【國外技術借鑒】精確曝氣控制策略：基于生物處理過程適時氧需求的按需曝氣
污水處理過程曝氣過程的優(yōu)化控制一直以來是一個熱點問題�；诟鞣N理論、各種類型控制模式的商業(yè)化控制系統(tǒng)也是層出不窮，甚至讓你眼花繚亂。對這些控制系統(tǒng)的使用效果也是莫衷一是。
出現(xiàn)這種現(xiàn)象，或者曝氣系統(tǒng)的優(yōu)化問題之所以在國內是大問題，我認為主要是“前后”端都存在問題。首先設計階段，我們采用的進水水質預測出現(xiàn)嚴重偏差，導致需氧量計算的較大誤差；其次風量本身計算過程又會疊加一次較大的人為因素，形成”誤差“疊加。另外，設計多數(shù)采用傳統(tǒng)的DO反饋控制，眾所周知缺欠較多，實踐運行很難實現(xiàn)預期效果。當然，后期運營管理跟不上也會導致自控系統(tǒng)難以發(fā)揮作用。
近些年出現(xiàn)的”精確曝氣“、”模糊控制“等技術對過往的DO控制模式進行了改進，采用了一些新的算法和控制儀表及設備，有一些案例顯示了不錯的使用效果，但是不理想案例也存在。這方面的爭論也不斷，很熱鬧。
實際上，我們追求的是”按需曝氣“，過度曝氣或者不足都會導致處理效果的變壞。但是如何實現(xiàn)按需，存在很多技術上的困難。因為污水廠進水負荷是隨機變化的，生化過程又是一種非穩(wěn)態(tài)過程，因此很難真正實現(xiàn)完全意義上的數(shù)學范疇的”按需曝氣“，但實際上，如果我們拋開這種關于”精確“字眼的討論，換一種思路來思考這個問題，或許答案有所不同。
此外，在氧化溝工藝曝氣控制方面，丹麥開發(fā)的交替式氧化溝曝氣方式，在改善水質、降低運行能耗方面顯然要優(yōu)于連續(xù)流的推流式生物池。但可惜的是，這種工藝及運行控制模式在中國并沒有得到更為廣泛的應用，具體原因另行論述。
這里可以引出本次介紹的一種氧化溝工藝曝氣控制方法，就是日本的Zhan J. X.等人最近在WaterSci. Tech.上新發(fā)表的一篇論文，介紹了一種基于生物處理過程實際氧需求量（OR)的計算方法，并給出了具體的計算公式，這個計算公式包含了BOD氧化、硝化、內源呼吸及溢出攜帶氧氣的計算公式及參數(shù)取值范圍，公式非常適用。
具體做法是實際運行中的曝氣的控制采用閉環(huán)控制，要根據在線實時進水水質計算實際的氧氣需求量，選取的參數(shù)可以用替代參數(shù)SS、NH3-N來替代相關性非常穩(wěn)定的BOD5、TKN。
實際運行中采用間歇曝氣，而不是國內常用的連續(xù)曝氣，在這一點上實際是借鑒了丹麥交替式氧化溝的曝氣控制模式，但是丹麥的氧化溝污水廠目前往往采用在線出水營養(yǎng)鹽指標進行曝氣的控制；而本文的控制采用了基于OR實際數(shù)量的控制，且間歇曝氣。
采用OR控制模式獲得的成效是很顯著的，出水TN可以降低2mg/L的極限水平。
曝氣能耗更大幅降低61%，全廠能耗降低21.5%。
之所以介紹這一篇研究報告，主要考慮是目前國內污水廠曝氣工藝控制環(huán)節(jié)變成了一個“灰色”地帶，設計院提供的控制方案很難實現(xiàn)；而自控供貨商又沒有這方面的經驗；而專注于提供”精確曝氣“技術和設備的公司又諱莫如深。
我希望這篇報告對你有所幫助，只要努力，我們也能做好優(yōu)化曝氣，甚至實現(xiàn)”精確曝氣“。
