【案例】污水处理厂精确曝气和加药控制管理系统的应用研究

【案例】污水处理厂精确曝气和加药控制管理系统的应用研究

  为促进行业交流进步，便于行业同侪互学互促，推动中国环境产业转型升级。E20环境产业圈层特推出

  光大水务（济南）有限公司一厂四期、二厂三期10万吨扩建工程于2019年1月商业运行。为加强污水厂的提质增效和节能降耗工作，有效解决污水处理过程曝气电耗、脱氮除磷药剂费用相比来说较高的问题，在两厂设置精确曝气和精确加药控制管理系统，利用系统自动化、智能化控制实现了对曝气、碳源和除磷药剂的精准控制，进一步提升了污水运营管理的精细化水平，确保了污水处理厂的稳定达标运行，大大降低了运行成本，发挥了显著的经济、社会和环境效益。

  污水处理厂精确曝气和加药控制管理系统在一厂四期、二厂三期的应用研究，确保了出水COD、NH3-N、TN、TP等指标稳定低于排放限值，保障了出水稳定达标排放，对于济南市小清河治理和水生态环境改善具备极其重大意义。同时系统的稳定应用促进了“智慧水务”的建设和发展，有效节省了人力、物力，符合未来无人或少人值守的污水厂发展的新趋势，为其他污水厂的建设运营提供了有益借鉴，在污水处理行业中具有较好的示范和推广应用价值。

  精确曝气控制模式下，生物池好氧区DO波动范围在±0.5mg/L以内，尤其在水量波动时，系统出水COD、氨氮指标均稳定达标，同时在一厂四期、二厂三期可节省10%左右的曝气电耗。精确脱氮和精确除磷加药模式下能轻松实现对加药量的实时调控，且出水TN、TP稳定性较好，同时在一厂四期、二厂三期可节省10%左右的碳源和除磷药剂投加量，发挥了良好的经济效益。

  本项目从转变污水处理运行控制理念进行突破，在污水处理能耗较好的生化池采用具有自动化、智能化、精准化控制优势的精确曝气和加药控制管理系统，以此来实现污水处理曝气电耗和脱氮除磷药耗的降低，促进了“智慧水务”和“智慧城市”的建设和发展，有效节省了人力、物力，发挥了显著的社会效益。

  污水处理厂精确曝气和加药控制管理系统确保了出水稳定达标排放，对于济南市小清河治理和水生态环境改善具备极其重大意义，发挥了显著的生态效益。

  精确曝气控制通过比对工艺参数的测量值和设定差以及变化趋势，基于生化处理模型算法以及经验数据计算出曝气控制区域的曝气量，并结合实测的生化池各分区DO值，对鼓风机组来优化调节，对鼓风机和各受控曝气单元的气量进行自动分配，智能控制每个控制区的溶氧量，为生物处理过程提供精确曝气。采用“前馈+反馈”控制方式，将生物池各阶段DO值及出水COD、氨氮等指标作为反馈数据，根据其变化对风机曝气量和曝气支管阀门开度进行调节；前馈数据采用进水流量数据，当流量变化超过设定值时，系统及时作出调整曝气量对反馈控制进行适当干预，确保系统准确、稳定运行。

  精确加药控制管理系统是一套独立实现污水处理厂实时碳源和除磷剂优化投加控制管理系统。该系统根据进水负荷对生物池是否投加或投加碳源量进行自动计算与控制，在保证总氮出水达标的前提下，降低药剂的使用成本；该系统根据进水总磷负荷对生化系统前端/中端/后端化学除磷工艺中投加的除磷药剂进行自动计算与控制，在保证总磷出水达标的前提下优化除磷剂投加量，降低药剂使用成本，并减少总系统的化学产泥量。

  该精确曝气和加药控制管理系统基于生化处理模型算法、经验数据及厂区反馈的实时数据，计算曝气量和加药量。精确曝气系统对鼓风机和各受控曝气单元的气量进行自动分配，智能控制每个控制区的溶氧量，起到精确曝气的作用；精确加药系统通过脱氮模块和除磷模块，自动进行计算与控制，在保证出水水质达标的前提下调整药剂投加量，进而达到精确加药的目的。

  3）控制生物池曝气量、碳源和除磷药剂投加量在合理水平，明显降低运行成本。

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