng)工藝相比這種工藝降低了傳統(tǒng)污水處理工藝的能耗，減少了污水處理的資金投入，具有良好的效益。但是近年來隨著工業(yè)化進(jìn)程與城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，污水處理量不斷增加，AAO污水廠處理工藝的能耗問題也成為控制的關(guān)鍵，為此，本文基于AAO工藝的原理以及污水處理工藝流程深入探究了其節(jié)能降耗控制技術(shù)，以便我國能夠在污水處理上將能耗控制到最低，保障社會(huì)效益的充分實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：城市污水處理；AAO工藝；節(jié)能降耗；控制技術(shù)

中圖分類號(hào)：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）29-0358-02

近年來，隨著人口的增加與社會(huì)的進(jìn)步，工業(yè)化與城鎮(zhèn)化的進(jìn)程不斷加快，每年的城市污水處理量也在不斷提升，為了減少對環(huán)境的影響，我國也在不斷提升污水處理水平，以便滿足大處理量的需要。但是隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展對環(huán)境影響程度的加深，水體富營養(yǎng)化情況不斷加重，更經(jīng)濟(jì)、更高效的對污水進(jìn)行處理逐漸成為社會(huì)發(fā)展的迫切需求，而從目前廣泛應(yīng)用的AAO處理工藝來看，其穩(wěn)定性很難控制，為了保持其能夠及時(shí)感知水體的動(dòng)態(tài)變化，工藝系統(tǒng)建造成本過高，而且這種情況下系統(tǒng)很難在滿負(fù)荷條件下運(yùn)行，從而也導(dǎo)致了其能耗的升高。為此，必須對AAO工藝的節(jié)能降耗控制技術(shù)給予高度重視，降低其能耗與成本，創(chuàng)造更豐富的經(jīng)濟(jì)效益。

1 AAO工藝在運(yùn)行中存在的不足

目前，在城市污水處理中應(yīng)用AAO工藝，主要目的是為了實(shí)現(xiàn)脫氮除磷，也就是保障在能夠處理掉COD與SS基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)脫氮除磷，但如果受客觀條件的影響，脫氮與除鱗效果無法同時(shí)保障時(shí)，要先選擇脫氮，其次再完成除鱗，由于脫氮無法利用化學(xué)方法進(jìn)行，但除鱗效果不理想，可以通過化學(xué)方法進(jìn)行處理[1]。但處理過程中，碳源充足的情況下，通常會(huì)通過加藥的方式進(jìn)行除鱗，但是由于現(xiàn)階段國內(nèi)污水處理廠在進(jìn)行污水處理過程中主要面對的是水負(fù)荷變化較大的情況，當(dāng)最高瞬與最低瞬進(jìn)水量相差2～4倍時(shí)，工藝處理負(fù)荷會(huì)達(dá)到峰值。

面對這樣的問題，通常會(huì)利用安全設(shè)計(jì)系數(shù)進(jìn)行工藝流程控制，這種設(shè)置可以滿足國內(nèi)污水處理的需要，但是不能忽視的是，在污水處理過程中，即使在高負(fù)荷狀態(tài)下，反應(yīng)器的運(yùn)行也需要滿足溶解氧條件的要求，需要適量的能耗，如果不能滿足要求，則會(huì)出現(xiàn)反應(yīng)器內(nèi)分布不均勻，影響正?；亓?，使厭氧狀態(tài)與缺氧狀態(tài)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，無法滿足反應(yīng)條件，影響最終的脫氮除磷效果。

2 AAO工藝能耗控制原理分析

在AAO工藝運(yùn)行時(shí)，其脫氮除磷效果與泥齡SRT、外回流比R、污水溫度、DO、pH、內(nèi)回流比r等參數(shù)值相關(guān)，其中耗能主要是由處理的回流與好氧段曝氣能耗決定，其中為了提升處理效果，需要對處理過程中水量與水質(zhì)等動(dòng)態(tài)變化參數(shù)進(jìn)行綜合考量，所以，整個(gè)工藝過程中需要考慮的要素諸多，從工藝到系統(tǒng)性能必須保障精準(zhǔn)性，才能提高工藝流程的整體運(yùn)行效率與精準(zhǔn)性，保障反應(yīng)池內(nèi)生態(tài)環(huán)境能夠?qū)崿F(xiàn)最佳狀態(tài)，準(zhǔn)確的進(jìn)行曝氣與回流，達(dá)到節(jié)能降耗的目的[2]。

在AAO工藝的眾多參數(shù)值中，排泥量、內(nèi)外回流比、曝氣量、分配方式屬于可控制變量。排泥量主要是通過調(diào)整活性污泥系統(tǒng)的污泥齡進(jìn)行控制，還可以在反應(yīng)區(qū)內(nèi)控制污泥濃度，使其頻率降低，但是對排泥量的控制主要是由處理廠污泥處理能力決定，所以在前饋控制上做出有效的措施。而在回流與曝氣之間可以以小時(shí)為單位對其進(jìn)水負(fù)荷情況與變化速度進(jìn)行分析，由于其決定著動(dòng)態(tài)污水處理效果與活性污泥系統(tǒng)的運(yùn)行效率，所以控制過程中即使設(shè)置了限定值，也要隨著水負(fù)荷的變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整[3]。

此外，要想有效的降低污水處理能耗，在AAO工藝中必須控制好外回流量、內(nèi)回流比、溶解氧設(shè)定值三項(xiàng)參數(shù)，這三項(xiàng)參數(shù)的有效控制可以及時(shí)了解到水負(fù)荷情況，并做出合理的調(diào)整。但是考慮到在實(shí)際處理過程中對氨氮濃度的測試較為簡便，所以，同一污水處理廠的氨氮濃度在總氮中所占比重相對穩(wěn)定，可以利用其負(fù)荷表示總氮負(fù)荷。為此，在前饋控制階段，監(jiān)測總氮負(fù)荷、進(jìn)水COD負(fù)荷、氨氮濃度比等幾項(xiàng)自變量，根據(jù)監(jiān)測數(shù)值的變化進(jìn)行AAO工藝參數(shù)調(diào)節(jié)，有效的進(jìn)行能耗控制[4]。

3 AAO工藝節(jié)能降耗的具體控制策略

以某處理廠AAO工藝處理過程中水質(zhì)水量情況為例，可以找到在最有利條件下控制AAO工藝能耗的有利條件。在AAO工藝進(jìn)水符合動(dòng)態(tài)變化下，其外回流從高中低三個(gè)程度對其進(jìn)水總負(fù)荷進(jìn)行控制，數(shù)值為：12750（85%）、11250（75%）、9750（65%）；內(nèi)回流量從中低兩個(gè)程度對其COD/氨氮進(jìn)行控制，內(nèi)回流比為200%與150%；好氧前端DO從高中低三個(gè)程度對其進(jìn)水總負(fù)荷進(jìn)行控制，數(shù)值為：中與高1mg/L、低0mg/L；好氧中段DO從高中低三個(gè)程度對其氨氮負(fù)荷進(jìn)行控制，數(shù)值分別為：高3mg/L，中與低2mg/L。而在進(jìn)水負(fù)荷界別判斷時(shí)，LCOD處于高度級別時(shí)要在0.24kgCOD/（kgMLSS×d）以上，中度級別時(shí)要在0.168kgCOD/（kgMLSS×d）～0.24kgCOD/（kgMLSS×d）范圍內(nèi)，在低度級別時(shí)要控制在0.168kgCOD以下；C/N處于高度級別時(shí)要在8以上，在中度級別時(shí)要處于5.4～8范圍內(nèi)，在低度級別時(shí)要低于5.4；氨氮負(fù)荷在高度級別時(shí)要大于0.036kgN/（kgMLSS×d），處于中度級別時(shí)要處于0.023kgN/（kgMLSS×d）～0.036kgN/（kgMLSS×d）范圍內(nèi)，處于低度級別時(shí)要低于0.023kgN/（kgMLSS×d）。從這些數(shù)據(jù)可以看出，確定進(jìn)水COD負(fù)荷、氨氮負(fù)荷、C/N值，根據(jù)這些數(shù)值可以將回流比與各個(gè)氧段的溶解氧值設(shè)定在最佳狀態(tài)下，從而能夠在處理過程中始終保持設(shè)定值的穩(wěn)定，這樣工藝也能夠處于穩(wěn)定狀態(tài)運(yùn)行，從而減少對系統(tǒng)運(yùn)行效率的影響，降低能耗[5]。

利用這種方法進(jìn)行AAO工藝節(jié)能降耗控制，主要是基于水負(fù)荷前饋—反饋控制原理，在上述的策略中可以看出，先通過可控變量值參數(shù)的確定，再對設(shè)定值進(jìn)行調(diào)整，能夠在保障水量不受影響的情況下，實(shí)現(xiàn)工藝的節(jié)能降耗，并對AAO工藝運(yùn)行進(jìn)行控制，達(dá)到工藝要求，而且運(yùn)行過程中穩(wěn)定程度高，運(yùn)行效率也更高，能夠在單位時(shí)間內(nèi)提升污水處理量，并保障達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，因此，這種方法可以廣泛的應(yīng)用在城市污水處理中，利用這種方式有效的降低AAO工藝的動(dòng)力消耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗[6]。但需要注意的是，在應(yīng)用這種控制技術(shù)過程中，必須保障基礎(chǔ)參數(shù)值的測試準(zhǔn)確，否則將會(huì)對后續(xù)一系列控制效果產(chǎn)生影響，不僅不會(huì)起到節(jié)能降耗的作用，還可能影響正常的污水處理。

4 結(jié)束語

綜上所述，為了進(jìn)一步滿足社會(huì)發(fā)展的需要，提升城市污水處理效率與社會(huì)效益，減少資金投入，文章通過水負(fù)荷前饋與反饋控制的策略進(jìn)行綜合性控制，考慮到控制效果、能耗等多項(xiàng)內(nèi)容，從而在不影響污水處理效果前提下，減少污水處理的動(dòng)力消耗，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目標(biāo)。希望可以廣泛為污水處理廠提升污水處理效率提供參考，并在污水處理過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，細(xì)化對污水處理節(jié)能降耗的控制。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2018-9-8

作者簡介：尹建均（1985-），男，漢族，四川成都人，助理工程師，從事污水處理廠工藝管理及水質(zhì)化驗(yàn)管理工作。