歡迎來(lái)到人工智能的世界博客主頁(yè)卿云閣歡迎關(guān)注點(diǎn)贊收藏??留言本文由卿云閣原創(chuàng)首發(fā)時(shí)間2026年9月29日??希望可以和大家一起完成進(jìn)階之路作者水平很有限如果發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤請(qǐng)留言轟炸哦萬(wàn)分感謝目錄引言曝氣系統(tǒng)節(jié)能措施鼓風(fēng)擴(kuò)散曝氣系統(tǒng)的節(jié)能措施風(fēng)機(jī)合理選型間歇曝氣曝氣過(guò)程控制溶解氧自動(dòng)控制工作原理溶解氧控制策略新進(jìn)展最大閥位優(yōu)先MOV控制集成式風(fēng)量控制污泥停留時(shí)間 / 溶解氧SRT/DO聯(lián)合自動(dòng)控制使用非 DO 控制參數(shù)的新興技術(shù)呼吸測(cè)量法Respirometry引言曝氣工藝是污水處理廠(chǎng)所有單元中能耗最高的環(huán)節(jié)。盡管能耗與場(chǎng)地條件相關(guān)不同污水處理廠(chǎng)之間差異巨大但曝氣能耗占全廠(chǎng)總能耗的 25%60%WEF2009。由于曝氣環(huán)節(jié)能耗高通過(guò)對(duì)曝氣系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與運(yùn)行優(yōu)化盡可能匹配工藝實(shí)際需氧量能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能。通過(guò)深入掌握特定污水的需氧規(guī)律以及需氧量隨晝夜、季節(jié)的波動(dòng)特征污水處理廠(chǎng)可賦予曝氣系統(tǒng)運(yùn)行彈性高效響應(yīng)實(shí)時(shí)需氧負(fù)荷。曝氣系統(tǒng)節(jié)能措施污水曝氣可通過(guò)向水體鼓入空氣或高純氧氣實(shí)現(xiàn)也可通過(guò)水體攪動(dòng)使水體與大氣接觸完成氧氣傳遞。最常見(jiàn)的兩類(lèi)曝氣系統(tǒng)為鼓風(fēng)擴(kuò)散曝氣與機(jī)械表面曝氣。將鼓風(fēng)曝氣與機(jī)械攪拌相結(jié)合的復(fù)合系統(tǒng)包括射流曝氣系統(tǒng)、U 型管曝氣器與潛水渦輪曝氣器。溶解氧濃度越接近飽和值氧氣溶入水體的阻力越大氧轉(zhuǎn)移效率 OTE 越低。鼓風(fēng)擴(kuò)散曝氣系統(tǒng)的節(jié)能措施鼓風(fēng)擴(kuò)散曝氣系統(tǒng)在污水液面以下送入空氣。系統(tǒng)主要組成包括進(jìn)氣系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)、空氣管道系統(tǒng)、曝氣器以及控制系統(tǒng)。進(jìn)氣系統(tǒng)一般配有過(guò)濾器防止空氣中顆粒物損壞風(fēng)機(jī)與曝氣器。曝氣系統(tǒng)常規(guī)節(jié)能措施包括1風(fēng)機(jī)合理選型2渠道曝氣專(zhuān)用風(fēng)機(jī)3池內(nèi)曝氣器布置第四種新興措施為間歇曝氣。下面分別展開(kāi)介紹。風(fēng)機(jī)合理選型存在多種可高效運(yùn)行的風(fēng)機(jī)配置方案大型污水處理廠(chǎng)可選方案尤其豐富。一般而言風(fēng)機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的調(diào)節(jié)比可調(diào)范圍至少應(yīng)達(dá)到 5:1即系統(tǒng)可在額定滿(mǎn)負(fù)荷 1/5 的工況下穩(wěn)定運(yùn)行Cantwell 等人2009。兼顧高效運(yùn)行與備用保障的常見(jiàn)配置方案4 臺(tái)風(fēng)機(jī)每臺(tái)承擔(dān)設(shè)計(jì)風(fēng)量的 33%或 2 臺(tái)風(fēng)機(jī)各承擔(dān) 25% 設(shè)計(jì)風(fēng)量搭配另外 2 臺(tái)各承擔(dān) 50% 設(shè)計(jì)風(fēng)量。實(shí)例 4-1 展示了某水務(wù)單位通過(guò)更換小型風(fēng)機(jī)每年節(jié)電約 100 萬(wàn)千瓦時(shí)。節(jié)能改造措施2003 年 7 月水廠(chǎng)將 2 臺(tái) 700 馬力風(fēng)機(jī)更換為 2 臺(tái) 350 馬力風(fēng)機(jī)以此降低運(yùn)行溶解氧濃度同時(shí)更新溶解氧探頭更換為新型膜式傳感器并將原有單回路 PID 溶解氧控制系統(tǒng)升級(jí)為集成式直接流量控制系統(tǒng)配套閥門(mén)最大開(kāi)度控制MOV邏輯。改造期間6 座曝氣池中有 3 座暫停投運(yùn)。節(jié)能效益風(fēng)機(jī)替換帶來(lái)顯著節(jié)能效果年節(jié)電量約 100 萬(wàn)千瓦時(shí)約占全廠(chǎng)總能耗的 9%每年節(jié)約能源費(fèi)用 6.5 萬(wàn)美元以上。項(xiàng)目總投資約 20 萬(wàn)美元靜態(tài)投資回收期約 3 年。間歇曝氣間歇曝氣通過(guò)縮短曝氣系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)或降低曝氣規(guī)模實(shí)現(xiàn)節(jié)能。該方法并非適用于所有污水廠(chǎng)已滿(mǎn)負(fù)荷或接近滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行的水廠(chǎng)尤其不適合需逐項(xiàng)評(píng)估避免對(duì)處理工藝造成不利影響。該工藝的原理為短時(shí)暫停某曝氣區(qū)供氣或在不同曝氣區(qū)間輪換供氣。周期時(shí)長(zhǎng)可依據(jù)溶解氧濃度控制也可采用固定時(shí)序控制。 溶解氧控制模式下溶解氧達(dá)到設(shè)定高值時(shí)停止供氣降至下限值時(shí)重啟供氣。時(shí)序控制模式的周期時(shí)長(zhǎng)由設(shè)定最長(zhǎng)時(shí)間嚴(yán)格管控。許多池體受混合條件限制設(shè)定停氣最長(zhǎng)時(shí)間時(shí)必須充分考慮混合效果同時(shí)池內(nèi)污泥沉降風(fēng)險(xiǎn)也應(yīng)納入周期時(shí)長(zhǎng)的設(shè)計(jì)考量。曝氣過(guò)程控制曝氣過(guò)程控制對(duì)于污水處理廠(chǎng)高效運(yùn)行至關(guān)重要曝氣過(guò)量與曝氣不足都會(huì)帶來(lái)不利影響。過(guò)量曝氣造成的能耗浪費(fèi)會(huì)快速累積能耗隨溶解氧濃度升高呈指數(shù)增長(zhǎng)。維持生物活性穩(wěn)定所需的溶解氧濃度隨現(xiàn)場(chǎng)條件而異活性污泥系統(tǒng)通常為 1.02.0 mg/L僅用于硝化反應(yīng)時(shí)溶解氧可低至1.0 mg/L。如前文所述運(yùn)行溶解氧越接近飽和值氧氣溶入水體的傳質(zhì)阻力越大。這不僅會(huì)降低氧轉(zhuǎn)移效率OTE還會(huì)增加將氧氣溶入液相所需能耗。除能耗浪費(fèi)外已有文獻(xiàn)報(bào)道高溶解氧還會(huì)引發(fā)以下運(yùn)行問(wèn)題1污泥沉降性能變差2絲狀菌引發(fā)泡沫增多低溶解氧條件下也可能出現(xiàn)該現(xiàn)象3回流液攜帶高溶解氧對(duì)生物脫氮系統(tǒng)的缺氧區(qū)產(chǎn)生不利影響曝氣不足則會(huì)造成活性污泥工藝處理效果下降、污泥膨脹部分工況下還會(huì)因發(fā)生非預(yù)期的生物除磷導(dǎo)致污泥處理單元生成鳥(niǎo)糞石含磷沉淀物。核心要點(diǎn)是精準(zhǔn)控制溶解氧水平使曝氣系統(tǒng)按需供氧。本節(jié)介紹溶解氧自動(dòng)控制相關(guān)節(jié)能措施涵蓋溶解氧檢測(cè)儀表新進(jìn)展、新型溶解氧控制技術(shù)以及采用溶解氧以外參數(shù)作為控制指標(biāo)的新興技術(shù)。溶解氧自動(dòng)控制曝氣過(guò)程自動(dòng)控制是一項(xiàng)重要節(jié)能措施可快速響應(yīng)池內(nèi)工況變化為污水廠(chǎng)節(jié)約大量能耗。曝氣池內(nèi)維持生物反應(yīng)所需的耗氧量即需氧量與進(jìn)水中有機(jī)物和氨氮負(fù)荷成正比。因此曝氣需氧量呈現(xiàn)相同的日變化規(guī)律午夜時(shí)段最低早、晚出現(xiàn)峰值。需氧量峰值與最小值之比通?？蛇_(dá)2:1小型污水廠(chǎng)以及旅游度假區(qū)污水廠(chǎng)該比值會(huì)更高。污泥脫水工序間歇性排出高氨氮上清液也會(huì)造成池內(nèi)需氧量急劇上升。與之相反雨水徑流的稀釋作用會(huì)降低需氧量。除污水自身需氧量波動(dòng)外池內(nèi)氧轉(zhuǎn)移效率還會(huì)隨空氣、水溫以及固體濃度、表面活性劑等水質(zhì)指標(biāo)變化。過(guò)去污水廠(chǎng)運(yùn)行人員通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)獲取曝氣池溶解氧濃度并依據(jù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)風(fēng)機(jī)或曝氣系統(tǒng)閥門(mén)進(jìn)行操作調(diào)整按照設(shè)定目標(biāo)值增減曝氣供氧量。這類(lèi)人工監(jiān)測(cè)一般每日僅開(kāi)展一次或少數(shù)幾次難以捕捉溶解氧需求的日內(nèi)波動(dòng)。此外為防止進(jìn)水水質(zhì)突變導(dǎo)致溶解氧低于目標(biāo)值運(yùn)行中通常預(yù)留較高安全余量。為使供氣量更加匹配生物工藝的需氧量目前水務(wù)單位普遍安裝自動(dòng)控制系統(tǒng)。部分新型風(fēng)機(jī)自帶自動(dòng)控制功能保障穩(wěn)定運(yùn)行并進(jìn)一步節(jié)能。由于能耗隨溶解氧濃度升高呈指數(shù)增長(zhǎng)溶解氧自動(dòng)控制的節(jié)能潛力可觀(guān)。例如WEF 與 ASCE2006估算曝氣系統(tǒng)溶解氧精準(zhǔn)控制可為污水廠(chǎng)節(jié)約 10%30% 總能耗成本。實(shí)際節(jié)能量因地而異很大程度取決于自動(dòng)化改造前原有控制系統(tǒng)水平。WEF2009指出大中型污水處理廠(chǎng)安裝溶解氧自動(dòng)控制裝置投資回收期一般在數(shù)年以?xún)?nèi)。工作原理溶解氧自動(dòng)控制系統(tǒng)采集曝氣池內(nèi)溶解氧探頭的實(shí)時(shí)溶解氧讀數(shù)作為過(guò)程控制器的輸入信號(hào)。過(guò)程控制器向曝氣系統(tǒng)下發(fā)控制指令調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)刷轉(zhuǎn)子或風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、風(fēng)機(jī)可調(diào)導(dǎo)葉位置以及池內(nèi)立管控制閥開(kāi)度供給適量空氣維持溶解氧設(shè)定值。簡(jiǎn)易控制系統(tǒng)可只用一支溶解氧探頭所有曝氣池共用同一個(gè)溶解氧目標(biāo)值。更為復(fù)雜的控制方案為每個(gè)曝氣池或單池內(nèi)各個(gè)工藝段分別配置獨(dú)立溶解氧探頭與空氣總管控制閥各池 / 各段單獨(dú)設(shè)定溶解氧目標(biāo)值可進(jìn)一步提升節(jié)能效果。溶解氧自動(dòng)控制系統(tǒng)主要組成部分溶解氧探頭常見(jiàn)類(lèi)型包括膜式應(yīng)用最廣、原電池式以及新興光學(xué)式傳感器。探頭應(yīng)安裝在各曝氣池中部推流式曝氣池則靠近進(jìn)水端布設(shè)。風(fēng)機(jī)風(fēng)量控制通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)輸出風(fēng)量控制系統(tǒng)總供氣量控制方式取決于風(fēng)機(jī)類(lèi)型。容積式風(fēng)機(jī)采用變頻器VFD調(diào)節(jié)風(fēng)量多級(jí)離心風(fēng)機(jī)常采用入口節(jié)流方式也可搭配變頻器提升效率與調(diào)節(jié)范圍。新一代單級(jí)離心風(fēng)機(jī)采用調(diào)速、入口導(dǎo)葉與出口可調(diào)擴(kuò)散器調(diào)節(jié)流量進(jìn)一步提高能效。池體風(fēng)量控制風(fēng)機(jī)總供氣量分配至多座曝氣池以及每座池內(nèi)的多組曝氣單元各區(qū)域供氣量應(yīng)匹配該區(qū)域工藝需氧。小型污水廠(chǎng)常采用人工調(diào)節(jié)池體風(fēng)量大型水廠(chǎng)使用自動(dòng)風(fēng)量閥隨溶解氧變化連續(xù)調(diào)節(jié)供氣。特大型水廠(chǎng)還可實(shí)現(xiàn)分區(qū)獨(dú)立自動(dòng)控制。最大閥位優(yōu)先控制MOV可自動(dòng)調(diào)節(jié)總管壓力保持至少一個(gè)閥門(mén)接近全開(kāi)從而降低系統(tǒng)壓力、減少能耗。過(guò)程控制系統(tǒng)曝氣系統(tǒng)過(guò)程控制器接收溶解氧探頭信號(hào)將實(shí)測(cè)值與設(shè)定值對(duì)比必要時(shí)向空氣調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)發(fā)送動(dòng)作指令。系統(tǒng)大多由可編程邏輯控制器PLC組成一般通過(guò)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)SCADA組網(wǎng)大型水廠(chǎng)有時(shí)采用集散控制系統(tǒng)DCS集成現(xiàn)場(chǎng)控制器與計(jì)算機(jī)操作界面。溶解氧自動(dòng)控制系統(tǒng)一般采用反饋控制回路根據(jù)曝氣池溶解氧變化調(diào)整風(fēng)機(jī)與曝氣池的供氣量?？刂撇呗钥墒趾?jiǎn)單例如開(kāi)關(guān)控制、定值控制也可基于專(zhuān)有算法實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制。串級(jí)控制系統(tǒng)是溶解氧自動(dòng)控制的常用方案。串級(jí)控制的第一級(jí)回路過(guò)程控制器依據(jù)池內(nèi)溶解氧探頭讀數(shù)向池體風(fēng)量控制回路發(fā)送信號(hào)。例如當(dāng)溶解氧實(shí)測(cè)值低于目標(biāo)值控制器要求增加該池供氣。部分工況下溶解氧控制回路可直接調(diào)節(jié)池體風(fēng)量控制閥多數(shù)系統(tǒng)會(huì)配套流量計(jì)與獨(dú)立風(fēng)量控制器此時(shí)溶解氧控制回路的輸出即為風(fēng)量控制器的設(shè)定值。第二級(jí)回路建立在總管壓力變送器與風(fēng)機(jī)系統(tǒng)之間。池體風(fēng)量控制閥的開(kāi)閉會(huì)引起管路壓力自然升降池閥開(kāi)大總管壓力下降壓力控制回路向風(fēng)機(jī)控制器發(fā)送信號(hào)提升風(fēng)機(jī)供氣量。即壓力控制回路的輸出作為風(fēng)機(jī)風(fēng)量控制器的設(shè)定值。圖 4-2 為本常用控制系統(tǒng)示意圖。溶解氧控制策略新進(jìn)展盡管溶解氧自動(dòng)控制相比人工控制已有顯著提升但仍存在局限性。當(dāng)進(jìn)水有機(jī)物或氨氮負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)池內(nèi)溶解氧濃度改變存在滯后至少數(shù)分鐘有時(shí)會(huì)更長(zhǎng)增減風(fēng)量后工藝體系達(dá)到新平衡同樣需要時(shí)間。這會(huì)造成閥門(mén)在池內(nèi)溶解氧穩(wěn)定之前反復(fù)啟閉。例如風(fēng)量增大后可能出現(xiàn)溶解氧超調(diào)需要再次調(diào)整閥門(mén)開(kāi)度與風(fēng)量才能回到目標(biāo)值。為逼近溶解氧設(shè)定值而反復(fù)調(diào)節(jié)的現(xiàn)象通常稱(chēng)為振蕩hunting。運(yùn)行人員會(huì)對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)整定以減輕振蕩但保守的整定方式又會(huì)造成系統(tǒng)對(duì)池內(nèi)工況變化反應(yīng)遲鈍。溶解氧濃度與池體供風(fēng)量之間的非線(xiàn)性關(guān)系進(jìn)一步加大了參數(shù)整定的難度。新型溶解氧控制算法旨在解決上述問(wèn)題。本節(jié)介紹兩項(xiàng)新興的專(zhuān)利型溶解氧自動(dòng)控制節(jié)能技術(shù)集成式風(fēng)量控制、污泥停留時(shí)間 / 溶解氧聯(lián)合自動(dòng)控制同時(shí)闡述最大閥位優(yōu)先MOV控制方法。基于非溶解氧參數(shù)的控制方案將在 4.3.2 節(jié)介紹。最大閥位優(yōu)先MOV控制MOV 控制的目標(biāo)是避免風(fēng)機(jī)出口側(cè)過(guò)度節(jié)流。先建立壓力再通過(guò)節(jié)流閥消耗壓力這種模式能耗很高。節(jié)流程度僅需滿(mǎn)足合理分配風(fēng)量即可。實(shí)現(xiàn)方式為保證需氧量最高區(qū)域?qū)?yīng)的調(diào)節(jié)蝶閥基本處于全開(kāi)狀態(tài)。MOV 現(xiàn)已普遍集成在新一代曝氣控制系統(tǒng)中。如果在現(xiàn)有控制系統(tǒng)上加裝MOV經(jīng)濟(jì)性可能不佳但水廠(chǎng)在風(fēng)機(jī)或曝氣控制改造升級(jí)時(shí)應(yīng)考慮將 MOV 納入設(shè)計(jì)要求。集成式風(fēng)量控制集成式風(fēng)量控制是 ESCOR 公司能源策略公司現(xiàn)隸屬于德萊賽公司 Dresser, Inc.開(kāi)發(fā)的專(zhuān)利曝氣控制系統(tǒng)取消了很多溶解氧自動(dòng)控制系統(tǒng)中常見(jiàn)的壓力控制回路。尤其在小型系統(tǒng)中控制系統(tǒng)為應(yīng)對(duì)工藝與環(huán)境空氣條件變化調(diào)節(jié)風(fēng)量和壓力時(shí)壓力控制回路容易造成風(fēng)機(jī)與調(diào)節(jié)閥運(yùn)行不穩(wěn)定周期性波動(dòng)或振蕩。集成式風(fēng)量控制工程落地后曝氣工藝穩(wěn)定性更好、參數(shù)整定簡(jiǎn)化風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率提升。美國(guó)羅得島州納拉甘西特灣委員會(huì)旗下巴克林角污水廠(chǎng)在 2005 年對(duì) 46 百萬(wàn)加侖 / 日規(guī)模水廠(chǎng)完成升級(jí)后投用 ESCOR 曝氣控制系統(tǒng)。本次改造對(duì)曝氣系統(tǒng)重新配置優(yōu)化改良型 Ludzack-EttingerMLE工藝滿(mǎn)足生物脫氮要求。改造后水廠(chǎng)配置 3 臺(tái) 600 馬力風(fēng)機(jī)2 臺(tái)運(yùn)行、1 臺(tái)備用原先由于供氣控制不足總氮去除效果難以穩(wěn)定。ESCOR 集成式風(fēng)量控制系統(tǒng)不同于原有基于壓力的控制方案采用風(fēng)機(jī)直接流量控制。當(dāng)曝氣池溶解氧偏離設(shè)定值時(shí)所需風(fēng)量增量同步調(diào)整池內(nèi)曝氣立管風(fēng)量與風(fēng)機(jī)輸出風(fēng)量?？刂葡到y(tǒng)內(nèi)置 MOV 邏輯直接調(diào)節(jié)池體風(fēng)量控制閥開(kāi)度確保至少一個(gè)閥門(mén)始終保持最大開(kāi)度從而在不設(shè)置壓力控制設(shè)定值的前提下最小化系統(tǒng)壓力見(jiàn)圖 4-4。相較于壓力控制系統(tǒng)該方案結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單控制更穩(wěn)定精準(zhǔn)取消壓力控制回路大幅減少整定工作量。圖 4-4 溶解氧自動(dòng)控制集成風(fēng)量控制系統(tǒng)集成式風(fēng)量控制系統(tǒng)滿(mǎn)足總氮排放所需的溶解氧控制要求。自 2006 年底投運(yùn)后的前三年該廠(chǎng)年均節(jié)電約 124.7 萬(wàn)千瓦時(shí)平均降幅 12%節(jié)約電費(fèi)近 13.6 萬(wàn)美元。節(jié)電的核心原因不再需要持續(xù)保持兩臺(tái)風(fēng)機(jī)同時(shí)運(yùn)行。巴克林角曝氣控制節(jié)能改造案例詳見(jiàn)附錄 A。污泥停留時(shí)間 / 溶解氧SRT/DO聯(lián)合自動(dòng)控制溶解氧與污泥齡SRT是活性污泥處理中兩項(xiàng)最重要運(yùn)行參數(shù)。降低曝氣溶解氧雖然可以節(jié)能溶解氧越低風(fēng)機(jī)電耗越少但往往需要提高污泥齡彌補(bǔ)處理性能下降。然而活性污泥工藝提高污泥齡會(huì)導(dǎo)致污泥體積指數(shù)SVI上升進(jìn)而造成出水總懸浮固體TSS升高。Ekster 聯(lián)合事務(wù)所開(kāi)發(fā)了一套專(zhuān)利算法 OPTIMaster?基于活性污泥模型、水廠(chǎng)歷史數(shù)據(jù)與統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制對(duì)污泥齡與溶解氧進(jìn)行設(shè)定值優(yōu)化并自動(dòng)調(diào)控上述參數(shù)通過(guò)排泥自動(dòng)控制與風(fēng)機(jī)輸出調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)曝氣優(yōu)化。該算法優(yōu)選污泥齡、混合液懸浮固體MLSS區(qū)間以及溶解氧濃度在最小曝氣能耗下維持合理 SVI。加州奧克斯納德污水廠(chǎng)于 2006 年投用 OPTIMaster?系統(tǒng)全廠(chǎng)總用電量下降約 20%。奧克斯納德水廠(chǎng) OPTIMaster?系統(tǒng)應(yīng)用案例詳見(jiàn)附錄 A。使用非 DO 控制參數(shù)的新興技術(shù)與傳統(tǒng)上基于曝氣池中溶解氧DO濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制不同另一種創(chuàng)新思路是采用能夠反映生物活性的其他測(cè)量參數(shù)并利用這些信息進(jìn)行工藝控制。本節(jié)介紹三種用于曝氣過(guò)程自動(dòng)控制的新興節(jié)能措施ECMs這些方法采用的控制參數(shù)并不是DO而是其他能夠反映系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的指標(biāo)包括呼吸測(cè)量法Respirometry臨界氧點(diǎn)控制Critical Oxygen Point Control尾氣監(jiān)測(cè)Off-gas Monitori呼吸測(cè)量法Respirometry呼吸測(cè)量法是通過(guò)測(cè)量生物處理系統(tǒng)中微生物群體的耗氧速率OUROxygen Uptake Rate來(lái)表征其生物活性。在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的呼吸測(cè)量實(shí)驗(yàn)中通常從曝氣池混合液中取樣以代表曝氣池中的生物量。必要時(shí)可在樣品中加入有機(jī)底物或氨氮然后將其置于一個(gè)密閉容器中并持續(xù)監(jiān)測(cè)容器內(nèi)氧氣的消耗速率。文獻(xiàn)綜述表明基于呼吸測(cè)量的在線(xiàn)曝氣控制在理論上是可行的但截至該報(bào)告所述時(shí)期尚未在全規(guī)模污水處理廠(chǎng)中實(shí)現(xiàn)成熟、成功的應(yīng)用?？刂品椒▽?shí)際測(cè)量對(duì)象本質(zhì)上回答的問(wèn)題DO控制水中剩余的氧濃度“現(xiàn)在水里還剩多少氧”O(jiān)UR/呼吸測(cè)量微生物實(shí)際耗氧速率“微生物現(xiàn)在需要多少氧”臨界氧點(diǎn)生物降解達(dá)到最大值所需的最低DO“DO最低應(yīng)該維持到多少才不影響反應(yīng)”尾氣分析實(shí)際氧傳遞效率“鼓進(jìn)去的氧到底有多少真正進(jìn)入水里”仔細(xì)思考一下根據(jù)各區(qū) DO 偏差調(diào)整各區(qū)風(fēng)量設(shè)定值支管閥門(mén)負(fù)責(zé)分配風(fēng)量風(fēng)機(jī)群負(fù)責(zé)提供總風(fēng)量通過(guò)最大開(kāi)度閥協(xié)調(diào)減少不必要的節(jié)流和供氣壓力。根據(jù) DO 調(diào)節(jié)各池的風(fēng)量需求每個(gè)獨(dú)立控制區(qū)都有自己的 DO 回路這里輸出的是需要的風(fēng)量設(shè)定值并非測(cè)得的實(shí)際風(fēng)量。DO 控制器通過(guò)反饋持續(xù)修正它。這與EPA 報(bào)告介紹的串級(jí)控制一致。根據(jù)風(fēng)量調(diào)節(jié)閥門(mén)每條支管的控制關(guān)系是這樣才能判斷空氣是否真正送到該池。僅根據(jù)目標(biāo)風(fēng)量查表給一個(gè)開(kāi)度不能持續(xù)保證流量因?yàn)橹鞴軌毫推渌返恼{(diào)節(jié)都會(huì)影響它。讓最需要開(kāi)大的有效支路閥門(mén)接近允許的最大開(kāi)度支路目標(biāo)風(fēng)量當(dāng)前滿(mǎn)足目標(biāo)所需的閥門(mén)開(kāi)度A 池3,000 Nm3/h60%B 池2,000 Nm3/h85%MOV 的目標(biāo)是在各支路風(fēng)量得到滿(mǎn)足的前提下使最開(kāi)閥門(mén)接近允許的最大開(kāi)度降低多余的壓力損失。EPA 報(bào)告也是將 MOV 與降低主管壓力、減少節(jié)流損失聯(lián)系起來(lái)。因此不應(yīng)簡(jiǎn)單地把某個(gè)閥門(mén)強(qiáng)制設(shè)為 100%。MOV 需要與支路流量控制協(xié)調(diào)如果閥門(mén)已經(jīng)接近全開(kāi)卻仍然缺氣首先要判斷供氣能力、壓力或支路阻力問(wèn)題。根據(jù)總風(fēng)量調(diào)整風(fēng)機(jī)啟停和頻率對(duì)于同一個(gè)連通供氣系統(tǒng)匯總各支路的目標(biāo)風(fēng)量風(fēng)機(jī)群控制器據(jù)此確定供氣方案。制造商也有接收總風(fēng)量需求再分配到各臺(tái)風(fēng)機(jī)的中央控制方案。具體分工可以這樣理解頻率調(diào)節(jié)在當(dāng)前運(yùn)行組合的能力范圍內(nèi)連續(xù)跟蹤供氣需求。臺(tái)數(shù)調(diào)整當(dāng)當(dāng)前組合持續(xù)不能滿(mǎn)足需求或另一組合更合適時(shí)再增減機(jī)組。運(yùn)行約束同時(shí)考慮當(dāng)前壓力、各機(jī)組可運(yùn)行范圍、效率、可用狀態(tài)以及最小啟停間隔。所以不能單憑“總風(fēng)量達(dá)到某個(gè)數(shù)字”就立即加一臺(tái)也不能認(rèn)為某個(gè)風(fēng)量永遠(yuǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)固定頻率。最關(guān)鍵的是閥門(mén)分配和風(fēng)機(jī)供氣是兩個(gè)并行、相互影響的任務(wù)?？刂迫蝿?wù)使用的信息調(diào)節(jié)對(duì)象各池分氣各池目標(biāo)與實(shí)測(cè)風(fēng)量各支管閥門(mén)風(fēng)機(jī)總供氣總目標(biāo)風(fēng)量、實(shí)測(cè)供氣及設(shè)備工況風(fēng)機(jī)頻率與運(yùn)行組合降低節(jié)流損失有效閥門(mén)開(kāi)度、支路流量滿(mǎn)足情況、壓力協(xié)調(diào)閥門(mén)與供氣控制這里還要明確選擇控制結(jié)構(gòu)壓力控制結(jié)構(gòu)風(fēng)機(jī)跟蹤主管壓力MOV 慢速調(diào)整壓力目標(biāo)。總風(fēng)量控制結(jié)構(gòu)風(fēng)機(jī)跟蹤總需求風(fēng)量MOV 協(xié)調(diào)支路開(kāi)度壓力隨工況變化并受到約束。EPA 也介紹了這種集成風(fēng)量控制思路。