污水处理工艺中除磷脱氮过程控制实现方法的探索模板.doc

A2O污水处理工艺中除磷脱氮过程控制实现方法探索
作者：    公布时间：-4-28 15:37:07    阅读次数：1081
作者：黄华峰单位：

1.A2O工艺污水处理过程介绍

A2O生物脱氮除磷工艺是传统活性污泥工艺、生物消化及反消化工艺和生物除磷工艺综合，其工艺步骤图图一，生物池经过曝气装置、推进器(厌氧段和缺氧段)及回流渠道部署分成厌氧段、缺氧段、好氧段。在该工艺步骤内，BOD5、SS和以多种形式存在氮和磷将一一被去除。A2O生物脱氮除磷系统活性污泥中，菌群关键由硝化菌和反硝化菌、聚磷菌组成。在好氧段，硝化细菌将入流中氨氮及有机氮氨化成氨氮，经过生物硝化作用，转化成硝酸盐；在缺氧段，反硝化细菌将内回流带入硝酸盐经过生物反硝化作用，转化成氮气逸入到大气中，从而达成脱氮目标；在厌氧段，聚磷菌释放磷，并吸收低级脂肪酸等易降解有机物；而在好氧段，聚磷菌超量吸收磷，并经过剩下污泥排放，将磷除去。以上三类细菌均含有去除BOD5作用，但BOD5去除实际上是以反硝化细菌为主。

图一 A2O工艺生物处理段步骤图

2.A2O池检测和控制参数确实定

A2O生物除磷脱氮工艺处理污水效果和DO、内回流比r、外回流比R、泥龄SRT、污水温度及PH值等相关。通常厌氧池DO在0.2mg/l以下，缺氧池DO在0.5mg/l以下，而好氧池DO在2.0mg/l以上；污泥混合液PH值大于7；SRT为8－15天。
然而A2O生物除磷脱氮过程，本质上是一系列生物氧化还原反应综合，A2O生物池各段混合液中ORP(氧化还原值)能够综合地反应生物池中各参数改变。混合液中DO越高，ORP值也越高；而当存在磷酸根离子和游离磷时，ORP则随磷酸根离子和游离浓度升高而降低。通常A－A－O生物除磷脱氮工艺处理过程中，厌氧段ORP应小于－250mV，缺氧段控制在－100mV左右，好氧段控制在40mV以上。
如厌氧段ORP升高，表明DO值过大，可能和回流比过大带入更多氧及回流污泥中带入太多氮相关，还和搅拌强度太大产生空气复氧相关。
如缺氧段ORP升高，表明DO值过大，可能和回流比过大带入更多氧相关，另外还和搅拌强度太大产生空气复氧相关。
依据以上说明A2O池中各参数改变对污水除磷脱氮处理工艺影响,合理选择检测仪表，对污水处理过程中各参数改变情况进行检测，为污水处理厂运行控制提供依据。通常A2O工艺中需要检测数据为：
进水： 进水量 Q
COD COD5
PH PH
水温 T
A2O池厌氧段：溶解氧 DO
氧化还原值 ORP
A2O池缺氧段：溶解氧 DO
氧化还原值 ORP
A2O池好氧段：溶解氧 DO
氧化还原值 MLSS
出水： COD COD5
依据以上推荐经典仪表配置和工艺控制特点，我们提出以ORP和DO为关键控制参数，来对曝气系统、内回流系统、外回流系统、剩下污泥排放系统进行控制，以实现良好除磷脱氮效果，有效地降低污水中BOD5，同时最大程度地节省能源，使整个系统高效稳定地运行。

3.A2O污水处理工艺过程控制方法

A2O污水处理工艺A2O池传统控制是：DO值PID调整(进气量)、MLSSPID调整(回流比)均为对单一参数单一对象控制。然而污水处理过程是一个滞后量很大过程，影响过程参数也很多，不可能依据某一具体参数来实现整个过程控制。污水处理过程中，生物池曝气系统控制、污流回流系统控制全部是极其复杂控制过程。采取独立单一闭环控制极难达成控制要求。伴随控制技术不停发展，同时在污水处理运行过程中不停积累了大量运行数据，这就为控制过程查表运算，实现模糊控制带来了可能。

(1) 曝气系统自动化控制

依据季节、进水水质、进水水温、进水水量、好氧池DO、出水COD、BOD5、NH3-N 、TOP、 TKN、SS等情况不一样，分别确定不一样供气量，即确定空气调整阀开度和鼓风机开启台数及其转速。自动对工艺过程控制进行自动修整，实现模糊控制。

控制系统经过在线（或人工检测输入参数）检测DO、进水量、PH等值、出水COD、BOD5、NH3-N 、TOP、 TKN、SS等值，确定初始控制方案，用初始值控制阀开度和鼓风机转速；稳定运行一段时间后，假如在线仪表检测到参数值达不到要求，依据检测值偏高或偏低事实，对输出值进行自动修正；假如在一段时间内达成一定要求，则这段时间可确定为控制滞后量，最靠近要求一组值统计到数据库中，形成一条控制统计，这个库我们称之为控制系统教授库。如人工得出了最好运行方法，也可输入计算机，一同进入教授库。不一样进水情况下最优控制方法会存放在数据库中，计算机会处理运算，形成含有该污水厂特有曝气控制系统教授数据库和教授系统。
控制框图以下：

图二：A2O池曝气系统控制方法框图

控制系统运行过程中，不停地积累数据，同时运行人员在运行过程中也会总结积累相关运行数据，这些数据输入到计算机，这些数据经过计算机分析，得出N种不一样调整方法进行自动控制或给操作人员提醒，选择对应控制模式。

（2) 除磷脱氮系统自动化控制

依据季节、进水水质、进水水量、生物池各段DO、ORP、PH及出水COD、BOD、TON、TOP等情况不一样，自动采集、存放、控制自动调整，分别确定不一样内外回流比，同时全部数据进入教授数据库，并确定内外回流泵开启台数和变频泵转速、水下推进器开启台数，进行查表运算，实现模糊控制。

控制系统经过在线检测DO、进水量、PH、ORP、MLSS等值和人工检测输入参数，确定初始控制方案，用初始值控制内外回流泵运行台数和变频泵运行转速；稳定运行一段时间后，假如在线仪表检测到参数值达不到要求，依据检测值偏高或偏低事实，对输出值进行自动修正；假如在一段时间内达成一定要求，则这段时间可确定为控制滞后量；如人工得出了最好运行方法，也可输入计算机，一同进入控制系统数据库。不一样进水情况下最优控制方法会存放在数据库中，计算机会处理运算，形成含有该污水厂特有污泥回流控制系统教授数据库和教授系统。
模糊控制不要求一个确定性数值，其关键控制过程框图以下：

图三：A2O工艺回流系统控制框图
4.结语

因为污水处理过程控制复杂性，不管什么控制方法全部是建立在长久运行经验之上，传统PID调整过程成功运行范例并不多，通常均是人为依据不一样季节，固定一个运行方法。利用模糊控制方法及人工经验，形成A2O工艺控制教授库，由计算机自动完成查表过程，制订出相对正确控制方案，有利于出水水质达标，减轻从业人员劳动强度，同时对操作人员专业水平有所降低；另外，实现了系统较为正确控制，提升了设备运行效率和降低了能源消耗，最大程度地降低运行成本。