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精确曝气技术在污水处理中的应用与挑战

本站     2025/10/14 11:14:37    

01精确曝气技术的重要性

在污水处理过程中,曝气流量控制的核心目标是确保生物反应器内溶解氧的稳定性,从而为微生物的生长和污染物的降解提供一个动态平衡且可靠的生存环境。这种动态平衡的实现,意味着总氧转移速率与总耗氧速率大致相等。

由于污水厂的进水水质和水量会发生变化,导致特定时间内的耗氧量也随之改变。因此,只有保持该时段内的供氧与耗氧均衡,才能维持处理环境的稳定。通过精确曝气,提升出水COD和氨氮达标率,提升污水厂整体出水水质。事实上,精确曝气技术在应用中所带来的显著效果包括出水水质的显著提升以及节能效果的实现。

02适用范围和控制策略

精确曝气控制的理论基础主要依据国际水协的ASMs模型。这种技术特别适用于传统AAO工艺,以及AAO改良工艺,例如多级AO和AAO-MBR工艺等。

不适用于MBR与MBBR工艺,因为它们的曝气强度控制主要目的在于抖动膜丝和悬浮填料等。

精确曝气系统的控制策略综合运用了前馈与串级反馈的方法。采用前馈与串级反馈策略,通过三级控制架构实现精确曝气控制。第一级前馈开环控制根据进水负荷来计算最优的溶解氧浓度,第二级溶解氧反馈闭环控制实时监测好氧区的溶解氧水平并调整曝气量,第三级鼓风机闭环反馈控制调节风机输出的总气量。

03关键设备的要求

在精确曝气系统中,通常选用电动调节阀,该阀由电动执行机构和阀门两部分组成。对于精确曝气控制系统,采用电动调节阀,控制精确度至关重要。虽然对阀门本身没有特殊要求,但阀门的控制精确度却至关重要。蝶阀通常不适用于精确曝气控制系统,而球阀和菱形阀是更为常见的选择。

风机的选择同样重要,可调节不同类型风机的风量,确保精确曝气。常见的风机类型包括单级高速离心鼓风机、多级低速离心鼓风机、罗茨鼓风机以及螺杆鼓风机。单级高速离心鼓风机通过齿轮增速型、空气悬浮式以及磁悬浮式等不同驱动方式来实现风量调节。

04技术挑战

曝气过程复杂,受到多因素影响,难以实现动态平衡。充氧与传质系数、流量之间并非线性关系,且受到液位、温度等多重因素的影响。溶解氧的控制则需要实时监测,并对好氧区不同位置进行差异化对待,以更合理地设置溶解氧浓度,从而优化整个系统的脱氮除磷效果。

对于曝气调整,时机与幅度的精准是维持系统稳定的关键。在调整曝气时,需精准时机及幅度,以维持系统稳定

05长期运行的挑战

确保长期稳定运行,需定期维护仪表、风机设备,确保其稳定运行不受干扰。控制系统与硬件设备的和谐统一是追求的目标,但设备的维护状态直接关系到系统的稳定性。

此外,不可预见的操作干扰,例如突然需要排放冷凝水或进行曝气操作时,若未能及时调整风机的输出,会导致溶解氧水平的大幅波动,严重影响DO的稳定性。

调试阶段需技术供应商与使用单位紧密配合,以解决可能出现的问题。

06未来展望

精确曝气技术作为污水处理领域的重要创新,其未来发展趋势值得期待。精确曝气技术将结合智能化、节能环保和物联网技术,提升污水处理效率

技术的进步将使得精确曝气系统能够更加精准地控制曝气量,提高污水处理效率,并采用节能技术减少能源浪费。同时,物联网技术的发展将使远程监控和管理更为便捷,推动污水处理行业的进步与发展。


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