1、什么是準(zhǔn)確曝氣？

精確曝氣是污水處理廠從早期廣泛的人工控制模式向現(xiàn)代精細(xì)自動(dòng)控制模式的先進(jìn)產(chǎn)物。傳統(tǒng)的活性污泥法已經(jīng)在世界各地使用了數(shù)百年，許多國(guó)內(nèi)外專家多次提出并強(qiáng)調(diào)，需要深入挖掘活性污泥法的百年工藝，以實(shí)現(xiàn)生化處理過程的**控制和高效運(yùn)行。

準(zhǔn)確曝氣的主要目標(biāo)是保證生化處理工藝的穩(wěn)定運(yùn)行和出水的穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)，從而實(shí)現(xiàn)鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)的節(jié)能降耗，降低污水處理廠的運(yùn)行成本。污水處理廠的自動(dòng)化和精細(xì)化管理和控制在世界上得到了提倡。精密曝氣是污水處理廠實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理的有效工具，需要鼓風(fēng)機(jī)、曝氣設(shè)備和精密曝氣系統(tǒng)的共同努力。

精確曝氣系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)間歇曝氣、微曝氣、正常曝氣、溶解氧分布控制等各種復(fù)雜的供氣方案；可幫助污水處理廠實(shí)現(xiàn)工藝精細(xì)調(diào)整，適應(yīng)各種工藝，隨工藝變化調(diào)整；也可根據(jù)當(dāng)前曝氣量通知鼓風(fēng)機(jī)主控制，防止哮喘等異常情況，節(jié)省鼓風(fēng)機(jī)功耗。

為什么要實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)曝氣？

在生物處理過程中，如果曝氣不足，會(huì)導(dǎo)致工藝運(yùn)行惡化，出水水質(zhì)排放超標(biāo)；如果曝氣過多，會(huì)導(dǎo)致能耗高，增加污水處理廠的運(yùn)行成本。因此，只有根據(jù)實(shí)際需要合理分配和準(zhǔn)確調(diào)整各區(qū)域的曝氣量，才能保證污水處理廠的高效經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

良好的污水處理工藝自動(dòng)控制系統(tǒng)不僅能保證污水處理廠設(shè)備的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，而且能實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，在工藝升級(jí)中得到關(guān)注和應(yīng)用。精密曝氣控制系統(tǒng)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一套更好的節(jié)能技術(shù)。

我國(guó)污水處理廠的能耗主要是電耗，處理每噸污水的能耗約為0.2-0.3度，約占污水處理成本的50%-70%。在我國(guó)污水處理廠建設(shè)的基礎(chǔ)上，通過現(xiàn)有設(shè)施的優(yōu)化運(yùn)行，有很大的提高出水水質(zhì)、降低能耗和物耗的空間。截至2019年6月底，我國(guó)已建成城市污水處理廠5000多家（不含鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠和工業(yè)），污水處理能力達(dá)到2.1億立方米/天。

根據(jù)我國(guó)污水處理廠每年處理500億噸污水，如果能節(jié)約20%的能耗，就能為國(guó)家節(jié)約30億千瓦時(shí)的電力。在當(dāng)前國(guó)家大力倡導(dǎo)節(jié)能降耗的背景下，污水處理廠的節(jié)能降耗具有重要意義。

我國(guó)約有一半的污水處理廠采用氧化溝和AAO技術(shù)，越來(lái)越多的AAO變形技術(shù)呈上升趨勢(shì)。鼓風(fēng)曝氣能耗約占污水處理廠總能耗的51%。因此，實(shí)現(xiàn)曝氣系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行是污水處理廠節(jié)能的關(guān)鍵。

過度曝氣直接造成電能浪費(fèi)，溶解氧通過內(nèi)回流帶到缺氧區(qū)，影響反硝化作用。溶解氧通過外回流帶到厭氧區(qū)，影響厭氧釋磷的過程。曝氣不足會(huì)影響生化池中的微生物活性，可能影響出水水質(zhì)；也可能導(dǎo)致二沉池反硝化，污泥漂浮，影響出水。精密曝氣系統(tǒng)不僅能保證污水處理廠設(shè)備的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，還能實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。我公司將鼓風(fēng)機(jī)、曝氣器、電動(dòng)閥、在線監(jiān)控儀表等國(guó)際**設(shè)備與良好的自動(dòng)控制系統(tǒng)完美結(jié)合，真正實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定運(yùn)行。

曝氣過程涉及兩個(gè)步驟：一是氧氣的擴(kuò)散和溶解。在鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)中，主要體現(xiàn)在空氣從曝氣池底部的曝氣頭釋放后，空氣中的氧氣從氣相轉(zhuǎn)移到液相。二是溶解氧的利用和消耗。該過程結(jié)合了**碳去除過程、生物脫氮、生物除磷等，是多個(gè)過程綜合作用的結(jié)果。

活性污泥法的曝氣過程是為去除**碳、硝化、吸磷等過程提供適當(dāng)?shù)娜芙庋?，促進(jìn)三種生化反應(yīng)的正常進(jìn)行。曝氣流量控制的目標(biāo)是形成穩(wěn)定的溶解氧條件，為微生物生長(zhǎng)和污染物降解建立動(dòng)態(tài)平衡和可靠的生活環(huán)境。這種動(dòng)態(tài)平衡過程的本質(zhì)是使總氧轉(zhuǎn)移率幾乎等于總耗氧率。由于污水處理廠的進(jìn)水水質(zhì)和水量發(fā)生了變化，特定時(shí)期內(nèi)的耗氧量也發(fā)生了變化。只有平衡這一時(shí)期的供氧量和耗氧量，才能保證處理環(huán)境的穩(wěn)定性和出水水質(zhì)。

三、精確曝氣系統(tǒng)的組成。

1.鼓風(fēng)機(jī)控制模。

市場(chǎng)上的鼓風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)方式大多分為頻率調(diào)節(jié)、風(fēng)量調(diào)節(jié)和壓力調(diào)節(jié)三種模式。精確曝氣系統(tǒng)和壓力調(diào)節(jié)模式的鼓風(fēng)機(jī)效率**。建議采用恒壓模式的鼓風(fēng)機(jī)作為精確曝氣系統(tǒng)的專用鼓風(fēng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)高效控制。

2.鼓風(fēng)機(jī)喘震風(fēng)險(xiǎn)。

同時(shí)，在選擇鼓風(fēng)機(jī)時(shí)，不僅要考慮鼓風(fēng)機(jī)的控制方法，還要考慮鼓風(fēng)機(jī)的氣量運(yùn)行范圍。由于水質(zhì)和水量的變化，工藝所需的曝氣時(shí)間是**的變化。如果工藝所需的氣量小于鼓風(fēng)機(jī)提供的*小氣量，鼓風(fēng)機(jī)可能會(huì)有喘振的風(fēng)險(xiǎn)。例如，現(xiàn)在有兩個(gè)恒壓控制模式的鼓風(fēng)機(jī)為工藝供氣。單個(gè)鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)量范圍為6000-100000m3/h，兩個(gè)鼓風(fēng)機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)動(dòng)運(yùn)行。如果工藝所需的氣量為1100m3/h，則打開鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)量不足，需要打開兩個(gè)鼓風(fēng)機(jī)，但風(fēng)量過大，導(dǎo)致閥門處于*小閥位，整個(gè)曝氣系統(tǒng)的管道壓力越來(lái)越高，*終導(dǎo)致鼓風(fēng)機(jī)喘振。避免鼓風(fēng)機(jī)喘振的方法有兩種。大小配方案：選擇時(shí)考慮鼓風(fēng)機(jī)大小配方案，即選擇4000-800m3/h的鼓風(fēng)機(jī)和50000m3/h的鼓風(fēng)機(jī)，可實(shí)現(xiàn)40000m3/h的連續(xù)流量配方案。

閥門是整個(gè)曝氣系統(tǒng)的主要控制設(shè)備。根據(jù)設(shè)定的參數(shù)，系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)閥門的開度來(lái)調(diào)節(jié)管道的流量，從而達(dá)到調(diào)節(jié)工藝參數(shù)的目的。這對(duì)閥門的要求相對(duì)較高，其工作特性曲線的選擇也非常重要。**選擇線性良好的調(diào)節(jié)閥，如棱形閥，并考慮閥門的直徑尺寸、壓力損失等因素。一些制造商使用蝶閥代替調(diào)節(jié)閥，由于閥門調(diào)節(jié)曲線的限制，壓力損失高，調(diào)節(jié)線性度差，效果很差。

3.流量計(jì)。

流量計(jì)用于測(cè)量管道的流量，是整個(gè)曝氣系統(tǒng)的測(cè)量設(shè)備。流量計(jì)應(yīng)選用質(zhì)量流量計(jì)，不受溫度和壓力的影響。選擇精度高、重復(fù)性好的流量計(jì)。同時(shí)，還應(yīng)考慮流量計(jì)和閥門的安裝要求。流量計(jì)的安裝有其特殊要求，如直管段和縮小直徑與流量計(jì)的距離、閥門與流量計(jì)的距離以及彎頭對(duì)流量計(jì)的測(cè)量影響。

4.DO現(xiàn)場(chǎng)工藝儀表。

現(xiàn)場(chǎng)儀器主要包括DO儀器、氨氮儀器、PH值儀器等，市場(chǎng)上有許多品牌的儀器可以滿足要求。主要考慮到平時(shí)維護(hù)的方便性，因?yàn)榇蠖鄶?shù)儀器需要定期維護(hù)和校準(zhǔn)，對(duì)污水處理廠的運(yùn)行人員要求較高。如果現(xiàn)場(chǎng)儀器不能準(zhǔn)確測(cè)量工藝值（如儀器傳感器堵塞等），則整個(gè)精確曝氣系統(tǒng)將朝錯(cuò)誤的方向控制，影響水質(zhì)。

.曝氣盤/主要用于安裝水平。

6.精確曝氣系統(tǒng)控制柜。

精確曝氣系統(tǒng)可以比作一個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富的工藝人員。如果鼓風(fēng)機(jī)是心臟，閥門、流量計(jì)、DO等儀器是手和腳，那么精確曝氣系統(tǒng)控制柜就是大腦，其控制精度直接影響系統(tǒng)的精度和水質(zhì)的穩(wěn)定性。

四、理想的精確曝氣系統(tǒng)。

理想的精確曝氣系統(tǒng)應(yīng)考慮閥門、流量計(jì)、DO儀表、鼓風(fēng)機(jī)等設(shè)備的影響，能夠適應(yīng)這些設(shè)備的工作特點(diǎn)，設(shè)置不同工藝負(fù)荷的參數(shù)，以及緊急情況下的控制模式和報(bào)警輸出（如DO儀表不良、鼓風(fēng)機(jī)哮喘等不利因素）

市場(chǎng)上有許多制造精確曝氣系統(tǒng)的制造商，其控制不同，但一般來(lái)說，一個(gè)完美的精確曝氣系統(tǒng)應(yīng)具有以下特點(diǎn)：

1.適應(yīng)性。

理想的精確曝氣系統(tǒng)應(yīng)能滿足不同的水質(zhì)要求，也能滿足各種配套工藝設(shè)備。其他設(shè)備（如鼓風(fēng)機(jī)）可以很好地適應(yīng)其控制模式，如流量和壓力控制模式。

2.獨(dú)立性：

理想的精確曝氣系統(tǒng)應(yīng)具有獨(dú)立的控制能力，只需將系統(tǒng)放置在自動(dòng)模式下，系統(tǒng)就可以根據(jù)設(shè)定的工藝參數(shù)運(yùn)行，不受通信斷路等其他干擾。在緊急情況下，有替代控制模式和報(bào)警輸出，以確保參數(shù)的穩(wěn)定性。

3.參數(shù)可選性：

理想的精確曝氣系統(tǒng)參數(shù)應(yīng)具有可選性，如控制模式（流量控制、閥位控制、DO控制等）、控制位置（遠(yuǎn)程/本地）、控制參數(shù)等。

4.細(xì)化：

理想的精密曝氣系統(tǒng)應(yīng)完善控制范圍，因?yàn)椴煌拈y門和流量計(jì)曲線不同，可以將不同的閥門和流量計(jì)參數(shù)導(dǎo)入精密曝氣系統(tǒng)，甚至蝶閥也能取得更好的效果。