Трудности контроля объема аэрации при очистке сточных вод

Регулирование объема воздуха является наиболее значимым энергосберегающим методом для систем аэрации. Согласно исследованию 12 очистных сооружений в США, проведенному Агентством по охране окружающей среды США, 33% электроэнергии можно сэкономить, контролируя объем воздуха с использованием растворенного кислорода (РК) в качестве индикатора. Согласно зависимости между объемом воздуха вентилятора и потреблением энергии, можно увидеть, что потребление энергии сильно меняется с объемом воздуха, поэтому энергосберегающий эффект регулирования объема воздуха значителен, и чем больше мощность, тем очевиднее эффект. Конечно, объем воздуха не может быть уменьшен произвольно, и на него будет влиять множество факторов. Влияние.

С точки зрения процесса очистки, система аэрации должна контролироваться, так как если система аэрации работает неправильно и объем аэрации слишком мал, во вторичном отстойнике может возникнуть коррозия ила из-за недостатка кислорода, то есть анаэробное разложение ила на дне резервуара, производя большое количество газа, заставляя ил всплывать. Когда время аэрации длительное или объем аэрации слишком большой, в аэротенке будет происходить высокая степень нитрификации, что приведет к более высокой концентрации нитрата в смешанном растворе. В это время в отстойнике может образовываться большое количество N2 из-за денитрификации, заставляя ил всплывать.

Кроме того, сбалансировано и стабильно распределение объема аэрации также является важной причиной, которая влияет на эффект обработки и потребление энергии. Когда система аэрации работает, из-за различных помех распределение объема аэрации изменится. Например, если головка аэрации в одном месте заблокирована, поток газа уменьшится. В то же время это также приведет к увеличению потока в других местах. Напротив, головка аэрации будет повреждена, поток газа значительно увеличится, а поток в других местах также резко уменьшится. Это сделает биологическую реакцию несбалансированной, и качество обработки снизится. Чтобы достичь эффекта обработки, необходимо отрегулировать объем аэрации. В это время изменение растворенного кислорода в определенной точке не может точно отражать состояние обработки биологического бассейна, что делает контроль с использованием растворенного кислорода в качестве индикатора нестабильным и увеличивает потребление энергии.

1. Недостаточная подготовка по системе автоматического управления. Многие операторы очистных сооружений не прошли систематического обучения у поставщика системы управления. Помимо основных операций, нет теоретического объяснения технологии регулировки системы аэрации, что заставляет менеджеров заново изучать ее на работе.

2. Опыт эксплуатации не используется. Очень важным моментом очистных сооружений является то, что после длительной эксплуатации ежедневные правила могут быть обобщены и относительно стабильны. Для менеджеров эти правила часто более полезны, чем дорогостоящее автоматическое оборудование управления. Однако при строительстве очистных сооружений многие проекты не оставляют менеджерам достаточного пространства для регулировки, и этот полезный опыт также не имеет способов применения при строительстве других канализационных сооружений.

Изменчивость качества сточных вод и сложность биохимических реакций в системах биологической очистки определяют, что обнаружение и контроль растворенного кислорода (РК) в очистке сточных вод является большой запаздывающей системой. Результаты обнаружения, а также обработка и корректировка параметров часто задерживаются на несколько часов или даже дней, что приводит к сбросу большого количества некачественной воды. Характерной чертой этой системы является то, что эксплуатация и управление системой биологической очистки сточных вод являются довольно сложными техническими задачами, требующими от менеджеров хорошей основы знаний в области инженерии окружающей среды и довольно богатого опыта эксплуатации и управления.

Кроме того, индекс растворенного кислорода не может напрямую отражать потребность биологической реакции в кислороде. Он отражает только остаточную степень кислорода в реакционном резервуаре, и объем газа не может быть напрямую рассчитан на основе его значения и изменений.

Хотя традиционное ПИД-регулирование широко используется в технике, оно может решить только проблему регулирования линейных систем. ПИД в системе аэрации может реализовать управление потоком, но его способность управления эффектом очистки качества воды ограничена. При управлении растворенным кислородом (РК) настройка параметров ПИД должна постоянно корректироваться в соответствии с фактической ситуацией, такой как сезон и изменения качества воды. С точки зрения теории управления, процесс биологической очистки сточных вод имеет характеристики большого запаздывания, нелинейности, случайности и многомерности, а установленная модель также является эмпирической и условной. Поэтому классический метод управления, основанный исключительно на теоретической модели, не может удовлетворить потребности регулирования растворенного кислорода (РК), что приводит к частой регулировке воздуходувок и клапанов, большому перерегулированию, сокращению срока службы оборудования и высокому потреблению энергии.

Важность управления потоком

Расход воздуха является показателем, который напрямую влияет на эффект аэрационной обработки. С инженерной точки зрения, большой реакционный бассейн часто требует множества комплектов аэрационного оборудования, включая воздуховоды, аэрационные головки или аэраторы. В реальной эксплуатации то, может ли это оборудование работать стабильно и может ли оно вовремя обнаруживать и подавлять неисправности, повлияет на стабильность и баланс процесса аэрации, эффект биологической реакции и потребление энергии. Нестабильное распределение потока нарушит истинное значение параметров обнаружения растворенного кислорода, что еще больше затруднит управление растворенным кислородом, который подвержен колебаниям.

Аэротенки обычно представляют собой сотни или тысячи квадратных метров бассейнов с проточной водой. Воздухопровод транспортирует сжатый воздух к аэрационному оборудованию на дне бассейна через основную трубу и ответвления. Например, воздух транспортируется из A в B, C, D, E и F соответственно. При проектировании системы аэрации объем аэрации должен быть равномерно распределен по мере необходимости. Фактически, из-за потери давления в трубопроводе существуют различия в давлении воздуха и расходе в позициях B и F. Когда общий объем воздуха регулируется из-за изменений качества воды или объема воды, разница давления и расхода между позициями B и F также будут меняться, что приведет к отклонению в распределении аэрации, и это отклонение также является переменным; Кроме того, если система находится в эксплуатации, если аэрационные сооружения в определенной точке (например, D) заблокированы или протекают, это приведет к изменению давления и расхода в этой точке, и в то же время это приведет к перераспределению давления и расхода всего воздухопровода, а также к соответствующему изменению расхода воздуха в других точках (B, C, E, F), что приведет к отклонению в распределении аэрации. Неравномерное распределение аэрации в вышеуказанной операции часто скрыто и его трудно обнаружить на поверхности воды. Неравномерное распределение аэрации затрудняет растворение кислорода. Поскольку в технике растворенный кислород может быть обнаружен только в определенной точке (обычно на выходе из аэротенка) и не может отражать распределение кислорода. Одним из условий контроля растворенного кислорода является то, что значение растворенного кислорода действительно отражает экологическое состояние биологической реакции в аэротенке. Когда распределение аэрации неравномерно, это условие не выполняется, и эффект контроля не будет идеальным.

Поэтому контроль расхода воздуха является очень важной частью контроля аэрации. Если в позициях B, C, D, E и F установлены устройства обнаружения расхода и регулирующие клапаны, а также установлены контрольные связи, отклонения расхода будут корректироваться в процессе работы, а контроль растворенного кислорода будет более эффективным.

1) Вход сточных вод является случайной величиной, а его внешняя среда имеет много неопределенных факторов, поэтому сложно создать точную математическую модель аэрируемой биологической системы;

2) Параметры системы аэрации имеют большую размерность, сильно связаны и весьма нелинейны;

3) Растворенный кислород имеет большую задержку во времени, и равновесие системы трудно достичь за короткое время;

4) Процесс очистки сточных вод требует большого практического опыта и знаний квалифицированных операторов;

5) Стабильность и равномерность распределения потока аэрации является основой управления эффектом очистки и экономии энергии.

Поэтому управление системой аэрации должно быть улучшено с двух сторон. Во-первых, необходимо решить проблему баланса и стабильности потока воздуха в аэротенке, а во-вторых, необходимо найти стратегию управления, подходящую для контроля растворенного кислорода в потоке воздуха.