ASP-Con污水廠曝氣優(yōu)化系統(tǒng)

ASP-Con（activated sludge plant controller）儀表是一臺應(yīng)用在污水廠處理過程中可以自動清洗、自動校準(zhǔn)和自動測量多參數(shù)的監(jiān)測系統(tǒng)。這些數(shù)據(jù)包括活性污泥活性指標(biāo)——呼吸速率曲線；可提供連續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，如溶解氧、pH、MLSS、SVI、鉀和氨氮等等。

溶解氧是影響污水廠出水水質(zhì)和運(yùn)行能耗的關(guān)鍵參數(shù)，ASP-Con技術(shù)的最大創(chuàng)新點(diǎn)是建立以呼吸速率為溶解氧控制系統(tǒng)，ASP-Con 既可以作為一個(gè)獨(dú)立的監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，也可直接連接到污水廠的控制系統(tǒng)（如PLC）進(jìn)行動態(tài)優(yōu)化處理控制，從而使污水廠達(dá)到更好出水水質(zhì)和節(jié)約曝氣成本。

■ 測量參數(shù)

ASP-Con測量16種不同的參數(shù)，包括12種直接參數(shù)和4種間接參數(shù)：                                                              

 控制

如果要ASP-Con處于最佳運(yùn)行水平，需要通過污水廠PLC/SCADA系統(tǒng)接受ASP-Con實(shí)時(shí)監(jiān)測到的數(shù)據(jù)輸入用來控制污水廠工藝參數(shù)。

ASP-Con安裝在污水廠曝氣系統(tǒng)中心位置，方便它獲得活性污泥混合液樣品，在連續(xù)運(yùn)行的基礎(chǔ)上分析以下數(shù)據(jù)： 

■ 曝氣優(yōu)化

• 曝氣池控制區(qū)劃分：根據(jù)污水廠的工藝流程和控制需求，將曝氣池劃分成相對獨(dú)立的控制區(qū)，方便儀表的布置和控制方案的制定。

• 曝氣優(yōu)化ASP-Con儀表安裝：根據(jù)實(shí)現(xiàn)各功能區(qū)的控制目標(biāo)的參數(shù)要求，確定儀表類型、數(shù)量和安裝位置。

• 曝氣優(yōu)化機(jī)制：根據(jù)曝氣池OUR變化情況確定進(jìn)水的污染物負(fù)荷和實(shí)際的處理量，進(jìn)而調(diào)整曝氣池的溶解氧控制水平，可通過ASP-Con軟件數(shù)據(jù)分析確定。

• 曝氣優(yōu)化系統(tǒng)構(gòu)建：通過PLC/SCADA對現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)和ASP-Con軟件數(shù)據(jù)計(jì)算分析，得到滿足工藝控制要求的參數(shù)，并指導(dǎo)各控制設(shè)備的運(yùn)行。對于改造項(xiàng)目，建立與現(xiàn)行控制平臺平行的系統(tǒng)，建設(shè)過程中原有系統(tǒng)可正常運(yùn)行，兩個(gè)控制系統(tǒng)可靈活進(jìn)行切換，充分保障污水廠運(yùn)行安全。

• ASP-Con實(shí)時(shí)監(jiān)測到的數(shù)據(jù)輸入污水廠過程中，對控制系統(tǒng)PLC/SCADA軟件進(jìn)行修改，或用我們提供的軟件，把監(jiān)測的數(shù)據(jù)結(jié)合工藝流程的設(shè)定對曝氣池運(yùn)行狀況進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，使污水廠達(dá)到更好出水水質(zhì)和節(jié)約曝氣成本。。

■ 安裝位置

根據(jù)污水廠工藝控制參數(shù)和監(jiān)測需求，建議儀器ASP-Con安裝在污水廠的三個(gè)位置點(diǎn)：

• 在污水廠構(gòu)筑物入口區(qū)域，它可以反映進(jìn)水情況，并作為前饋控制傳感器，例如檢測是否有高濃度氨氮，若有則需要額外的曝氣并按需要自動調(diào)節(jié)設(shè)置點(diǎn)。

• 作為一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)將ASP-Con安裝在曝氣池中心位置，確保曝氣池合理溶解氧濃度，使污水廠曝氣過程得到控制。

• 在污水廠構(gòu)筑物出口處安裝ASP-Con可以反映出水效果，并根據(jù)結(jié)果自動調(diào)整各個(gè)參數(shù)的設(shè)置值。

■ 節(jié)約能耗

ASP-Con應(yīng)用案例研究和實(shí)際運(yùn)行表明，能源消耗可減少15-40%。通過ASP-Con軟件得到呼吸速率曲線分析，在較低氧濃度下氧的轉(zhuǎn)移效率，分析出有機(jī)物生物降解所需碳化臨界氧濃度和硝化臨界氧濃度，從而得到曝氣池合理溶解氧設(shè)定區(qū)間和穩(wěn)定的溶解氧控制，結(jié)果使污水廠達(dá)到更好出水水質(zhì)和節(jié)約能耗。ASP-Con呼吸速率曲線圖和網(wǎng)絡(luò)連接圖的案例如下圖所示。

■ 技術(shù)參數(shù)

■ ASP-Con參數(shù)優(yōu)先級清單與公差

• 1級是設(shè)備控制的關(guān)鍵參數(shù)，可以精確的測量。

• 2級是設(shè)備的重要參數(shù)，可以準(zhǔn)確的測量。

• 3級是設(shè)備的重要參數(shù)，可以較準(zhǔn)確的測量。

■ 電極和傳感器及過程

ASP-Con有二個(gè)溶解氧電極，二個(gè)獨(dú)立鉀和氨氮ISE電極，一個(gè)固體測量傳感器和一個(gè)用于測試pH傳感器。

■ 內(nèi)置溶解氧電極

用來測量被捕獲的污泥混合液樣品的呼吸速率。根據(jù)儀器位置，通過測量可以確定：

• 進(jìn)水負(fù)荷（處于入口）

• 處理程度（位于進(jìn)一步處理位置）

樣品是由曝氣池中取出，在內(nèi)部密封器中震動。密封器內(nèi)設(shè)有一個(gè)獨(dú)立的高效曝氣設(shè)備，并在呼吸過程中提供充足的溶解氧濃度：

• 耗氧速率（OUR）

• 碳化臨界溶解氧

• 硝化臨界溶解氧

• 硝化程度（%）

    一旦溶解氧濃度被充分提高，曝氣關(guān)閉，測量器中的耗氧速率OUR會衰退。這顯示為OUR測量值。當(dāng)呼吸結(jié)束后儀表內(nèi)部樣品將變?yōu)榱闳芙庋?，然后?nèi)置溶解氧電極可以進(jìn)行零點(diǎn)校準(zhǔn)。

在儀器操作周期的后期，內(nèi)置溶解氧電極將被提升至空氣中并完成最高值校準(zhǔn)。在這個(gè)過程中溶解氧電極被擦拭清凈，所以我們現(xiàn)在有了一個(gè)自動校準(zhǔn)和清凈的溶解氧電極。

■ 外置溶解氧電極

    外置溶解氧電極始終位于混合液中。運(yùn)行一定時(shí)間后洗刷葉片對其進(jìn)行自動清洗；它和內(nèi)置溶解氧電極(如前所述清凈校準(zhǔn))沉浸在混合液中。調(diào)整外置溶解氧電極校準(zhǔn)曲線來配合內(nèi)置溶解氧電極的讀數(shù)。

溶解氧電極可更換。溶解氧電極壽命取決于設(shè)置周期數(shù)。一般的壽命范圍是6到12個(gè)月。

■ 固體傳感器

    該傳感器位于排放口，被放在混合液樣品中，用監(jiān)測呼吸運(yùn)動。它有二個(gè)傳感器組，這意味著它可以非常準(zhǔn)確測量高濃度混合液（1000mg/l--20000mg/l）和低濃度（0-100mg/l）。

當(dāng)采集的樣品未經(jīng)過沉淀處理，傳感器將測量MLSS濃度或系統(tǒng)中微生物的量。

當(dāng)樣品靜置30分鐘后，系統(tǒng)將先測量上清液中的TSS，最后再測量沉淀的(RAS)固體濃度。

■ 氨氮、pH和鉀離子電極

    這些離子選擇性電極，安裝在測量裝置外部活塞上。電極呈球狀，更換方便，只要松開固定夾，滑出電極即可。

當(dāng)活塞被提升至校準(zhǔn)位置時(shí)，自動清洗所有電極和傳感器。校準(zhǔn)液來自標(biāo)配的儲液器，只要校準(zhǔn)液充滿，清凈和校準(zhǔn)過程是自動的。

■ PT100溫度傳感器

提供操作溫度數(shù)據(jù)信息。

■ 工程案例

ASP-Con應(yīng)用英國某造紙廠廢水處理，研究造紙廠廢水出水情況。ASP-Con對造紙廠廢水出水實(shí)時(shí)在線監(jiān)測，ASP-Con軟件分析數(shù)據(jù)如下圖所示：

■ 附錄

ASP-Con電動或手動絞車配件和起重安裝圖：