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电气自动化控制技术在污水处理厂曝气量控制中的应用

开天源水务信息化 2019-06-13 01:40:54


《工程技术:全文版》2016年05期

殷世勇


随着社会的发展,可持续发展已经成为了人们日益关心和研究的问题。在城市发展过程中,不可避免的会产生污水,而做好污水处理工作对于城市的生活环境来说至关重要。本文将对城市污水处理厂的发展现状进行阐述,对曝气技术的运用意义进行探讨,通过分析曝气节能技术的试验和控制细节,希望为曝气技术在污水处理中的发展提供帮助。


1、城市污水处理厂曝气技术概述

目前,我国的城市污水处理厂的曝气技术要依靠鼓风曝气系统实现。鼓风曝气系统总体来说较为复杂,组成的构件较多,其工作原理为:首先,空气要经由曝气通道进入到曝气器中,在曝气器中,空气会形成一些气泡。由于空气扩散设备产生的作用,这些气泡的大小和形状都有不同,而气泡大小的不同也决定了鼓风曝气系统的类型不同。这些气泡会在水中不断上升,最终,在浮出水面的刹那发生破裂,而氧气则通过气泡上升的过程,最终达到了进入污水的目的。气体在进入曝气器之前,已经受到了加热处理。这种处理是通过通道内的接触和鼓风机在运行过程中进行压缩处理的结果。气体在曝气池内,会接受降温处理,从而受冷形成水珠,这些水珠经由收集管道排除。曝气器的分类主要有产生的气泡大小决定,大气泡曝气器释放气泡的空洞较大,而微气泡系统释放气泡的方式主要是通过多孔材料来进行释放。两者相比较,大气泡曝气系统的优点是对于氧气的转移效果更好,但由于通常都设置在曝气区下部的位置,所以不容易进行清洗,同时也很容易造成堵塞。而小气泡系统相比来说效率更高些,这是由于微气泡对于微生物的破碎作用较小,需要的空气量也不大,清洗起来也要比大气泡曝气器的清洗更加容易,但相对来说氧气的转移效率要低些,同时对于材料和使用时间也有比较严格的要求。


2、电气自动化控制技术的应用
2.1 温度和曝气系统充氧的关系

水温的变化也可以对曝气系统产生影响,具体来说当水温发生变化的时候,水的物理性质也会发生改变,从而氧气在水中的传播速度和溶解性能也会收到相应的影响。当水的温度减小的时候,水中的粘度变大,分子的活动能力减弱,液膜厚度将会增大,从而导致氧气的传播速度下降,但此时相对应的是氧气的饱和溶解度会升高。所以氧气的饱和溶解度和氧气的传输速度之间呈现出负相关的关系。在进行试验的时候,要注意这种负相关关系,选择合适的温度区域确保试验的效果。


2.2 流量仪表的应用

在对污水进行处理的过程中,流量仪表同样发挥着非常重要的功能,能够对污水处理厂的进出水量、污泥回流量以及曝气量等关键参数起到监测的目的,进而使污水处理设备额运行条件得到控制,同时给污水处理设备运行的状况进行评判提供参考,促进污水处理厂经济效益的提升。比较常用的流量仪表包括电磁流量计、超声波流量计和压差式流量计等,通过多个不同的工艺化解能够实现对流量进行监测的目的,进而促进污水处理设备运行的稳定性和安全性。


2.3 化学需氧量分析仪的应用

在对污水处理效果进行衡量时,化学需氧量是其中非常重要的衡量指标。所谓化学需要量指的使在一定的条件状况下,污水强氧化剂在单位体积中所消耗的总量,它使对污水中有机物含量进行衡量的重要参数。所以,在对污水进行处理的过程中,要强化对COD指标的测定,这对于污水处理工艺流程的调节以及污水处理效果的提升都具有非常重要的指导价值。


2.4 溶解氧仪的应用

从当前对污水进行处理的过程来看,得到广泛应用的主要有活性污泥法、好氧厌氧微生物处理法以及生物膜法等。而水中溶解氧则是使微生物可以维持正常生命活动的重要影响因素之一,因此,监测水中的溶解氧,对于微生物活性的保持具有十分主要的帮助,同时可以为曝气量的调节提供科学的依据,有助于避免出现止活性污泥法中污泥丝状膨胀问题,促进污水处理效果的提升。从构成来看,溶解氧仪可以分成变送器和传感器两个部分,因此在对其进行使用时,一定要对溶解氧仪的安装位置给予关注,确保仪器测量的准确性。


2.5 精准化曝气控制

精准化曝气控制是一种精准化、经济化、自动化的控制策略是将污水处理工艺、自动化控制和计算机三种技术通过以建立数学模型的方式予以实现的综合性智能化控制技术该控制方式主要是通过引入水质监测信号作为前馈信号提前选择控制策略并动态确定各曝气池溶解氧和空气流量设定值的分配洛池溶解氧和曝气量的调节主要通过电动调节阀实现总曝气量主要通过分配鼓风机的投入数量及导叶开度或变频器完成压力信号作为安全和分配的限制条件这些过程控制参数通过仪器仪表输入到PLC后进入计算机的数学模型经过分析计算下达调控指令实现对曝气控制精准化。


3、结论

随着国家对环境保护的重视,污水处理厂在城市发展中所起到的作用也越来越大。目前,我国的污水处理系统得到了很大的发展,在能源消耗方面有了明显的降低。在实际工作中,科研技术人员要对污水处理中的曝气系统进行科学认识,对曝气节能的技术原理,运行机制和未来发展方向进行广泛研究,注重污水的处理效果和减少能源的消耗,加强污水处理系统的可操作性,为我国污水处理工作的有效展开贡献力量。



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