農(nóng)村生活污水處理穩(wěn)定曝氣系統(tǒng)

摘要：活性污泥法是生活污水處理中應(yīng)用最為廣泛的方法之一。實(shí)驗(yàn)研究制作了一套自動(dòng)控制曝氣系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)溶解氧（DO）這一重要參數(shù)及時(shí)、精確、穩(wěn)定的控制，DO控制精度為±0.2 mg/L。采用該系統(tǒng)有利于提高農(nóng)村分散式污水處理設(shè)施的自動(dòng)化程度，從而應(yīng)對(duì)勞動(dòng)定員不足、操作人員專業(yè)水準(zhǔn)還有待提高等客觀現(xiàn)實(shí)情況，同時(shí)提高處理效果的穩(wěn)定性。此外，該系統(tǒng)能有效降低曝氣冗余，節(jié)能效果明顯，有助于降低農(nóng)村水處理環(huán)保設(shè)施的運(yùn)行成本，緩解地方運(yùn)營(yíng)成本壓力。

我國(guó)城鎮(zhèn)化建設(shè)不斷推進(jìn)。國(guó)家對(duì)農(nóng)村環(huán)�；�礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投入逐年增多。近年來(lái)，環(huán)境保護(hù)部在全國(guó)范圍內(nèi)先后開展了“農(nóng)村環(huán)境連片整治”和“農(nóng)村環(huán)境綜合整治”工作，各地農(nóng)村生活污水處理設(shè)施數(shù)量及處理能力均得到明顯提升。但有2個(gè)問題值得討論：（1）對(duì)于一些排放標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格的農(nóng)村生活污水處理設(shè)施，操作人員的專業(yè)水平和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)還有待提高，是設(shè)施達(dá)標(biāo)處理穩(wěn)定性的潛在影響因素之一；（2）城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)水平尚存在差異，環(huán)保設(shè)施日常運(yùn)營(yíng)成本給地方政府造成了一定的壓力，“建得起，用不起”的現(xiàn)象仍然存在。

生活污水處理領(lǐng)域中，活性污泥法是應(yīng)用最為廣泛的處理方法之一。該方法中，DO是菌膠團(tuán)降解有機(jī)物，轉(zhuǎn)化氮、磷生化過程的重要環(huán)影響因子和有效調(diào)控參數(shù)，但其易受外界環(huán)境（如進(jìn)水水質(zhì)、污泥濃度、水溫、氣壓等）影響，波動(dòng)性較大，DO穩(wěn)定控制與否將直接關(guān)系到污水處理的效果；

此外，通常采用改變生化池曝氣量來(lái)對(duì)DO進(jìn)行調(diào)節(jié)，作為活性污泥工藝中能耗最大的工藝單元，控制曝氣冗余是降低污水處理成本的有效手段。

本文介紹了一套溶解氧穩(wěn)定自控曝氣系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過實(shí)現(xiàn)DO自動(dòng)化控制來(lái)促進(jìn)農(nóng)村污水處理設(shè)施的穩(wěn)定運(yùn)行；同時(shí)，該系統(tǒng)還提高了DO控制精度，可有效降低曝氣設(shè)備運(yùn)行電耗。從而為有效提高污水處理設(shè)施參數(shù)控制精度，以及有效降低污水處理設(shè)施運(yùn)行成本的問題提供了一條新的解決思路。

1現(xiàn)有控制方法

目前，國(guó)內(nèi)大多數(shù)污水處理廠、站仍采用手動(dòng)控制曝氣系統(tǒng)，部分采用自動(dòng)控制曝氣系統(tǒng)�，F(xiàn)列舉4種具代表性的曝氣控制系統(tǒng)，其運(yùn)行方式及存在的問題如表1所示。

在總結(jié)現(xiàn)有控制方法特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，本系統(tǒng)采用在線熒光溶氧儀實(shí)時(shí)反饋溶解氧信號(hào)，在PLC自動(dòng)控制的基礎(chǔ)上，通過PID參數(shù)控制加強(qiáng)了變頻精度，使得變頻器對(duì)風(fēng)機(jī)的控制更為精確，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)溶解氧及時(shí)、精確、穩(wěn)定的控制。同時(shí)，變頻精度的提高可有效降低曝氣量冗余，達(dá)到曝氣系統(tǒng)節(jié)能的目的。

2　實(shí)驗(yàn)工藝與方法

2.1　PLC控制單元

PLC控制單元包括：中央處理單元（含數(shù)字量輸入、輸出模塊），模擬量輸入、輸出模塊，它們?cè)诠ぷ髦薪M成了一個(gè)閉環(huán)自動(dòng)化控制系統(tǒng)。該單元的控圖1閉環(huán)控制系統(tǒng)Ｆig.1　CLOSeDLOOPcONtROLSySteM制流程如圖1所示，通過熒光法溶氧儀對(duì)曝氣池中的DO值進(jìn)行檢測(cè)，采集到的信號(hào)經(jīng)由PLC控制單元內(nèi)編寫的程序處理，并輸出給變頻器來(lái)完成對(duì)鼓風(fēng)機(jī)的調(diào)速、控制其曝氣量來(lái)調(diào)節(jié)DO值。具體參見http://www.yiban123.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

2.2　自動(dòng)化控制方案設(shè)計(jì)

熒光法溶氧儀采集到的模擬量信號(hào)經(jīng)由模擬量輸入模塊，將模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號(hào)（A/D信號(hào)轉(zhuǎn)換），經(jīng)中央處理單元內(nèi)編制的程序處理后通過模擬量輸出模塊（D/A信號(hào)轉(zhuǎn)換）輸出給變頻器的模擬量端子，來(lái)完成對(duì)鼓風(fēng)機(jī)的變頻調(diào)速，如圖2所示。在中央處理單元處理模擬量信號(hào)的過程中，通過引入PID控制，使其相對(duì)于常規(guī)自動(dòng)化控制程序的控制精度更高。

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