鼓風(fēng)節能技術(shù)在污水處理中應用的可行性分析 64

　　摘要：在污水處理工藝中運用智能模型的鼓風(fēng)流量控制系統，通過(guò)精確控制鼓風(fēng)風(fēng)量減少能耗，從經(jīng)濟、環(huán)境、社會(huì )效益方面進(jìn)行了分析，鼓風(fēng)精確控制系統的節能改造對污水廠(chǎng)的節能運行具有重大意義。

　　一般污水處理工藝為了保證曝氣充分，經(jīng)常輸送過(guò)多的鼓風(fēng)風(fēng)量，造成了能耗的浪費，所以對污水處理工程中的鼓風(fēng)節能技術(shù)進(jìn)行研究就十分必要，合理采用先進(jìn)的計算機技術(shù)和控制技術(shù)，結合現代管理平臺軟件，優(yōu)化處理鼓風(fēng)風(fēng)量，達到節能降耗。

　　1技術(shù)的可行性

　　控制溶解氧數值采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )模型，由于該模型結構穩定，數據真實(shí)，利用間接測量的思路，在變量不相關(guān)的情況下，得出變量溶解氧濃度DO的變化規律，使DO能夠實(shí)時(shí)跟蹤設定值[1]。根據預測值的浮動(dòng)變化和溶解氧的DO值誤差變化要求，優(yōu)化鼓風(fēng)配氣調節閥，在系統運行狀態(tài)穩定的前提下，減少DO值的波動(dòng)，視系統運行狀況進(jìn)行曝氣，利用MATLAB算法得到一個(gè)比較合理的階段性DO預測值[2]。鼓風(fēng)風(fēng)量精確控制系統通過(guò)鼓風(fēng)風(fēng)量信號作為主控制信號、溶解氧為輔助控制信號，結合智能控制算法，實(shí)現溶解氧DO穩定精確控制，運用數學(xué)處理軟件仿真演算，由PLC系統進(jìn)行參數調整[3]，鼓風(fēng)風(fēng)量精確控制系統是鼓風(fēng)流量控制閥、空氣流量計、壓力控制器和智能控制裝置組成的一個(gè)集成曝氣控制系統。

　　2經(jīng)濟效益的可行性

　　2.1經(jīng)濟技術(shù)指標

　　鼓風(fēng)曝氣節能技術(shù)應用達到的技術(shù)指標：(1)DO值在線(xiàn)監測與設定值之間差值控制在±5%范圍以?xún)鹊臄祿_到75%以上，生物池DO波動(dòng)相應減少;(2)與常規方法比較，鼓風(fēng)風(fēng)量節氣量不低于15%，節能達到10%～15%。

　　2.2投資設備估算

　　為配合鼓風(fēng)風(fēng)量精確控制系統，在原有設備的基礎上增加設備如下：在線(xiàn)超聲波液位計和氨氮檢測儀各一臺，控制站已有備用點(diǎn)進(jìn)行采集，在分控室增加一臺鼓風(fēng)風(fēng)量精確控制系統電腦，使鼓風(fēng)風(fēng)量精確控制系統與現場(chǎng)PLC進(jìn)行實(shí)時(shí)數據傳遞，設備改造費用約280萬(wàn)。

　　2.3成本效益分析

　　鼓風(fēng)曝氣精確控制系統調節后，基本實(shí)現了穩定控制溶解氧D0值，經(jīng)現場(chǎng)數據采集，節能曝氣的噸水耗電量變化如表1所示。

　　鼓風(fēng)曝氣控制系統運行，有效減少生物池溶解氧D0值的波動(dòng)，在出水達標前提下，節省每噸水耗電至0.21度/噸左右，使鼓風(fēng)機的曝氣量節約10%～20%，達到鼓風(fēng)節能效果。

　　引進(jìn)鼓風(fēng)節能技術(shù)每年可節約250萬(wàn)度，按用電標準0.6度計算，年節約費用150萬(wàn)，項目改造投入資金少，節能效果顯著(zhù)，經(jīng)濟效益可觀(guān)，投資回報率快，項目投資改造后兩年即可回收成本。

　　3環(huán)境效益的可行性

　　鼓風(fēng)流量精確控制系統運用智能控制策略和手段，實(shí)現精確控制鼓風(fēng)機組風(fēng)量，能夠根據生物處理過(guò)程需要提供，減小生物池中D0值的波幅，既保證污水處理達標排放，又能節約曝氣氣量，降低能耗[4]。在采用了鼓風(fēng)曝氣流量精確控制后，其環(huán)境效益如下：(1)節約電能消耗10%左右，符合國家節能減排的要求，間接減少二氧化碳在大氣中的排放量，有利于能源的節約和高效利用。(2)溶解氧D0值在2.2的上下小幅波動(dòng)，生物池中穩定的溶解氧值，使生物菌群高效工作，保證出水水體水質(zhì)穩定達標[5]。

　　4社會(huì )效益的可行性

　　好氧微生物的活性依賴(lài)于曝氣，因此鼓風(fēng)曝氣是污水處理中重要的一步。國內對鼓風(fēng)曝氣的節能控制運用時(shí)間不長(cháng)，對節能技術(shù)的掌握有待提高。通過(guò)鼓風(fēng)節能技術(shù)實(shí)施，即達到了節約能源的目標，又為國內許多高能耗污水處理廠(chǎng)提供借鑒，對保護環(huán)境、實(shí)現經(jīng)濟可持續發(fā)展具有重大意義。

　　5結語(yǔ)

　　從鼓風(fēng)流量精確控制系統工程的生物池曝氣段看，基本上達到了穩定控制溶解氧和降低能耗的目標，通過(guò)對運行數據的分析，配合現代的計算機技術(shù)，建立高效而準確的數學(xué)模型，實(shí)時(shí)調節鼓風(fēng)曝氣控制閥門(mén)開(kāi)度，減少了溶解氧值DO的波動(dòng)，波動(dòng)量?jì)H為以前的10%～20%，溶解氧DO值維持穩定，有助微生物群落生長(cháng)環(huán)境穩定，使其處于高效處理環(huán)境中，可以節約5%～15%曝氣量;穩定溶解氧DO，降低DO設定值，假如出水水質(zhì)保證的情況下能降低15%，那么就降低鼓風(fēng)能耗10%，同時(shí)減少鼓風(fēng)機組的頻繁啟停，降低了設備損耗，節約設備維護成本。鼓風(fēng)流量精確控制系統的應用，有效改善了污水處理廠(chǎng)的高耗能問(wèn)題，對于采用鼓風(fēng)曝氣的活性污泥法工藝具有良好的適用性和有效性。