在線水質(zhì)儀表在城市污水廠節(jié)能中的應(yīng)用
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目前，我國污水處理廠比較重視出水水質(zhì)的檢測，一般都設(shè)有在線分析儀表。進水水質(zhì)檢測則依靠實驗室檢測，檢測次數(shù)少。然而，進水負荷是不斷變化的，使得設(shè)備運行狀態(tài)調(diào)整滯后，導(dǎo)致出水水質(zhì)不穩(wěn)定。為保證出水達到排放標準，一般采取保守“可靠”的方式運行，具有一定的富余量。這種運行方式效率低，浪費大。當出現(xiàn)沖擊負荷時，這種運行方式就變得不可靠了，出水很難達到排放標準。
ICA技術(shù)概念
國際水質(zhì)協(xié)會（IAWQ）提出了ICA技術(shù)概念，即儀器化（Instrumentation）、控制化（Control）和自動化（Automation）。通過實時監(jiān)測污水處理過程中的進水負荷和出水水質(zhì)，如溫度、pH、ORP、DO、氨氮、硝氮、磷、污泥界面、污泥濃度、流量等參數(shù)，利用廢水生物處理動力學(xué)模型，緊密結(jié)合前（反）饋、PID、自適應(yīng)等現(xiàn)代控制理論，實時計算工廠最優(yōu)控制的各種設(shè)定值，自動調(diào)節(jié)供氧強度、優(yōu)化脫氮除磷、控制藥劑投加、優(yōu)化排泥和污泥脫水過程，從而對整個工藝過程進行優(yōu)化控制。通過對進水負荷的實時監(jiān)測，能夠?qū)崿F(xiàn)快速響應(yīng)，提高處理效率，滿足日益嚴格的污水排放標準，增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性，減輕沖擊負荷對水處理系統(tǒng)的危害，實現(xiàn)節(jié)能降耗，減少運行成本和碳排放。
ICA的技術(shù)核心是檢測儀器、數(shù)學(xué)模型和過程控制系統(tǒng)，所有可靠的優(yōu)化控制策略都是基于有效準確的檢測值。國內(nèi)外大量運行經(jīng)驗表明，通過在線水質(zhì)分析儀器的監(jiān)測，能夠?qū)崿F(xiàn)污水處理系統(tǒng)的過程優(yōu)化控制。在歐洲一些污水處理技術(shù)領(lǐng)先的地區(qū),已經(jīng)投入了大量的研究,并取得了階段性的成果。
Peel Common污水處理廠
英國南部的Peel Common污水處理廠，是英國早期建立的污水處理廠之一，已經(jīng)有了66年的運行歷史，服務(wù)人口25萬人，處理水量約6萬m3/d，采用4級Bardenpho工藝（在傳統(tǒng)AAO工藝的好氧區(qū)末段增加停曝氣缺氧區(qū)，加強反硝化），如圖1所示。
整個優(yōu)化系統(tǒng)包括多個控制策略：
對生化池的1、2組實行溶解氧開環(huán)+閉環(huán)控制策略，裝有全部的Hach公司在線水質(zhì)分析儀器，根據(jù)進水氨氮濃度，計算四段好氧段的溶解氧設(shè)定值，并根據(jù)出水氨氮的濃度進行檢驗。生化池的7、8組作為對比池，僅安裝在線溶解氧儀、氨氮依然沿用傳統(tǒng)的溶解氧恒定的PID控制策略，好氧4區(qū)的溶解氧設(shè)定值分別為2、2、1、0.5 mg/L（見圖3）。
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