污水处理行业解决方案

污水处理行业解决方案污水处理全流程自动控制系统前言污水处理厂是从污染源排出的污（废）水，因含污染物总量或浓度较高，达不到排放标准要求或不适应环境容量要求，从而降低水环境质量和功能目标时，必需经过人工强化处理的场所。一般分为城市集中污水处理厂和各污染源分散污水处理厂，处理后排入水体或城市管道。中国水资源人均缺口也日益增大。在这样的背景下，污水处理占有量少，空间分布不平衡。随着中国城市化、工业化的加速，水资源的需求行业成为新兴产业，目前与自来水生产、供水、排水、中水回用行业处于同等重要地位。污水排放量大截至2009年底，我国已经建成的污水处理厂有1993座，总处理能力超过1亿立方米/日2010-1-19摘自：中国水网《中国污泥处理处置市场报告（2010版）》已投建了大量的污水处理厂我国污水处理行业的发展现状城市污水处理厂的主要处理对象包括COD、BOD5、SS和氮磷营养物质。根据这些污染物的无机或有机属性，溶解态和非溶解态，按去除对象和设备归类城市污水处理方法主要包括：

1、机械法

2、化学法

3、生化法一般情况下，生化处理部分是城市污水处理工艺的核心，也是工艺方案选择的主要对象。水行业自控系统构成—污水活性污泥法主要有三类：

1.传统活性污泥法，包括其改进型A/O、A2/O工艺

2.SBR工艺，包括其改进型CAST、CCAS等

3.BIOLAK污水处理技术

污水生化处理属于二级处理，以去除不可沉悬浮物和溶解性可生物降解有机物为主要目的，其工艺构成多种多样，可分成活性污泥法、生物膜法、生物稳定塘法和土地处理法等四大类。目前大多数城市污水处理厂都采用活性污泥法。水行业自控系统构成—污水

A2/O工艺目前在城市污水处理厂中有较为广泛的应用，它是传活性污泥工艺、生物硝化及反硝化除氮工艺及生物除磷工艺的结合。A2/O工艺A2/O工艺由厌氧、缺氧、好氧三部分组成A2/O工艺流程图1、脱氮除磷效果好

2、运行操作简单

3、水力停留时间少，相对节能

4、有效防止产生污泥膨胀A2/O工艺特点A2/O工艺流程画面A2/O工艺流程画面循环式活性污泥法（CAST）

循环式活性污泥法(CyclicActivatedSludgeSystem或Technology，简称CASS或CAST)，该工艺的核心为间歇式反应器，在此反应器中按曝气与不曝气交替运行，将生物反应过程与泥水分离过程集中在一个池子中完成，属于SBR工艺的一种变型。CAST工艺流程图CAST工艺前置了一道“生物选择区”，形成浓度梯度；中间设厌氧区，可使磷释放；后设主反应区，主反应区除去除BOD和脱氮外，另有一部分污泥回流至生物选择区CAST工艺特点1、取消污泥回流和较少的污泥内回流

2、具有除磷脱氮功能

3、节省土建费用和工程建设用地

4、耐冲击负荷、适应水质变化CAST工艺流程画面CAST工艺流程画面

悬挂链式曝气污水处理工艺是一种高效的生化处理系统，它采用活性污泥工艺，通过生化方法有效降解COD及BOD，并能对氮和磷进行高效清除。悬挂链式曝气污水处理工艺悬挂链式曝气工艺流程图

悬挂链式曝气工艺特点

1、低负荷活性污泥工艺

2、曝气池采用士池结构

3、高效的曝气系统

4、简单而有效的污泥处理悬挂链式曝气工艺流程画面国外污水处理过程节能增效技术“水土不服”我国污水处理行业的发展现状目标：两高一低：提高处理能力，提高出水排放标准，降低处理能耗提高系统的稳定性与安全性关键技术工艺、设备、控制和管理四个方面水处理行业的节能优化污水处理过程节能增效优化运行技术工艺动态多级A/O工艺污泥活性选择器设备平行轨行车调偏方法等流量吸泥口孔径设计方法控制污水处理过程动态优化控制工业毒水诊断与应对系统管理远程监控与诊断系统化验室数据管理系统水处理行业的节能优化污水处理的节能优化工艺：动态多级AO工艺动态多级AO工艺的运行参数是基于污水处理过程模型和优化计算技术自动生成并由控制系统执行，从而工艺及其模型与优化技术成为不可分割的整体缺氧区和好氧区面积分配动态多级AO工艺的运行周期工艺：动态多级AO工艺状态方程性能函数工艺：动态多级AO工艺原则：维持生化系统内营养、微生物、供氧三者的平衡前提：出水稳定达标目标：运行费用最低微生物—污泥浓度优化控制供氧—溶解氧浓度优化控制优化控制的核心在于维持系统中微生物、营养、供氧三者的平衡，即维持曝气池内污泥浓度、入水有机物浓度及流量和供氧量的平衡，当其中任一项出现变动（通常是进水水量与进水水质变动），应相应调整另外两项控制：动态优化控制污水生化处理过程模型控制：动态优化控制污水生化处理过程模型简化模型以活性污泥1号数学模型ASM1为基础，结合我国污水处理厂的实际情况进行合理化简，主要是对模型的反应过程和组分进行简化建模原理：[累积量]=[输入量]-[输出量]+[反应生成量]控制：动态优化控制污水生化处理过程模型同时考虑温度对反应速率的影响，对模型参数进行校正（Arrhenius公式）控制：动态优化控制31BODCODSS晴天雨天暴雨活性污泥模型简化——基于Benchmark模型验证控制：动态优化控制溶解氧浓度优化控制控制：动态优化控制通过对鼓风机变频器的控制，实现按需曝气，动态调整含氧量，以达到节约能源，降低处理成本的目的溶解氧浓度优化控制仿人智能控制溶解氧浓度优化控制控制污泥浓度既有足够数量的微生物去除入水负荷，保证出水稳定达标，又能最大限度的发挥微生物的去除能力，降低处理能耗。微生物—污泥浓度优化控制毒水破坏巨大微生物中毒后大量死亡，同时消耗大量的氧(增加耗电)微生物系统中毒后，大概需要10天的时间才能恢复正常降低处理效率，影响出水水质，并增加不必要的能耗

毒水的诊断与应对系统数据选择的两个原则：数据可实时测量，并且能够反应毒水信息数据的测点位置不能离入水口太远工业毒水诊断与应对系统工业毒水诊断与应对系统工业毒水诊断与应对系统管理：远程监控与诊断系统为污水处理厂提供远程技术服务区域性的服务机构：以最少的人力运行多个污水厂0:8080或:8080管理：远程监控与诊断系统高效—编程效率提高1倍以上污水处理专用模块库鼓风机单体图元提升泵单体图元格栅模板沉淀池模板污水专用模块库—人机界面图元和专用模板动态多级AO工艺工艺参数是基于污水处理过程模型动态优化的等流量行车吸泥口孔径设计方法流道阻力特性计算基于污水处理过程模型的出水水质预测方法实用性：活性污泥模型+我国污水处理过程特点工业毒水诊断与应对系统仪表数据+专家知识创新点动态多级AO工艺等流量行车吸泥口孔径设计方法基于污水处理过程模型的出水水质预测方法工业毒水诊断与应对系统创新点为海城污水处理厂创造利润110万元/年间接经济效益4200万元47使用报告时间出水COD均值（mg/L）污水处理量（吨）电量（度）吨水处理电耗（度/吨）说明2008.760.3510168002152300.21系统调试2008.832.5010323002052300.202008.940.6010860001799400.172008.1037.487413001348800.18因二期工程停工9天2008.1140.7711430002047800.182008.1239.8512090002168600.18优化后平均值38.2410423201883380.18系统调试期7月不计，只计8-12月2008年7-12月生产运营相关数据表中电量包含生产用电和办公、照明、取暖等用电，因此实际吨水处理能耗要更小技术检验时间出水COD均值（mg/L）污水处理量（吨）电量（度）吨水处理电耗（度/吨）说明2010.124.8925753384656100.182010.222.8722407684366700.192010.331.0025525363780100.152010.430.0023702114288600.182010.546.0025734944025500.162010.627.0023565103857800.16系统调试2010.720.0725223633794600.152010.825.8026695243792700.142010.944.6026028533490800.132010.1041.6026230353668600.142010.1125.7926025813824400.15优化后平均值31.5726040713714220.14系统调试期6月不计，只计7-11月2010年1-11月生产运营相关数据表中电量包含生产用电和办公、照明、取暖等用电，因此实际吨水处理能耗要更小技术检验—海城污水处理厂生产经营数据技术检验国家863计划项目：污水处理过程智能优化控制关键技术与系统集成（2009AA04Z155）国家自然科学基金面上项目：基于数据驱动的污水处理过程污泥膨胀预测与控制（61004051）国家自然科学基金重点项目：城市污水处理过程优化控制理论与关键技术研究（61034008）国家863计划项目：基于FF、Profibus等通信技术的智能化模块和仪表的研究和开发沈阳市科技攻关项目：高性能数字化智能模块及仪表关键技术攻关项目合同取得的成果：项目企业委托项目：海城污水处理厂优化运行项目企业委托项目：大连长兴岛临港工业区南部及北部污水处理厂电气自动化设备供货与安装项目合同企业委托项目：辽宁省组织建设县级污水处理厂自动化控制控制系统（北镇、大洼、沟帮子、盘山、台安、义县、黑山、法库、开原、彰武等18个县级污水处理厂）企业委托项目：广州市番禺区大岗污水处理工程溶解氧闭环控制系统软件开发取得的成果：项目支持取得的成果：项目支持申请国家发明专利10项取得的成果：发明专利申请软件著作权11项取得的成绩：软件著作权发表学术论文28篇PingZhang,MingzheYuan,HongWang.Improvementofnitrogenremovalandreductionofoperatingcostsinanactivatedsludgeprocesswithfeedforward-cascadecontrolstrategy.BiochemicalEngineeringJournal.2008,41(8):53-58.PingZhang,MingzheYuan,HongWang.Self-TuningPIDBasedonAdaptiveGeneticAlgorithmswiththeApplicationofActivatedSludgeAerationProcess[A].The6thWCICA,Dalian,June21-23,2006，9327-9330苑明哲,于海斌.流水线型并行控制器.控制理论与应用,2004,21(4):646-650樊立萍,于海斌,袁德成.SBR污水生化处理系统的最优控制及改造.控制与决策,2005,20(2),237-240……取得的成绩：学术论文取得的成果—获奖全国总工会“全国职工节能减排优秀合理化建议”表彰现场总线分布控制系统开发及应用，国家科学技术进步二等奖工业现场总线核心芯片、互操作技术及集成控制系统开发，国家科学技术进步二等奖多总线集成的分布式控制系统，辽宁省科技进步一等奖取得的成果—工程业绩国家863项目“污水处理过程智能优化控制关键技术”（2009AA04Z155国家自然科学基金重点项目“城市污水处理过程优化控制理论与关键技术研究”（61034008）

国家自然科学基金面上项目“基于数据驱动的污水处理过程污泥膨胀预测与