鱼化污水处理厂精确曝气技术应用与优化

在以活性污泥法为主要工艺的生活污水处理过程中,生物池曝气能耗约占污水处理厂总能耗的50%~60%左右。曝气量是活性污泥法工艺重要控制参数之一,对曝气量的精确控制是污水处理节能降耗的有效手段之一[1]。污水处理过程中要想实现按需曝气,需要克服污水处理运行过程中非线性、滞后性、复杂性等诸多不利因素,才能实现对曝气系统的精确控制。本文介绍了鱼化污水处理厂精确曝气控制系统的实际应用及效果,为计划使用或已在运行的精确曝气控制系统的污水处理厂提供一定的参考。

扬州六圩污水厂的工艺改进及优化控制设计

对扬州六圩污水厂一期工程氧化沟内的水质进行了监测分析并研究了农药废水对活性污泥降解能力的影响,发现农药废水中的特殊污染物可以使活性污泥耗氧呼吸速率下降10.5%或更多,严重影响生物处理能力,并造成出水无法稳定达标。基于前期的研究成果,在污水厂二期工程设计中,根据动态进水负荷变化增设了进水在线监测、水解酸化池、生物智能工艺优化控制系统和深度处理设施,以有效缓冲工业废水冲击负荷,吸附和转化有害难降解污染物,并通过生物智能优化控制系统,实时计算工艺各区域污染物降解所需溶解氧,确保精确的气量供应,实现出水稳定达标排放。同时,可有效降低20%～30%的鼓风机能耗,减少污泥量和污泥处理费用。

包头市北郊污水厂二期扩建工程的工艺优化研究

通过对包头市北郊污水处理厂工艺现状的分析,提出了二期扩建工程的工艺优化和设计方案。研究表明:2007年—2009年,在进水氨氮负荷持平或略有降低的情况下出水氨氮浓度略有上升,近2年的超标率为100%,说明工艺的处理效率有所下降。曝气池对氨氮的去除率低,只有9%～10%。通过分析各断面的氨氮浓度、沿程溶解氧和污泥活性,认为是过低的溶解氧浓度、较短的泥龄、硝化细菌所占比例低等因素的共同作用导致了出水氨氮超标。在二期扩建工程中,建议好氧区的溶解氧浓度呈递减分布,通过模型模拟得到好氧区的实际需氧量为40420kg/d,总需气量为40924m3/h。污水厂稳定达标(尤其是氨氮)和节能减排是最迫切需要解决的技术难题,而生物工艺优化控制系统可以实时调整工艺运行参数,满足达标排放要求,并可节省曝气费用为43.2～129.6万元/a,节电为(153.3～459.9)×104kW.h/a。

CAST工艺运行优化和控制研究

根据扬州市汤汪污水处理厂CAST工艺的设计参数及运行情况,利用活性污泥模型ASM2D建立了符合该污水厂实际运行状况的水质模型,分别对不同水温、曝气时间、DO浓度等控制参数下的模拟结果进行定量预测。结果表明,当水温较低时,需确保曝气阶段的DO达到2mg/L或增加曝气时间,以弥补低温对微生物活性的不利影响;当水温较高时,应根据进水水质、水量及模拟结果选择最佳调控参数,以提高出水水质和避免能源浪费。另外,根据CAST工艺优化诊断结果建立了生物工艺智能优化控制系统,使优化成果得以执行实施,从而实现了污水处理厂自动化控制下的节能减排目标。

北方地区氧化沟工艺的升级改造研究

以大量数据为基础,对鹤壁市山城污水厂和淇滨污水厂的两种氧化沟工艺进行了优化诊断,针对进水水量不足、有机物浓度较低的现状,通过研究对污染物的去除效率,探寻两个污水厂出水水质不达标的原因。研究发现其出水水质不达标的原因有:目前的进水污染物负荷远远超过原设计能力;运行参数不符合降解污染物的需要。通过构建符合污水厂实际运行参数的活性污泥模型进行预测,提出了能确保出水水质达标的改造工艺和优化方案。这为北方地区氧化沟工艺的升级改造提供了一个科学、经济的改造思路。经估算,通过改造可使山城污水厂多削减TN、TP分别为82.13、8.22 t/a,且目前对溶解氧的调整就已使山城污水厂减少电费支出约49.3万元/a。

上海市龙华水质净化厂工艺模型建立及模拟优化分析

基于对龙华水质净化厂大量的试验数据、现场调研资料和污水厂运行参数的系统分析,以BioWin数学软件为平台,搭建了符合龙华水质净化厂AO系统的虚拟模型。为了使出水水质达到更高的排放标准,从工艺运行参数调整和工艺改造两方面进行预测分析。虽然污水厂运行参数调整能最大化发挥其处理效率,但是无法有效降低出水TN浓度,建议将工艺改造成倒置A/A/O工艺。

白龙港水质净化厂BIOS系统的调试运行分析

为确保出水水质的稳定达标并实现节能降耗的目的,在白龙港水质净化厂生物池的调试运行中,采用了基于活性污泥模型的生物工艺过程优化控制系统(BIOS),通过数学模型计算并以前馈控制方式对各廊道的溶解氧及内回流比控制值进行优化。结果表明,采用BIOS系统后出水水质稳定且节能效果显著。针对PID方式对于生物池溶解氧进行实时控制的不足,提出采用生物池曝气控制系统(BACS)、以前馈方式根据耗氧速率(OUR)来实时控制曝气量,使溶解氧控制符合生物工艺过程优化控制的要求。通过总结现有曝气管路布置情况下存在的问题,对扩建工程中的供气系统进行了设计改进和优化,确保在二期建设项目中B IOS系统能达到控制目标。

传统活性污泥工艺升级改造的设计优化研究

应用系统分析方法和ASM2d活性污泥模型模拟技术,对包头市北郊水质净化厂传统活性污泥工艺的升级改造方案进行了优化设计。通过系统分析进水和出水水质、运行参数及活性污泥降解性能来寻求升级改造中的关键因素,并在此基础上选定改良A2/O与深度处理(高密度沉淀池/微滤)组合工艺作为该厂的升级改造工艺,同时建立改良A2/O工艺模型,对不利温度(12℃)下的不同运行工况进行了模拟预测,并最终确定了最佳的污泥浓度、污泥回流量、内回流比、生物池溶解氧浓度等关键性技术参数值,为污水处理厂的升级改造和扩建方案提供了可行性预测和优化设计。

污水处理厂提标改造工程中曝气控制系统的应用

安徽巢湖市岗岭污水厂提标改造工程有利于改善巢湖最大支流裕溪河的水质,促进区域经济发展和保护水环境。工程设计中通过收集现有一期工程实际进水数据,统计其累积频率为92%、50%和8%的进水水质,作为提标改造设计进水条件,充分利用一期工程现况,将扩建和提标相结合。在曝气控制上通过传统方法和数学模型,计算不同工况下需氧量和需气量,发现两者具有较好的一致性,但模型计算更具优势。通过空气管径核算、优化管路布置、曝气器和鼓风机设备选型,为实现生物工艺曝气控制系统(BACS)奠定良好基础。该系统通过对鼓风机总风量的调节及流量调节阀门的联动,及时准确地分配与控制生物反应池气量,以达到溶解氧及处理效果稳定控制的需求,最终实现节能降耗。

包头市北郊水质净化厂的进水水质特征及影响因素

分析了包头市北郊水质净化厂的进水水质特征。在采样方面,对比了瞬时样与混合样的区别;在分析参数方面,引入了溶解性COD和颗粒性COD。结果表明,工业废水、居民生活污水和城市公共污水的水量分别占北郊水质净化厂总进水量的35%、50%和15%;工业废水、居民生活污水和城市公共污水的COD负荷对总COD负荷的贡献率分别为20.9%、68.4%和10.7%,氨氮负荷对总氨氮负荷的贡献率分别为8.8%、83.0%和8.2%。造成包头市居民生活污水中COD和氨氮浓度偏高的原因主要是人均用水量少和没有设置化粪池。城市污水水质特征调查可为污水处理厂的设计和运行提供基础数据,在保证出水水质达标的基础上,降低基建费用和运行成本。

温岭观岙污水厂一期工艺诊断及二期扩建方案研究

温岭市观岙污水处理厂现有一期工程的规模为7×104m3/d,采用氧化沟工艺,出水水质执行国家二级排放标准。通过系统化的工艺诊断发现,一期工艺的脱氮除磷效果不甚理想,出水NH3-N、TN和TP浓度不能稳定达到未来的一级B标准要求。因此,建议修理或更换表曝机及相关主要设备、调整工艺运行参数、改造成A/O工艺、增加化学除磷单元。同时,对二期扩建工程的生物智能控制系统进行了研究,从合理的管路布置和管径大小、精确的在线仪表、优良的鼓风供气系统三方面提出了功能实现要求,以期达到生物工艺过程控制和节能减排。

Bardenpho工艺内回流与碳源投加耦合控制动态模拟

为了进一步提高Bardenpho工艺的脱氮性能,以南方某污水厂扩建项目为研究对象,基于Bio Win/Controller模型软件平台,对比4种内回流和碳源投加的控制策略,并进行连续93d的动态模拟。结果表明,内回流和碳源投加的耦合控制策略无论在工艺稳定性、抗冲击负荷能力,还是节能降耗上都是最优的。该控制策略由2个控制环路组成,一个环路控制碳源投加量,使后置缺氧区硝酸盐氮浓度维持在设定值(4 mg/L);另一个环路控制内回流量,维持缺氧区硝酸盐氮设定值浓度为2 mg/L。

苏州福星污水厂生物池工艺控制系统设计及分析

生物池工艺智能优化控制系统是污水处理厂达标和节能的关键技术。苏州福星污水处理厂为了满足一级A排放标准,在综合改造工程中决定应用生物智能优化控制系统。为了能使这套控制系统在苏州福星污水处理厂实施,从工艺和设备配套方面进行技术分析和选型设计分析,并在此基础上设计一套完整的生物池工艺优化控制系统方案。结合实际案例展望该系统在福星污水厂所能带来的最佳控制效果与可能的经济收益,最终实现福星污水处理厂出水水质稳定达标以及运行的"节能减排"目标。

扬州六圩污水厂智能优化控制系统调试与运行

针对扬州六圩污水处理厂进水中工业废水所占比例较大,且存在较多难降解物质和毒性物质的情况,为确保工艺正常运行和出水水质的稳定达标,在生物池中安装在线监测仪表实时反映进水污染物负荷的变化和工艺的运行状况。在保证出水水质稳定达标的前提下,通过生物智能优化控制系统(BIOS)计算出内回流比和各廊道所需溶解氧,曝气控制系统(BACS)根据生物智能优化控制系统得出的溶解氧设定值,对鼓风机、空气阀门等设备进行调整,使曝气量既能满足生物池的溶解氧需要,又不浪费能源。BACS将追踪溶解氧的响应时间控制在30 min以内;在48 h连续控制周期内,西池第一和第二廊道溶解氧实时值与设定值的偏差在±0.5 mg/L之内的时间分别占88.40%、98.99%。通过两套系统的联动运行,在保证出水水质稳定的前提下为六圩污水处理厂降低了约19.4%的鼓风系统能耗。

MBR工艺用于旅游区污水处理及中水回用

旅游景区对水环境要求较高,MBR膜技术在上海崇明东滩湿地公园污水处理系统的应用,降低了温室气体排放量,具有出水水质好、占地面积小、可回用等优点,达到了低碳水处理的要求。同时,设计60 m3/d的中水回用系统,用于冲厕、园区灌溉、道路清洗、洗车和喷泉用水。污水处理站根据现场实际工况条件,采取防渗措施、调整工艺运行模式和增加加药除磷设备,使污水站的运行更加稳定,最终实现了低碳运行管理。

六圩污水厂生物智能控制系统二期运行及三期设想

自动化控制是未来污水处理系统过程控制发展的必然趋势,实现全厂控制是发展的最终目标。生物智能控制系统是一套生物池过程控制系统,在扬州六圩污水处理厂的成功应用,大大提高了污水厂的自动化水平,从粗放型管理控制转变为精细化自动控制,同时也节约了大量人力成本,耗电量节省20%左右。三期工程建议从鼓风机设计、生物池空气管路设计、内回流控制系统和系统化成套集成四个方面做进一步优化,为生物智能控制系统成功应用奠定基础,可以进一步扩大二期节能空间,实现整个污水处理厂运行精细化管理的目标。