摘要：活性污泥法是生活污水處理中應用最為廣泛的方法之一。實驗研究制作了一套自動控制曝氣系統(tǒng)，可實現(xiàn)對溶解氧（DO）這一重要參數(shù)及時、精確、穩(wěn)定的控制，DO控制精度為±0.2mg/L。采用該系統(tǒng)有利于提高農(nóng)村分散式污水處理設施的自動化程度，從而應對勞動定員不足、操作人員專業(yè)水準還有待提高等客觀現(xiàn)實情況，同時提高處理效果的穩(wěn)定性。此外，該系統(tǒng)能有效降低曝氣冗余，節(jié)能效果明顯，有助于降低農(nóng)村水處理環(huán)保設施的運行成本，緩解地方運營成本壓力。  

我國城鎮(zhèn)化建設不斷推進。國家對農(nóng)村環(huán)�；A(chǔ)設施建設的投入逐年增多。近年來，環(huán)境保護部在全國范圍內(nèi)先后開展了“農(nóng)村環(huán)境連片整治”和“農(nóng)村環(huán)境綜合整治”工作，各地農(nóng)村生活污水處理設施數(shù)量及處理能力均得到明顯提升。但有2個問題值得討論：（1）對于一些排放標準嚴格的農(nóng)村生活污水處理設施，操作人員的專業(yè)水平和實際經(jīng)驗還有待提高，是設施達標處理穩(wěn)定性的潛在影響因素之一；（2）城鄉(xiāng)經(jīng)濟水平尚存在差異，環(huán)保設施日常運營成本給地方政府造成了一定的壓力，“建得起，用不起”的現(xiàn)象仍然存在。  

生活污水處理領(lǐng)域中，活性污泥法是應用最為廣泛的處理方法之一。該方法中，DO是菌膠團降解有機物，轉(zhuǎn)化氮、磷生化過程的重要環(huán)影響因子和有效調(diào)控參數(shù)，但其易受外界環(huán)境（如進水水質(zhì)、污泥濃度、水溫、氣壓等）影響，波動性較大，DO穩(wěn)定控制與否將直接關(guān)系到污水處理的效果；  

此外，通常采用改變生化池曝氣量來對DO進行調(diào)節(jié)，作為活性污泥工藝中能耗最大的工藝單元，控制曝氣冗余是降低污水處理成本的有效手段。  

本文介紹了一套溶解氧穩(wěn)定自控曝氣系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過實現(xiàn)DO自動化控制來促進農(nóng)村污水處理設施的穩(wěn)定運行；同時，該系統(tǒng)還提高了DO控制精度，可有效降低曝氣設備運行電耗。從而為有效提高污水處理設施參數(shù)控制精度，以及有效降低污水處理設施運行成本的問題提供了一條新的解決思路。  

1現(xiàn)有控制方法  

目前，國內(nèi)大多數(shù)污水處理廠、站仍采用手動控制曝氣系統(tǒng)，部分采用自動控制曝氣系統(tǒng)�，F(xiàn)列舉4種具代表性的曝氣控制系統(tǒng)，其運行方式及存在的問題如表1所示。  

在總結(jié)現(xiàn)有控制方法特點的基礎(chǔ)上，本系統(tǒng)采用在線熒光溶氧儀實時反饋溶解氧信號，在PLC自動控制的基礎(chǔ)上，通過PID參數(shù)控制加強了變頻精度，使得變頻器對風機的控制更為精確，從而實現(xiàn)對溶解氧及時、精確、穩(wěn)定的控制。同時，變頻精度的提高可有效降低曝氣量冗余，達到曝氣系統(tǒng)節(jié)能的目的。  

2實驗工藝與方法  

2.1PLC控制單元  

PLC控制單元包括：中央處理單元（含數(shù)字量輸入、輸出模塊），模擬量輸入、輸出模塊，它們在工作中組成了一個閉環(huán)自動化控制系統(tǒng)。該單元的控圖1閉環(huán)控制系統(tǒng)Ｆig.1CLOSeDLOOPcONtROLSySteM制流程如圖1所示，通過熒光法溶氧儀對曝氣池中的DO值進行檢測，采集到的信號經(jīng)由PLC控制單元內(nèi)編寫的程序處理，并輸出給變頻器來完成對鼓風機的調(diào)速、控制其曝氣量來調(diào)節(jié)DO值。 

2.2自動化控制方案設計  

熒光法溶氧儀采集到的模擬量信號經(jīng)由模擬量輸入模塊，將模擬量信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號（A/D信號轉(zhuǎn)換），經(jīng)中央處理單元內(nèi)編制的程序處理后通過模擬量輸出模塊（D/A信號轉(zhuǎn)換）輸出給變頻器的模擬量端子，來完成對鼓風機的變頻調(diào)速，如圖2所示。在中央處理單元處理模擬量信號的過程中，通過引入PID控制，使其相對于常規(guī)自動化控制程序的控制精度更高。  

詳情請點擊下載附件：農(nóng)村生活污水處理穩(wěn)定曝氣系統(tǒng)

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