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城市污水处理智能控制技术介绍(二)

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三、工程实例介绍
    1、智能控制工程概况
    以北京市某城市污水处理厂中的一个实际运行的曝气池作为实施对象,该曝气池处理能力约为40000m3/d,池长95m,池中设计水深6.5m,其中曝气区域分为四个子区,每个子区采用DN300的独立空气管供气,每个空气管上安装有电动阀门,每个子区安装了溶解氧测定仪,原系统在可编程序控制器上实现了溶解氧和电动阀门的PID简单反馈控制。添加智能控制柜与气体流量计,修改原系统中的PLC中的简单控制程序,即可采用本文介绍的智能控制方法进行控制。
     2、运行效果
     在智能控制方法实施后,该曝气池第一个子区的溶解氧浓度曲线变化规律如图5所示,从图中可以明显的看出,在控制策略切换为智能控制方法后,溶解氧的浓度将控制在一个比较稳定的水平,避免了溶解氧浓度升高到5mg/L造成的供气量的增加,降低了曝气单元的能耗水平。经过初步估算,该曝气池的供气量将比控制之前减少15%-20%,如果在全厂实施该控制模式,并对鼓风机的运行状况进行优化,可以至少实现全厂耗电量减少10%以上的效果。

    对该曝气池中第四个子区的溶解氧浓度在控制前后各15天内的逐分钟数据进行统计分析,其分布规律如图6所不。从图中可以看出,在实施钾能控制方法后,溶解氧浓度的波动范围明显变小。溶解氧浓度的实际值在设定值1.5mg/L的±0.2mg/L内所占的比例由32.1%提高为81.9%,统计规律显示溶解氧浓度的实测值明显向设定值1.5mg/L集中。
     将该曝气池与其他未采用智能控制方法并列处理系列曝气池的第四个子区的2007年月8日的溶解氧浓度变化曲线进行对比,如图7所示。从中可以看出,采取简单PID控制,会造成溶解氧浓度的波动和不稳定。而实施智能控制方法后(图7中粗线),溶解氧浓度基本拄制在设定值±0.3mg/L内。通过对比,说明该方法可以明显改进工艺处理的稳定性,在工程实际中可以降低溶解氧浓度的设定值,从而达到安全运行和节能降耗的目的。

     四、结论和建议

     按保守估计,一座处理量为10万m3/d的城市污水处理厂,每年的能耗费用为500万元;对污水处理厂实施全流程节能降耗智能控制技术,可以实现降低能耗10%以上,每年节约的运行成本高于50万元。如果将该技术应用于我国目前的已建或新建的城市污水处理厂,节约的电耗和运行成木将非常可观。这不仅能缓解我国当前能源紧缺的现状,对于社会的可持续发展具有广泛的意义:而且实施智能控制系统,将明显地提高城市污水处理厂运行的稳定性与可靠性。该技术符合国家构建资源节约型和环境友好型社会的战略要求,其推广和应用具有显著的社会和环境效益


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