污水處理過(guò)程曝氣過(guò)程的優(yōu)化控制一直以來(lái)是一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。基于各種理論、各種類型控制模式的商業(yè)化控制系統(tǒng)也是層出不窮，甚至讓你眼花繚亂。對(duì)這些控制系統(tǒng)的使用效果也是莫衷一是。

出現(xiàn)這種現(xiàn)象，或者曝氣系統(tǒng)的優(yōu)化問(wèn)題之所以在國(guó)內(nèi)是大問(wèn)題，我認(rèn)為主要是“前后”端都存在問(wèn)題。首先設(shè)計(jì)階段，我們采用的進(jìn)水水質(zhì)預(yù)測(cè)出現(xiàn)嚴(yán)重偏差，導(dǎo)致需氧量計(jì)算的較大誤差;其次風(fēng)量本身計(jì)算過(guò)程又會(huì)疊加一次較大的人為因素，形成”誤差“疊加。另外，設(shè)計(jì)多數(shù)采用傳統(tǒng)的DO反饋控制，眾所周知缺欠較多，實(shí)踐運(yùn)行很難實(shí)現(xiàn)預(yù)期效果。當(dāng)然，后期運(yùn)營(yíng)管理跟不上也會(huì)導(dǎo)致自控系統(tǒng)難以發(fā)揮作用。

近些年出現(xiàn)的”精確曝氣“、”模糊控制“等技術(shù)對(duì)過(guò)往的DO控制模式進(jìn)行了改進(jìn)，采用了一些新的算法和控制儀表及設(shè)備，有一些案例顯示了不錯(cuò)的使用效果，但是不理想案例也存在。這方面的爭(zhēng)論也不斷，很熱鬧。

實(shí)際上，我們追求的是”按需曝氣“，過(guò)度曝氣或者不足都會(huì)導(dǎo)致處理效果的變壞。但是如何實(shí)現(xiàn)按需，存在很多技術(shù)上的困難。因?yàn)槲鬯畯S進(jìn)水負(fù)荷是隨機(jī)變化的，生化過(guò)程又是一種非穩(wěn)態(tài)過(guò)程，因此很難真正實(shí)現(xiàn)完全意義上的數(shù)學(xué)范疇的”按需曝氣“，但實(shí)際上，如果我們拋開這種關(guān)于”精確“字眼的討論，換一種思路來(lái)思考這個(gè)問(wèn)題，或許答案有所不同。

此外，在氧化溝工藝曝氣控制方面，丹麥開發(fā)的交替式氧化溝曝氣方式，在改善水質(zhì)、降低運(yùn)行能耗方面顯然要優(yōu)于連續(xù)流的推流式生物池。但可惜的是，這種工藝及運(yùn)行控制模式在中國(guó)并沒有得到更為廣泛的應(yīng)用，具體原因另行論述。

這里可以引出本次介紹的一種氧化溝工藝曝氣控制方法，就是日本的Zhan J. X.等人最近在WaterSci. Tech.上新發(fā)表的一篇論文，介紹了一種基于生物處理過(guò)程實(shí)際氧需求量(OR)的計(jì)算方法，并給出了具體的計(jì)算公式，這個(gè)計(jì)算公式包含了BOD氧化、硝化、內(nèi)源呼吸及溢出攜帶氧氣的計(jì)算公式及參數(shù)取值范圍，公式非常適用。

具體做法是實(shí)際運(yùn)行中的曝氣的控制采用閉環(huán)控制，要根據(jù)在線實(shí)時(shí)進(jìn)水水質(zhì)計(jì)算實(shí)際的氧氣需求量，選取的參數(shù)可以用替代參數(shù)SS、NH3-N來(lái)替代相關(guān)性非常穩(wěn)定的BOD5、TKN。

實(shí)際運(yùn)行中采用間歇曝氣，而不是國(guó)內(nèi)常用的連續(xù)曝氣，在這一點(diǎn)上實(shí)際是借鑒了丹麥交替式氧化溝的曝氣控制模式，但是丹麥的氧化溝污水廠目前往往采用在線出水營(yíng)養(yǎng)鹽指標(biāo)進(jìn)行曝氣的控制;而本文的控制采用了基于OR實(shí)際數(shù)量的控制，且間歇曝氣。采用OR控制模式獲得的成效是很顯著的，出水TN可以降低2mg/L的極限水平。

曝氣能耗更大幅降低61%，全廠能耗降低21.5%。

之所以介紹這一篇研究報(bào)告，主要考慮是目前國(guó)內(nèi)污水廠曝氣工藝控制環(huán)節(jié)變成了一個(gè)“灰色”地帶，設(shè)計(jì)院提供的控制方案很難實(shí)現(xiàn);而自控供貨商又沒有這方面的經(jīng)驗(yàn);而專注于提供”精確曝氣“技術(shù)和設(shè)備的公司又諱莫如深。

我希望這篇報(bào)告對(duì)你有所幫助，只要努力，我們也能做好優(yōu)化曝氣，甚至實(shí)現(xiàn)”精確曝氣“。