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应用潜力及展望
对于工程运行的数据结果,推算至全年的情况,本研究提出的控制策略将能够实现在该MBR工程降低好氧池鼓风机的能耗242MWh。
由于在线DO仪基本属于当前国内MBR城市污水处理工程必备设备,因此本研究提出的控制策略的主要成本为增加好氧池在线氨氮仪的成本(编程工作的成本可忽略)。
综合国内工业用电价格范围(0.6~0.9元/kWh)、在线氨氮仪成本(60000~120000元),以本研究中安装2台在线氨氮仪的情况为例,核算该控制策略的效益回收期为0.6~1.7年,这一数值显著低于按规程维护的在线氨氮仪的使用寿命(3~4年)。
相对于以DO/ORP、或MLSS浓度作为控制依据的控制策略,基于好氧池氨氮浓度的两阶串级反馈控制策略能够实现好氧池及出水的水质指标稳定,使得MBR工程可以根据出水需求、结合温度条件,设定合适的氨氮浓度设定点,这样既可以保证出水水质的稳定性,又在一定程度上降低了污水处理过程的能耗。
而进一步的,本研究所基于的MBR工程采用定频单级高速离心风机作为好氧池曝气的动力单元,其风量调节范围和动力消耗的线性关系(一定范围内)斜率较小,也即实际能耗的节能效果较为有限;而对于以变频离心电机作为动力元件的鼓风机,在相同的曝气量变化幅度下,功率的降低效果更为显著,因此上述策略的节能效果和效益回收期有望进一步优化。
然而,不容忽视的是,本研究提出的控制策略对于各项仪表的正常工作要求较高,这要求系统运行人员要及时维护相关仪表,以保证控制策略的正常运行;同时,在长期运行过程中,控制策略的参数不可避免的需要进行调整,引入更为智能/复杂的控制理论(如模糊PID等),增加控制系统的自学习性和智能性,可能是这一策略能在实际工程中长期稳定运行的有效尝试。
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