中交路橋科技是從事工程檢測監(jiān)測、城市安全監(jiān)測預(yù)警與評價、數(shù)字智能化研發(fā)為一體的復(fù)合型高新技術(shù)集團(tuán)企業(yè)。
在污水處理廠中，鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)的能耗通常占據(jù)整體能耗的60%左右，因此，它是實現(xiàn)全廠節(jié)能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為了實現(xiàn)節(jié)能，最根本的措施是提高曝氣系統(tǒng)的控制效率，減少氧氣的浪費，從而降低所需的風(fēng)量。據(jù)相關(guān)調(diào)查，通過以溶解氧（DO）作為控制風(fēng)量的指標(biāo)，可達(dá)到約33%的節(jié)電量。由于風(fēng)機(jī)的風(fēng)量與能耗之間存在密切關(guān)系，電耗會隨風(fēng)量的變化而顯著變化，因此，對氣量進(jìn)行控制能夠顯著降低能耗，且功率越大，節(jié)能效果越為明顯。當(dāng)然，氣量并不能無限制地減小，它受到多種因素的影響。
從處理工藝的角度來看，對精確曝氣系統(tǒng)進(jìn)行控制是必要的。如果曝氣系統(tǒng)的操作不當(dāng)，例如曝氣量過小，二次沉淀池可能會因缺氧而導(dǎo)致污泥腐化，即池底污泥發(fā)生厭氧分解，產(chǎn)生大量氣體，進(jìn)而促使污泥上浮。相反，如果曝氣時間過長或曝氣量過大，曝氣池中可能會發(fā)生高度硝化作用，導(dǎo)致混合液中硝酸鹽濃度升高。在這種情況下，沉淀池中可能會因為反硝化作用而產(chǎn)生大量氮氣，同樣會導(dǎo)致污泥上浮。
此外，曝氣量分布的均衡性和穩(wěn)定性也是影響處理效果和能耗的重要因素。在曝氣系統(tǒng)運行過程中，由于各種干擾因素的存在，曝氣量的分布可能會發(fā)生變化。例如，某個曝氣頭堵塞會導(dǎo)致該處氣體流量減少，同時也會引起其他地方流量增大；而曝氣頭破損則會導(dǎo)致氣體流量大增，同時也會造成其他地方流量銳減。這些情況都會導(dǎo)致生物反應(yīng)失衡，處理質(zhì)量下降。為了達(dá)到預(yù)期的處理效果，不得不調(diào)整曝氣量，但此時某一點的溶解氧變化可能無法準(zhǔn)確反映生物池的處理狀態(tài)，使得以溶解氧為指標(biāo)的控制變得不穩(wěn)定，進(jìn)而增加能耗。
精確曝氣系統(tǒng)具有以下特點：
1）污水輸入量是一個隨機(jī)變量，其外部環(huán)境存在許多不確定因素，因此很難建立精確的曝氣生物系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型；
2）曝氣系統(tǒng)的參數(shù)維數(shù)較高、強(qiáng)耦合，且具有高度非線性；
3）溶解氧存在較大的時滯，系統(tǒng)平衡難以在短時間內(nèi)實現(xiàn)；
4）污水處理工藝中需要大量熟練操作人員的實踐經(jīng)驗和知識；
5）曝氣流量分布的穩(wěn)定性和均勻性是控制處理效果和節(jié)能的基礎(chǔ)。
因此，為了更好地控制精確曝氣系統(tǒng)，應(yīng)從兩個方面進(jìn)行改進(jìn)：一是解決曝氣池空氣流量的平衡和穩(wěn)定問題，二是尋找適合溶解氧控制的空氣流量控制策略。
中交路橋科技通過智慧污水廠管控平臺對各個工藝環(huán)節(jié)設(shè)備設(shè)施進(jìn)行集中監(jiān)控，使得各級管理人員能夠及時、準(zhǔn)確、全面、直觀的了解和掌握生產(chǎn)狀況，進(jìn)而實現(xiàn)對整個污水廠生產(chǎn)運維的統(tǒng)一指揮和智慧調(diào)度。同時基于大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，建立智慧污水廠數(shù)學(xué)模型，通過監(jiān)測進(jìn)水水質(zhì)、水量，智能調(diào)節(jié)加藥量、曝氣量、污泥回流量等，以降低污水廠的生產(chǎn)運營成本，科學(xué)指導(dǎo)污水廠的智慧運營，實現(xiàn)整個污水廠的節(jié)能降耗、出水水質(zhì)的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。
