AVS精確曝氣控制系統(tǒng)

1、AVS精確曝氣控制系統(tǒng)Energy Saving solution for Wastewater Treatment PlantAVS精確曝氣控制系統(tǒng) 生物處理工藝是目前廣為采用的污水處理技術(shù)，其過程是一個復(fù)雜的生化過程，曝氣控制（溶解氧控制）是其中一個非常重要的環(huán)節(jié)。不同的工藝，對曝氣控制方式也有所不同，但是在幾乎所有的采用生物處理工藝的污水廠中，曝氣始終是最重要的能耗環(huán)節(jié)。從一些國內(nèi)的污水處理廠耗電量來，曝氣占據(jù)了總耗電量的50-70%，所以曝氣系統(tǒng)是整個污水廠節(jié)能降耗運行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。AVS（Aeration Volume control System）精確曝氣系統(tǒng)是一個智能控制系統(tǒng)，旨在

2、為生物處理工藝提供精確曝氣，即實現(xiàn)精確溶解氧（DO）控制。AVS的核心是生物處理過程建模（ASM模型）和鼓風(fēng)曝氣精確配氣調(diào)節(jié)，在控制過程中其模型會根據(jù)系統(tǒng)的在線數(shù)據(jù)進行自動的優(yōu)化調(diào)整。采用AVS，能夠為污水處理企業(yè)帶來一下益處： 根據(jù)真實需求實現(xiàn)節(jié)能曝氣，有助于實現(xiàn)污水廠節(jié)能運行； 為各種復(fù)雜工藝提供精確供氣方案，適用于多種活性污泥處理工藝及其改良工藝（AO,AAO,SBR等）； 有助于實現(xiàn)溶解氧分布控制，為工藝優(yōu)化提供支持； 依靠模型，部分實現(xiàn)了污水處理智能控制，有助于處理效果的穩(wěn)定、高效；系統(tǒng)功能AVS在污水廠現(xiàn)場控制示意AVS可以使各種復(fù)雜的供氣方案得以實現(xiàn)，間歇曝氣、微量曝氣、正常曝氣

3、、溶解氧分布控制等。幫助用戶實現(xiàn)工藝的精細調(diào)節(jié)。AVS還可以根據(jù)當(dāng)前需要的曝氣量，通知鼓風(fēng)機主控（MCP）進行風(fēng)量調(diào)節(jié)，使鼓風(fēng)機節(jié)能運行，防止發(fā)生喘震等異常情況，節(jié)約鼓風(fēng)機電耗。下圖為AVS在污水廠工藝流程中的示意：AVS精確曝氣控制原理 生物處理過程是通過人為地維持好氧/厭氧環(huán)境，使曝氣池中的微生物持續(xù)特定的生化過程，去除或降低污水中的目標(biāo)物質(zhì)，從而達到排放要求。傳統(tǒng)方法因缺乏依賴精確模型的控制策略，造成過量曝氣或DO控制波動過大，控制效果不佳，易造成去除率的波動。AVS以精確模型為基礎(chǔ)，以曝氣流量控制為目標(biāo)，實現(xiàn)DO精確控制。生物處理工藝中，DO是快時標(biāo)變量，其動力學(xué)特性是非線性和時變的，

4、傳統(tǒng)控制方式無法及時準(zhǔn)確地應(yīng)對各種擾動的影響，要達到精確控制必須建立可靠的動力學(xué)模型。AVS針對污水生物處理過程建模，通過對特定污水廠的歷史運行數(shù)據(jù)或在線運行數(shù)據(jù)進行分析處理，確定該污水廠生物處理過程的一些特征參數(shù)和補償參數(shù)；再通過仿真，檢驗這些特征參數(shù)的有效性。利用在線儀表或?qū)嶒炇胰〉玫腘H4-N、NO3-N以及TP等信號AVS還能對內(nèi)回流行優(yōu)化調(diào)節(jié)，給出最優(yōu)內(nèi)回流比設(shè)定值，原理如下圖所示：AVS精確曝氣系統(tǒng)擾動抑制針對常見擾動輸入如水量變化、水質(zhì)變化、PH值變化等，AVS通過生物處理過程模型塊和歷史數(shù)據(jù)綜合處理，得出系統(tǒng)需要的曝氣量提前進行反操作，而不是等到DO發(fā)生變化后再進行調(diào)節(jié)；對曝氣

5、流量調(diào)節(jié)性能和空氣壓力損失的關(guān)系進行了平衡，得到最優(yōu)閥門開度組合（最小的壓力損失），給出鼓風(fēng)機允許的最小輸出壓力；曝氣流量控制為基本就地控制回路，由電動流量調(diào)節(jié)閥、熱值氣體流量計和模型給定的瞬時設(shè)定流量組成回路，可快速、準(zhǔn)確地根據(jù)實際的負(fù)荷波動按需供氣，使生物池的每一部分都能達到高效，從而穩(wěn)定解溶氧，達到精細控制。AVS精確曝氣系統(tǒng)流量分配電動流量調(diào)節(jié)閥在全開的情況下壓力損失比較小，但隨著開度的減小壓力損失會逐步上升。出于優(yōu)化運行和節(jié)能的考慮，需要盡量使電動流量調(diào)節(jié)閥在大開度工況條件下工作，對流量調(diào)節(jié)性能和空氣壓力損失的關(guān)系進行平衡，減少因壓力損失造成的能源損耗，尋找最優(yōu)閥門開度組合（最小的壓

6、力損失），并在此條件下給出鼓風(fēng)機允許的最小輸出壓力。液位是另一個重要因素，較低的液位意味曝氣頭出口壓力低，會誘導(dǎo)氣體從壓力低的地方釋放，使較過高的液位供氣不足，甚至?xí)l(fā)生液位過高，以至于無法曝氣。污水廠每日進水的時間分布特性導(dǎo)致生物池液位經(jīng)常產(chǎn)生波動，所以實際控制中必須考慮這個因素。AVS模型的跟蹤和校對模型是對污水廠生物處理工藝主要特征的抽象和再現(xiàn)，AVS據(jù)此可以對處理過程中各種擾動進行及時判度并適當(dāng)應(yīng)對，以達到精確控制的效果。污水廠是一個開放的系統(tǒng)，必然受到環(huán)境的影響；除此之外，污水廠的進水變化也具有一定的趨勢性，這些因素?zé)o一不造成了污水處理模型特征數(shù)值的變化，AVS需要能夠及時跟蹤這些變化，并對自身的模型做出響應(yīng)的調(diào)整才能保證其模型控制的精確性。在運行的過程中，AVS不斷地將運行數(shù)據(jù)采集到模型特征數(shù)據(jù)庫里面，利用該數(shù)據(jù)庫里面的數(shù)據(jù)定期進行模型的自整運算，保證了模型不至于隨時間和環(huán)境的變化而偏離真實。AVS精確曝氣系統(tǒng)組成 流量調(diào)節(jié)閥 電動執(zhí)行機構(gòu) 氣體流量計 就地控制器 AVS控制軟件 壓力變送器 液位計AVS精確曝氣系統(tǒng)特點 適時精確供氣，降低能耗 三種運行模式：本地自動控制模式、人工強制控制模式、安全模式，適應(yīng)范圍廣 良好的可靠性、可維護性、可擴展性，降低遠期使用成本 接入GPRS遠程通訊模塊，支持遠程調(diào)試、診斷、維護等服務(wù) 溶氧儀、氣體流量計、電動閥門、壓