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      羅茨鼓風機節能曝氣技術在污水處理中應用

      羅茨鼓風機節能曝氣技術在污水處理中應用

        山東錦工有限公司是一家專業生產羅茨鼓風機、羅茨真空泵、回轉風機等機械設備公司,位于有“鐵匠之鄉”之稱的山東省章丘市相公鎮,近年來,錦工致力于新產品的研發,新產品雙油箱羅茨風機、水冷羅茨風機、油驅羅茨風機、低噪音羅茨風機,贏得了市場好評和認可。

      一般污水處理工藝為了保證曝氣充分,經常輸送過多的鼓風風量,造成了能耗的浪費,所以對污水處理工程中的羅茨鼓風機節能技術進行研究就十分必要,合理采用先進的計算機技術和控制技術,結合現代管理平臺軟件,優化處理羅茨風機鼓風風量,達到節能降耗。
      控制溶解氧數值采用神經網絡模型,由于該模型結構穩定,數據真實,利用間接測量的思路,在變量不相關的情況下,得出變量溶解氧濃度DO的變化規律,使DO能夠實時跟蹤設定值[1]。根據預測值的浮動變化和溶解氧的DO值誤差變化要求,優化鼓風配氣調節閥,在系統運行狀態穩定的前提下,減少DO值的波動,視系統運行狀況進行曝氣,利用MATLAB算法得到一個比較合理的階段性DO預測值[2]。鼓風風量精確控制系統通過鼓風風量信號作為主控制信號、溶解氧為輔助控制信號,結合智能控制算法,實現溶解氧DO穩定精確控制,運用數學處理軟件仿真演算,由PLC系統進行參數調整[3],鼓風風量精確控制系統是鼓風流量控制閥、空氣流量計、壓力控制器和智能控制裝置組成的一個集成曝氣控制系統。
      鼓風曝氣節能技術應用達到的技術指標:(1)DO值在線監測與設定值之間差值控制在±5%范圍以內的數據達到75%以上,生物池DO波動相應減少;(2)與常規方法比較,鼓風風量節氣量不低于15%,節能達到10%~15%。
      為配合羅茨鼓風機風量精確控制系統,在原有設備的基礎上增加設備如下:在線超聲波液位計和氨氮檢測儀各一臺,控制站已有備用點進行采集,在分控室增加一臺鼓風風量精確控制系統電腦,使鼓風風量精確控制系統與現場PLC進行實時數據傳遞,設備改造費用約280萬。
      羅茨風機曝氣精確控制系統調節后,基本實現了穩定控制溶解氧D0值,經現場數據采集,節能曝氣的噸水耗電量變化如表1所示。
      羅茨風機曝氣控制系統運行,有效減少生物池溶解氧D0值的波動,在出水達標前提下,節省每噸水耗電至0.21度/噸左右,使鼓羅茨風機的曝氣量節約10%~20%,達到鼓風節能效果。
      引進鼓風節能技術每年可節約250萬度,按用電標準0.6度計算,年節約費用150萬,項目改造投入資金少,節能效果顯著,經濟效益可觀,投資回報率快,項目投資改造后兩年即可回收成本。
      羅茨風機流量精確控制系統運用智能控制策略和手段,實現精確控制鼓羅茨風機組風量,能夠根據生物處理過程需要提供,減小生物池中D0值的波幅,既保證污水處理達標排放,又能節約曝氣氣量,降低能耗[4]。在采用了鼓風曝氣流量精確控制后,其環境效益如下:(1)節約電能消耗10%左右,符合國家節能減排的要求,間接減少二氧化碳在大氣中的排放量,有利于能源的節約和高效利用。(2)溶解氧D0值在2.2的上下小幅波動,生物池中穩定的溶解氧值,使生物菌群高效工作,保證出水水體水質穩定達標[5]。
      好氧微生物的活性依賴于曝氣,因此鼓風曝氣是污水處理中重要的一步。國內對鼓風曝氣的節能控制運用時間不長,對節能技術的掌握有待提高。通過鼓風節能技術實施,即達到了節約能源的目標,又為國內許多高能耗污水處理廠提供借鑒,對保護環境、實現經濟可持續發展具有重大意義。
      從羅茨鼓風機流量精確控制系統工程的生物池曝氣段看,基本上達到了穩定控制溶解氧和降低能耗的目標,通過對運行數據的分析,配合現代的計算機技術,建立高效而準確的數學模型,實時調節鼓風曝氣控制閥門開度,減少了溶解氧值DO的波動,波動量僅為以前的10%~20%,溶解氧DO值維持穩定,有助微生物群落生長環境穩定,使其處于高效處理環境中,可以節約5%~15%曝氣量;穩定溶解氧DO,降低DO設定值,假如出水水質保證的情況下能降低15%,那么就降低鼓風能耗10%,同時減少鼓羅茨風機組的頻繁啟停,降低了設備損耗,節約設備維護成本。鼓風流量精確控制系統的應用,有效改善了污水處理廠的高耗能問題,對于采用羅茨風機曝氣的活性污泥法工藝具有良好的適用性和有效性。

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