山東普利斯環(huán)保，污水處理設(shè)備制造多年，擁有豐富的經(jīng)驗及產(chǎn)品質(zhì)量！我們的設(shè)備也經(jīng)受了多年的市場考驗，設(shè)備使用多年完好，設(shè)備工藝簡單方便，處理的水質(zhì)好，出水量也大，所以在市場上也得到廣大客戶的認可！

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鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)電耗一般占全廠電耗的60%左右，是全廠節(jié)能的關(guān)鍵。根本的節(jié)能措施是提高曝氣控制效率，降低氧的浪費，從而減小風(fēng)量。

進行氣量控制是曝氣系統(tǒng)*的節(jié)能方法，據(jù)美國環(huán)境保護署對美國12個處理設(shè)施的調(diào)查結(jié)果顯示，以溶解氧(DO)為指標控制風(fēng)量時可節(jié)電33%。根據(jù)風(fēng)機風(fēng)量與能耗的關(guān)系可知，電耗隨氣量變化很大，因此進行氣量控制節(jié)能*，而且功率越大效果越明顯，當然氣量并不是可以任意減小，它將受到許多因素的影響。

從處理工藝的角度看，曝氣系統(tǒng)必須進行控制，因為曝氣系統(tǒng)如果操作不當，曝氣量過小，二次沉淀池可能由于缺氧而發(fā)生污泥腐化，即池底污泥厭氧分解，產(chǎn)生大量氣體，促使污泥上浮。當曝氣時間長或曝氣量過大時，在曝氣池中將發(fā)生高度硝化作用，使混合液中硝酸鹽濃度較高。這時，在沉淀池中可能由于反硝化而產(chǎn)生大量N2，而使污泥上浮。

另外，曝氣量的分布是否均衡和穩(wěn)定也是影響處理效果和能耗的一個重要原因。在曝氣系統(tǒng)運行時，由于種種干擾，曝氣量的分布會發(fā)生變化，比如，一個地方曝氣頭堵塞，氣體流量會減少，同時，也會造成其它地方流量增大，相反，曝氣頭破損，氣體流量會大增，同時會造成其它地方流量銳減。

這些都會使生物反應(yīng)不平衡，處理質(zhì)量下降。為達到處理效果，不得不調(diào)整曝氣量，而此時某一點的溶解氧的變化亦不能準確反映生物池的處理狀態(tài)，使得以溶解氧為指標的控制變得不穩(wěn)定，能耗增加。

一、行業(yè)現(xiàn)狀的不足

總結(jié)國內(nèi)現(xiàn)有污水處理廠的運行后發(fā)現(xiàn)，自動化設(shè)備投入較低，能耗高，而且系統(tǒng)大多在投產(chǎn)時沒能達到設(shè)計運行要求，或在運行一段時間后改為部分自動、部分手動的運行狀態(tài)，特別是曝氣系統(tǒng)。分析原因主要有以下幾個方面：

1、自動化技術(shù)與工藝技術(shù)未能有機結(jié)合。我國污水處理廠起步時，自動化系統(tǒng)成套引進國外產(chǎn)品和技術(shù)，以后雖然硬件系統(tǒng)在國內(nèi)采購，控制技術(shù)并沒有被系統(tǒng)的吸收。國內(nèi)污水處理行業(yè)的自動化專業(yè)力量較低，很多興建的污水處理工程的自動化系統(tǒng)是由冶金、化工、輕工等領(lǐng)域工程師設(shè)計、編程和調(diào)試的，對污水處理工藝了解較少，不能結(jié)合具體工藝進行控制策略設(shè)計，一般采用套用本行業(yè)現(xiàn)有技術(shù)的作法，如本行業(yè)PID調(diào)節(jié)及其整定參數(shù)等，因此，運行效果并不理想。

2、自控系統(tǒng)培訓(xùn)不到位。很多污水處理廠運行人員沒有得到控制系統(tǒng)供應(yīng)商系統(tǒng)的培訓(xùn)，除了基本操作以外，沒有從理論上對諸如曝氣系統(tǒng)調(diào)節(jié)技術(shù)的講述，使得管理人員只能在工作中重新摸索。

3、運行經(jīng)驗未得到利用。污水處理廠很重要的一點，是在*運行之后，可以總結(jié)日常規(guī)律，而且相對穩(wěn)定，對于管理者，這些規(guī)律往往比昂貴的自控設(shè)備有用，但是在污水廠建設(shè)中，很多設(shè)計并沒有給管理者留有充分的調(diào)整空間，而且這些有用的經(jīng)驗也缺乏應(yīng)用到其他污水設(shè)施建設(shè)的途徑。

二、控制策略的不足

1、溶解氧控制的難點

污水水質(zhì)的多變和生物處理系統(tǒng)中生化反應(yīng)的復(fù)雜性，決定了污水處理的溶解氧(DO)檢測控制是一個大滯后系統(tǒng)，檢測出結(jié)果再進行參數(shù)處理和調(diào)整，往往已滯后幾個小時甚至幾天，造成大量不合格水的排出。這種系統(tǒng)的特點是污水生物處理系統(tǒng)的運行管理具有相當?shù)募夹g(shù)難度，要求管理者具有較好的環(huán)境工程知識基礎(chǔ)和相當豐富的運行管理經(jīng)驗。

另外，溶解氧指標并不能直接反映生物反應(yīng)的氧氣需求量，它只是反映了反應(yīng)池中氧氣的剩余程度，無法根據(jù)它的數(shù)值和變化直接計算氣量。

傳統(tǒng)的PID控制雖然在工程上廣泛采用，但只能解決線性系統(tǒng)的調(diào)節(jié)問題。曝氣系統(tǒng)中PID能夠?qū)崿F(xiàn)對流量的控制，但對水質(zhì)處理效果的控制能力有限。溶解氧(DO)控制時，PID參數(shù)的整定需要根據(jù)季節(jié)、水質(zhì)的變化等實際情況不斷調(diào)整。從控制理論的角度來看，污水的生物處理過程具有大滯后、非線性、隨機性和多變量的特點，建立的模型也是經(jīng)驗的、有條件的，因此，單純依靠理論模型建立的經(jīng)典控制方法并不能很好地滿足溶解氧(DO)調(diào)節(jié)的需要，造成鼓風(fēng)機和閥門調(diào)節(jié)頻繁、超調(diào)量大，使得設(shè)備壽命降低、能耗過高。

2、流量控制的重要性

空氣質(zhì)量流量是直接影響曝氣處理效果的指標，從工程的角度看，諾大的反應(yīng)池往往需要許多組曝氣設(shè)備，包括空氣管路、曝氣頭或曝氣器等，實際運行中，這些設(shè)備能否穩(wěn)定的工作、能否及時地發(fā)現(xiàn)和抑制故障，會影響到曝氣過程的穩(wěn)定和均衡，影響到生物反應(yīng)效果和電耗。不穩(wěn)定的流量分布會擾亂溶解氧檢測參數(shù)的真實意義，使得本來就容易產(chǎn)生振蕩的溶解氧控制變得更加難以駕御。

曝氣池通常是幾百或幾千平米的流動水池，空氣管路通過總管和支管將壓縮空氣輸送到池底的曝氣設(shè)備，比如空氣由A分別輸送到B、C、D、E、F。在曝氣系統(tǒng)設(shè)計中，曝氣量應(yīng)按照需要均勻的分布，實際上，由于管道壓力損失，B位置和F位置的空氣壓力和流量存在差異，當總氣量由于水質(zhì)或水量變化而調(diào)整時，B位置和F位置的壓差和流量差也會發(fā)生改變，這會造成曝氣分布的偏差，而且這種偏差也是變化的;另外，在系統(tǒng)進行時，如果某位置(如D)的曝氣設(shè)施堵塞或破漏，會造成該位置壓力和流量的改變，同時會引起整個空氣管路的壓力和流量重新分布，其他各點(B、C、E、F)的空氣流量也會相應(yīng)改變，引起曝氣分布的偏差。上述運行中的曝氣分布不均往往是隱藏性的，水面上很難發(fā)現(xiàn)。

曝氣分布不均使得溶解氧更加困難。因為在工程中，溶解氧只能檢測某點(通常是曝氣池出口)，不能反映出氧量的分布，溶解氧控制的一個條件是溶解氧值真實地反映曝氣池生物反應(yīng)的環(huán)境狀態(tài)，當曝氣分布不均時，這一條件不真實，控制效果也不會理想。

因此，空氣流量的控制是曝氣控制中十分重要的一環(huán)，如果在B、C、D、E、F位置安裝流量檢測設(shè)備和調(diào)節(jié)閥門，并建立控制環(huán)節(jié)，流量偏差就會在運行中被糾正，溶解氧的控制也會更加有效。

三、分析結(jié)論

曝氣系統(tǒng)的特點如下：

1)污水輸入量為隨機變量，其外部環(huán)境具有許多不確定因素，因此難以建立曝氣生物系統(tǒng)的精確數(shù)學(xué)模型;

2)曝氣系統(tǒng)的參數(shù)維數(shù)高、強耦合，高度非線性;

3)溶解氧存在大時滯，系統(tǒng)平衡難以在較短時間內(nèi)達到;

4)污水處理工藝中需要大量熟練操作人員的實踐經(jīng)驗和知識;

5)曝氣流量分布的穩(wěn)定和均勻是控制處理效果和節(jié)能的基礎(chǔ)。

因此，解決好曝氣系統(tǒng)控制應(yīng)從兩方面加以改善，一是解決曝氣池空氣流量的平衡和穩(wěn)定問題，二是尋求適合溶解氧控制空氣流量的控制策略。
1.靜態(tài)培養(yǎng)

所謂的靜態(tài)培養(yǎng)是：為了防止新生微生物隨水流走，盡可能的提供微生物與填料層的接觸時間，為加快生物膜的形成，開始階段為了避免由于造紙廢水營養(yǎng)單一，故每天一次以BOD5;N：P=100：5：1.5比例投加尿素、二胺、白糖等營養(yǎng)底物。首先將接種污泥50m3(5%生化有效體積)和廢水按1：1的比例稀釋混合后用泵打入生化池內(nèi)，再泵入20%～40%生化體積的生產(chǎn)廢水，然后剩余體積加清水貯滿池子開始曝氣培養(yǎng)。生化池內(nèi)填料的堆放體積按反應(yīng)池有效容積45%～50%。靜置24h不曝氣，使固著態(tài)微生物接種到填料上，然后曝氣24h，靜置2h后排掉反應(yīng)器中呈懸浮狀態(tài)的微生物。再將配制好的混合液加入重復(fù)操作，5天后，填料表面已全部掛上生物膜，第6天開始連續(xù)小水量進水。

2.動態(tài)培養(yǎng)

經(jīng)過6天的悶曝培養(yǎng)，填料表面已經(jīng)生長了薄薄一層黃褐色生物膜，故改為連續(xù)進水，進行動態(tài)培養(yǎng)，調(diào)整進水量，使污水在生化池內(nèi)的停留時間為20小時，控制溶解氧在2～4mg/L之間(用溶氧儀測定溶解氧)。約13天之后，填料上有一些變形蟲、漫游蟲(用生物顯微鏡觀察)，手摸填料有粘性、滑膩感，在24天以后出現(xiàn)鞭毛蟲、鐘蟲、草履蟲游離菌等原生動物。在經(jīng)過24天的培養(yǎng)出現(xiàn)輪蟲、線蟲等后生動物，標志生物膜已經(jīng)長成?？梢蚤_始連續(xù)小水量工業(yè)運行。

(四)生物膜的馴化

馴化的目的是選擇適應(yīng)實際水質(zhì)情況的微生物，淘汰無用的微生物，對于有脫氮除磷功能的處理工藝，通過馴化使硝化菌、反硝化菌、聚磷菌成為優(yōu)勢菌群。具體做法是首先保持工藝的正常運轉(zhuǎn)，然后，嚴格控制工藝控制參數(shù)，DO平均應(yīng)控制在2～4mg/l之間，好氧池曝氣時間不小于5小時，在此過程中，每天做好各項水質(zhì)指標和控制參數(shù)的測定，當生物膜的平均厚度在2-2.5mm左右生物膜培養(yǎng)即告成功，直到出水BOD5、SS、CODCr等各項指標達到設(shè)計要求。

(五)工藝控制參數(shù)的確定

設(shè)計中的工藝控制參數(shù)是在預(yù)測水量、水質(zhì)條件下確定的，而實際投入運行時的污水處理工程其水量、水質(zhì)往往與設(shè)計有適當?shù)牟町?，因此，必須根?jù)實際水量水質(zhì)情況來確定合適的工藝運行參數(shù)，以保證系統(tǒng)正常運行和出水水質(zhì)達標的的同時盡可能降低能耗。

1.工藝參數(shù)內(nèi)容：

需確定的重要工藝參數(shù)有進水泵站的水位控制，初沉池、二沉池池排泥周期，淺層氣浮處理量、加藥量，生物接觸氧化池溶解氧DO、溫度、PH值、生物膜厚、微生物的生長狀態(tài)及種類，二沉池泥面高度等。

2.確定方法：進水泵站水位在保證進水系統(tǒng)不溢流的前提下盡可能控制在高水位運行。用每天排除大泥量的體積和集泥容積對比來確定排泥周期，排泥量體積小于集泥容積。淺層氣浮處理能力由廠區(qū)所排污水量確定，PAC、PAM的投加量由實際混凝、絮凝情況定，理論與實際不太一樣。生物接觸演化池DO一般控制在2.5～3.5mg/l之間、不需污泥回流、常溫控制、PH值在6.0～8.5之間，微生物的生長狀況及種類可由生物顯微鏡觀察。

(六)工藝控制規(guī)程：工藝操作規(guī)程主要是用來指導(dǎo)系統(tǒng)運行的，是工藝運行的主要依據(jù)，其主要包含以下幾方面的內(nèi)容：1，各構(gòu)筑物的基本情況;2，各構(gòu)筑物運行控制參數(shù);3，設(shè)施設(shè)備運行方式;4，工藝調(diào)整方法;5，處理設(shè)施維護維修方式。工藝操作規(guī)程應(yīng)在運行工藝參數(shù)穩(wěn)定確定后編制。

(七)調(diào)試中的其他工作：污水廠要正常穩(wěn)定的運行，還應(yīng)有一套完善的制度，其主要包括管理制度、崗位職責(zé)、操作規(guī)程、運行記錄、設(shè)備、設(shè)施維護工作檔案記錄等，在調(diào)試過程中可分步完成上述工作。

三、異?，F(xiàn)象處理方法及注意事項

1.在生物膜培養(yǎng)的初始階段，采用小負荷進水方式，使填料層表面應(yīng)逐漸被膜狀污泥(生物膜)所覆蓋;

2.試運行中，應(yīng)嚴格監(jiān)測生物接觸氧化池內(nèi)DO、溫度、PH值變化、微生物生長狀態(tài)及種類;

3.嚴格控制生物膜的厚度，保持好氧層厚度2mm左右，應(yīng)不使厭氧層的過分增長，保證生物膜的脫落均衡進行;

4.生物接觸氧化在運行過程中應(yīng)注意在低、中、高負荷時，DO控制不當均有可能發(fā)生生物膜的過分生長與脫落，故應(yīng)控制污泥負荷在0.25～0.3.5kg，BOD5-6/kgMLSS之間;

5.淺層氣浮的加藥處理出水水質(zhì)應(yīng)以滿足生化設(shè)計進水水質(zhì)條件為準，保證氣浮加藥的穩(wěn)定以利于后續(xù)生化處理，因不同廠家生產(chǎn)的PAC含有大約6%～7%的Ca粉容易生化池泛白，經(jīng)曝氣反應(yīng)生成CaCO3包裹生物膜的表面造成生物膜接殼致使生物膜嚴重脫落，影響生化的正常運行。同時因聚合氯化鋁中AL3+、CL-對微生物的生長或多或少的抑制，建議投加聚鐵，F(xiàn)e3+是微生物生長的微量元素。

6.運行前對所有設(shè)施、管道及水下設(shè)備進行檢查，*清理所有雜物，以避免通水后管道、設(shè)備堵塞和維修水下設(shè)備影響調(diào)試的順利進行。

7.培菌初期，曝氣池會出現(xiàn)大量的白色泡沫，嚴重時會堆積整個生化池走道板，這一問題是培菌初期的正?，F(xiàn)象，只要控制好溶解氧和采取適當?shù)南荽胧┚涂梢越鉀Q。

8.運行后期發(fā)現(xiàn)二沉池出水帶有絮狀生物膜、并且從沉淀池底部污泥斗易翻團狀污泥，故應(yīng)盡快排出沉淀池底部污泥斗污泥，減少污泥在二沉池的停留時間。

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