氧化沟工艺自控优化的探索和研究

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1、氧化沟工艺自控优化的探索和研究杭州余杭水务有限公司浙江余杭311100摘要：目前余杭污水厂氧化沟双沟交替运行切换时中间没有过渡阶段,进水沟会直接切换成出水沟，此时污水中的氨氮和总磷含量较高。此外，曝气机运行时频率无法自动调节，溶解氧波动较大，木论文通过调整工艺和编写PLC程序来实现氧化沟的自动运行，提高氧化沟出水的稳定性。关键词：氧化沟；工艺优化；PLC控制1前言前期，余杭污水厂采用的是传统的氧化沟运行模式，出水总氮效果并不十分理想。经过实测，余杭污水厂氧化沟的溶解氧梯度不明显，最高点和最低点相差不超过lmg/L,宏观上很难形成缺氧区（溶解氧

2、<0.5mg/L）,反硝化率较低。为了增强反硝化反应，我们尝试将双沟氧化沟的进水沟作为缺氧池，溶解氧控制在0.5mg/L以下，确保宏观上形成缺氧区。但随着周边范围内小区居住率的提高，污水厂进水总氮明显上升，导致碳氮比失衡，因此总氮的去除依然是污水厂一大难题，任何有助于总氮去除的方法都值得我们去探索和研究。2氧化沟运行现状目前氧化沟的运行模式分为两个阶段，阶段一沟I进水，溶解氧控制在0.5mg/L左右，主要承担反硝化脱氮，沟11出水，溶解氧控制在2mg/L左右，主要承担硝化反应和磷的吸收。阶段二，两个沟互换，沟II进水，溶解氧控制在0.5

3、mg/L左右，沟I出水，溶解氧控制在2mg/L左右。阶段一、阶段二运行周期均为4小时，整个周期为8小时，循环交替运行。3.现状运行中存在的不足3.1工艺上存在的不足从阶段一切换到阶段二时，沟I从进水状态直接变成出水状态，此时沟I刚进行了4小时的缺氧反硝化反应，水中氨氮和总磷含量较高，从阶段二切换到阶段一吋，沟II存在同样的问题，一定程度上影响氧化沟出水的稳定性。3.2设备运行上存在的不足氧化沟曝气主要对8台曝气机的运行方式进行设定，低速运行频率设定35Hz,高速运行频率设定45Hz。这种控制模式是固定的模式，曝气机运行吋频率无法自动调节，导致

4、溶解氧控制不够理想。此外，当进水水质、水量变化时,都会引起溶解氧波动较大，需要人工不断的调节曝气机频率来控制，工作量非常大且难控制。4氧化沟运行工艺优化改进方案4.1工艺上的优化改进从目前的运行模式来看，最大的问题是双沟交替运行切换吋中间没奋过渡阶段，进水沟会直接切换成出水沟，此时污水中的氨氮和总磷较高，如果中间增加两个过渡阶段可以较好的解决这个问题，过渡阶段周期一般为15-30分钟,常见的DE氧化沟运行模式奋两种，如下图所示：图4-1在阶段二进水方向进行了改变，出水方向不变，沟I不进水也不出水，进行闷曝，由反硝化反应转为硝化反应，曝气机高速

5、运转，可以更快的提高溶解氧，为阶段三的出水做好准备；沟IIMl吋进水和出水，由硝化反应转为反硝化反应，曝气机低速运转，降低溶解氧，为阶段三的反硝化反应做好准备。4.2设备运行上的优化改进从目前的曝气机运行模式来看，最人的问题一是频率无法根据溶解氧自动调节，二是曝气机无法根据溶解氧情况增开或关闭一台，容易造成曝气过量或曝气不足。针对上述两个问题，我们可以通过编写PLC程序来实现。5编写PLC程序实现运行工艺优化改进5.1编程思路从自动化程序上来说，之前的模式只能称为半自动化模式，溶解氧和曝气机的运行没有联动关系，优化改进后的工艺模式，可以称为全

6、自动运行模式,PLC自动根据溶解氧来控制曝气机的开启台数和频率。全自动运行模式，分为四个阶段，每个阶段需根据所在阶段的溶解氧控制要求对曝气机的频率进行自动调节，此外，当曝气机运行频率过高超过一定的吋间后仍无法达到所需溶解氧吋，需增开一台曝气机，同理，当溶解氧己达到控制要求，曝气机运行频率过低超过一定的吋间后，需关闭一台曝气机。5.2编程步骤全自动运行模式主要通过计吋器的计吋功能来确定系统处于哪个阶段并执行相应阶段的程序。我们将计时器定义为Timer,总周期定义为Cycel，阶段一周期定义为Cycell,阶段二周期定义为Cycel2,阶段三周期

7、定义为Cycel3,阶段四周期定义为Cycel4，Cycel:Cycell+Cycel2+Cycel3+Cycel4。计时及周期单位均为分钟，Timer在0至Cycel范围内循环计吋。此外设计4个PID控制器，用于控制曝气频率,PID1为沟I反硝化控制，PID2为沟II硝化控制，PID3为沟1硝化控制，PID4为沟II反硝化控制。5.2.1阶段一当0≤Timer<Cycell吋沟I进水，沟II出水。5.2.2阶段二当Cycell≤Timer<(Cycell+Cycel2)吋，沟I不进水、不出水，沟II同吋进水和出水。该

8、阶段持续吋间短，只是一个过渡阶段，因此程序上不考虑曝气机的增开和关闭，采用默认开启的方式。5.2.3阶段三当(Cycell+Cycel2)≤Timer<