苏州市吴中区木渎新城污水处理厂项目
| 案例简介 苏州市吴中区木渎新城污水处理厂位于木渎的木东公路与规划凤凰路交叉口东南角，木渎与横泾交界处，厂区占地东西走向不规则形状，紧邻规划路及七子山。设计处理规模为10万吨/日，采用倒置A/A/O工艺，共设置2座一体式生化反应池，每座分2组，每组设计规模2.5万吨/天。工程采用5台单级高速离心鼓风机，单台风机设计流量130m3/min，出口压力0.78bar，额定功率220Kw，4用1备，并在鼓风机房远期预留1台安装位置。 系统配置方案 AVS对曝气的精细控制分为时间与空间两个维度，在空间上对生化池进行溶解氧分区控制，满足不同工艺段对不同曝气量的需求；在时间上随进水负荷变化动态设定曝气量，满足不同进水趋势下的曝气需求。 本项目共有2座生物反应池，共划分为8个溶解氧控制区，单座生物反应池溶解氧控制区如下图所示：  在每个溶解氧控制区配置1台在线溶解氧仪表，每个溶解氧控制区对应的曝气支管上各配置1台热式气体流量计和1台电动菱形调节阀。在鼓风机房出口总管上分别安装1台热式气体流量计和1台压力变送器。另外，由于AVS需要MLSS、压力和液位等反馈信号来补偿曝气量计算及调节，因此，还需增加MLSS仪、压力变送器等仪表。 精确曝气系统功能 BAM生物需气量计算模块 污水厂运行时，生物反应池中进行着一系列极为复杂的生化反应，涉及多个过程和多种物料，其中每一种物料浓度的变化都将影响生化反应的速率，保持生化系统的动态平衡极为重要。生物需气量是能够进行人工干预的为数不多的物料之一，也是最为重要的一个因素。 AVS中的需气量计算模块能够根据进水水质水量的变化及生化反应池中各因素的变化动态地计算出实际需气量，使曝气系统随需而变地进行供气。 AVS在计算中采用“前馈+模型+反馈”的多参数控制模式，大大提高了系统的可靠性和稳定性。 BCM鼓风机调节模块 鼓风机是整个曝气系统的动力源头，是满足曝气池生物需氧的关键。传统控制模式通常是在恒压条件下建立鼓风流量与生化池溶氧之间的反馈控制。在这种控制方式下，滞后性会造成溶解氧的较大波动。为了确保出水水质达标，污水厂在运行中通常设置较高的气水比，导致能耗偏高。 曝气系统的节能化和精确化要求必然涉及到鼓风机的优化控制。AVS精确曝气流量控制系统引入了BCM鼓风机风量调节模块，鼓风机按照给定的压力或气量进行调节，既能满足工艺需求，又能实现节能运行。 ADM空气流量分配模块 污水厂的曝气系统是一个互联的复杂管路系统，调节其中任何一个流量单元都会对其他流量单元造成影响，这对准确地进行气量分配无疑是一个巨大的挑战。 气量分配通常通过控制电动流量调节阀的开度进行，电动流量调节阀在全开的情况下压力损失比较小，但随着开度的减小压力损失会逐步上升。出于优化运行和节能的考虑，需要尽量使电动流量调节阀在组合开度最优工况条件下工作，对流量调节性能和空气压力损失的关系进行平衡，减少因压力损失造成的能源损耗。 生化池之间的液位差是影响空气流量分配的另一个重要因素。污水厂进水流量分配不均匀会导致生化池之间存在液位差，较低的液位意味着曝气头出口压力低,气体会优先选择从压力低的生化池释放，一方面导致液位高的生化池供气不足，另一方面导致液位低的生化池供气过量。 在实际运行中，通过调整阀门的开度对各个曝气池的曝气量进行调整，必须结合鼓风机的流量及压力调节。 AVS的ADM空气流量分配模块既满足了曝气流量的需要，使得气量能够准确的按照设定值分配，又能避免频繁调节阀门和鼓风机带来的负面影响。 DPM数据处理模块 污水处理厂的设备、在线仪表经常处于严峻的工况环境下，信号传输过程中受到各种干扰，造成信号传输不准确，严重时甚至造成在线信号无法使用，这样的信号将严重影响控制系统的控制效果。AVS中，特别设计了针对污水厂常见在线仪表（例如溶解氧仪、污泥浓度计、液位计、压力计、空气流量计、进水流量计等）的数据处理策略。针对这些仪表的测量原理、信号特征设计了相应的纠错处理策略（例如去挑、去噪、补遗、平滑、替代等），确保采集到AVS中的信号在一定置信区间内可以被采用，大大提高了系统的可靠性。 系统价值 1.通过AVS精确曝气系统的实施与运行，实现了鼓风机、曝气管道以及调节阀门、溶解氧之间的闭环控制，无需人工参与控制，降低了现场操作人员的劳动强度； 2.AVS精确曝气系统运行过程中，能够实现生化池好氧段各控制区内溶解氧水平的稳定控制，对于污水厂整体稳定运行提供了有利条件； 3.AVS精确曝气系统投入使用后从曝气源头上实现了好氧池按需曝气，相对于未使用该系统时，处理单方水鼓风机电耗降低了28.9%，实现了节能降耗的预期效果，对全厂节能降耗具有积极意义。 |