污水厂曝气优化系统(英国Strathkelvin)

 ASP-Con污水厂曝气优化系统

ASP-Con（activated sludge plant controller）仪表是一台应用在污水厂处理过程中可以自动清洗、自动校准和自动测量多参数的监测系统。这些数据包括活性污泥活性指标——呼吸速率曲线；可提供连续监测数据，如溶解氧、pH、MLSS、SVI、钾和氨氮等等。

溶解氧是影响污水厂出水水质和运行能耗的关键参数，ASP-Con技术的最大创新点是建立以呼吸速率为溶解氧控制系统，ASP-Con 既可以作为一个独立的监测系统进行数据分析，也可直接连接到污水厂的控制系统（如PLC）进行动态优化处理控制，从而使污水厂达到更好出水水质和节约曝气成本。

■ 测量参数

ASP-Con测量16种不同的参数，包括12种直接参数和4种间接参数：                                                              

■ 控制

如果要ASP-Con处于最佳运行水平，需要通过污水厂PLC/SCADA系统接受ASP-Con实时监测到的数据输入用来控制污水厂工艺参数。

ASP-Con安装在污水厂曝气系统中心位置，方便它获得活性污泥混合液样品，在连续运行的基础上分析以下数据： 

■ 曝气优化

• 曝气池控制区划分：根据污水厂的工艺流程和控制需求，将曝气池划分成相对独立的控制区，方便仪表的布置和控制方案的制定。

• 曝气优化ASP-Con仪表安装：根据实现各功能区的控制目标的参数要求，确定仪表类型、数量和安装位置。

• 曝气优化机制：根据曝气池OUR变化情况确定进水的污染物负荷和实际的处理量，进而调整曝气池的溶解氧控制水平，可通过ASP-Con软件数据分析确定。

• 曝气优化系统构建：通过PLC/SCADA对现场采集的数据和ASP-Con软件数据计算分析，得到满足工艺控制要求的参数，并指导各控制设备的运行。对于改造项目，建立与现行控制平台平行的系统，建设过程中原有系统可正常运行，两个控制系统可灵活进行切换，充分保障污水厂运行安全。

• ASP-Con实时监测到的数据输入污水厂过程中，对控制系统PLC/SCADA软件进行修改，或用我们提供的软件，把监测的数据结合工艺流程的设定对曝气池运行状况进行参数优化，使污水厂达到更好出水水质和节约曝气成本。。

■ 安装位置

根据污水厂工艺控制参数和监测需求，建议仪器ASP-Con安装在污水厂的三个位置点：

• 在污水厂构筑物入口区域，它可以反映进水情况，并作为前馈控制传感器，例如检测是否有高浓度氨氮，若有则需要额外的曝气并按需要自动调节设置点。

• 作为一个独立的系统将ASP-Con安装在曝气池中心位置，确保曝气池合理溶解氧浓度，使污水厂曝气过程得到最优控制。

• 在污水厂构筑物出口处安装ASP-Con可以反映出水效果，并根据结果自动调整各个参数的设置值。

■ 节约能耗

ASP-Con应用案例研究和实际运行表明，能源消耗可减少15-40%。通过ASP-Con软件得到呼吸速率曲线分析，在较低氧浓度下氧的转移效率最大，分析出有机物生物降解所需碳化临界氧浓度和硝化临界氧浓度，从而得到曝气池合理溶解氧设定区间和稳定的溶解氧控制，结果使污水厂达到更好出水水质和节约能耗。ASP-Con呼吸速率曲线图和网络连接图的案例如下图所示。

■ 技术参数

■ ASP-Con参数优先级清单与公差

• 1级是设备控制的关键参数，可以精确的测量。

• 2级是设备的重要参数，可以准确的测量。

• 3级是设备的重要参数，可以较准确的测量。

■ 电极和传感器及过程

ASP-Con有二个溶解氧电极，二个独立钾和氨氮ISE电极，一个固体测量传感器和一个用于测试pH传感器。

■ 内置溶解氧电极

用来测量被捕获的污泥混合液样品的呼吸速率。根据仪器位置，通过测量可以确定：

• 进水负荷（处于入口）

• 处理程度（位于进一步处理位置）

样品是由曝气池中取出，在内部密封器中震动。密封器内设有一个独立的高效曝气设备，并在呼吸过程中提供充足的溶解氧浓度：

• 耗氧速率（OUR）

• 碳化临界溶解氧

• 硝化临界溶解氧

• 硝化程度（%）

    一旦溶解氧浓度被充分提高，曝气关闭，测量器中的耗氧速率OUR会衰退。这显示为OUR测量值。当呼吸结束后仪表内部样品将变为零溶解氧，然后内置溶解氧电极可以进行零点校准。

在仪器操作周期的后期，内置溶解氧电极将被提升至空气中并完成最高值校准。在这个过程中溶解氧电极被擦拭清净，所以我们现在有了一个自动校准和清净的溶解氧电极。

■ 外置溶解氧电极

    外置溶解氧电极始终位于混合液中。运行一定时间后洗刷叶片对其进行自动清洗；它和内置溶解氧电极(如前所述完全清净校准)沉浸在混合液中。调整外置溶解氧电极校准曲线来配合内置溶解氧电极的读数。

溶解氧电极可更换。溶解氧电极寿命取决于设置周期数。一般的寿命范围是6到12个月。

■ 固体传感器

    该传感器位于排放口，被放在混合液样品中，用监测呼吸运动。它有二个传感器组，这意味着它可以非常准确测量高浓度混合液（1000mg/l--20000mg/l）和低浓度（0-100mg/l）。

当采集的样品未经过沉淀处理，传感器将测量MLSS浓度或系统中微生物的量。

当样品静置30分钟后，系统将先测量上清液中的TSS，最后再测量沉淀的(RAS)固体浓度。

■ 氨氮、pH和钾离子电极

    这些离子选择性电极，安装在测量装置外部活塞上。电极呈球状，更换方便，只要松开固定夹，滑出电极即可。

当活塞被提升至校准位置时，自动清洗所有电极和传感器。校准液来自标配的储液器，只要校准液充满，清净和校准过程完全是自动的。

■ PT100温度传感器

提供操作温度数据信息。

■ 工程案例

ASP-Con应用英国某造纸厂废水处理，研究造纸厂废水出水情况。ASP-Con对造纸厂废水出水实时在线监测

污水厂曝气优化系统, ASP-Con

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