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采用该SRT自动控制系统后,SRT的平均控制误差从0.5 d(设定点的15%)降至0.1 d(设定点的3%),控制精度提高了5倍,这使得SVI显著下降,其第92位百分数从148 mL/g降至115 mL/g。聚磷菌和丝状菌之间的竞争使得污泥膨胀现象得到了有效缓解。在该SRT控制系统安设之前,为了防止硝化作用,好氧段的SRT通常设置在2 d以下,但这一条件并不适宜聚磷菌的生长,因此SVI通常会升高,尤其是在夏天。
(2)出水水质及消毒效果提升
采用硝化处理工艺的加州Chico污水处理厂,由于碎絮(pin floc)问题,出水浊度较高,硝化工艺时常出现异常,造成氯的使用剂量上升,某些情况下粪大肠菌的数量甚至高于美国国家污染物排放削减制度(NPDES)规定的限值。在安装SRT控制系统并对SRT设定值进行季节性优化之后,这些问题发生的频率显著下降,氯的用量也明显减少。同样地,Sacramento区域污水处理厂在采用SRT控制系统后,出水水质和氯用量都到了明显优化,每年的运行费用节省超过10万美元。
(3)药剂投加节省
Oxnard污水处理厂的滴滤/活性污泥工艺在采用SRT控制系统后,用于污泥浓缩的高分子凝集剂用量减少了25%,Chico污水处理厂等也得到了相似的结果。这主要是由于污泥处理单元接收的污泥总量的变化幅度明显降低,污泥总量稳定性提升。
(4)能耗节省
据工程实践,将传统活性污泥工艺的SRT提高至高于硝化作用的最低需求,污水厂的能耗可提升100%。Oxnard污水处理厂采用DO和SRT精确控制系统后,通过降低DO和SRT的设定值,使得污水厂能耗降低了25%。一座BNR污水处理厂通过提高SRT和降低DO,同时对SRT和DO进行控制优化,实现了20%的能耗降低。同样采用BNR工艺的San Jose污水处理厂在提高SRT并降低DO的前提下,对SRT和DO的设定点进行精确维控,节省了10%的能耗。
2 活性污泥工艺高级自动控制系统
近年来,借助模型预测控制(MPC,model predictive control)工具、多元统计过程控制(MSPC,multivariate statistical process control)工具等实时自动化控制技术,污水处理厂正朝着更高效安全的运行、更高品质的出水以及更加优化的运行成本的方向发展。Mulas等在芬兰东南部的Mussalo污水处理厂的活性污泥工艺(ASP,activated sludge process)安设了一套集成了MPC和MSPC策略的高级控制系统(ACS,advanced control system)包,并对其连续六个月的运行结果进行了追踪分析。该污水处理厂的生物处理单元由四条ASP工艺线组成,每条工艺线由缺氧区Z1(通入预沉污水、二沉池回流污泥及排气池内循环流)、缺氧区Z2和Z3(进一步完成反硝化或硝化过程)、好氧区Z4~Z6(底部微孔曝气,完成硝化过程)及排气脱气区D(混合液脱气)构成,工艺流程如图4所示。
ACS可对污水处理厂运行过程中的关键工艺参数和能耗进行控制和监管,范围小至某一工艺单元,大至整个污水厂,在优化污水厂运行成本的同时,保证出水水质符合相关标准。其主要通过两个模块来实现目标控制——最优过程控制模块(OPCM,optimal process control module)和统计过程控制模块(SPCM,statistical process control module)。对于Mussalo污水处理厂,OPCM主要用于控制生物反应器出水中氨的浓度,同时最小化运行成本;而SPCM主要用于对污水厂的数据和信息进行预处理、选择和补充,在其从内部传输至OPCM之前。在Mussalo污水处理厂的ACS初步部署工程中,两个模块独立工作。
Mussalo污水处理厂活性污泥工艺线的OPCM控制结构主要包含一个控制变量(工艺线尾端的氨浓度)以及三个操纵变量(缺氧区Z2和Z3中的溶解氧设定值、内回流流量)。为确保出水达标,控制变量被设定为1 mg/L。由于OPCM具有模块性,其结构可继续扩充,以进一步提高出水水质和减少运行费用,例如好氧区(Z4~Z6)的溶解氧浓度以及外回流流量也可被列为操纵变量,成为控制结构的一部分;若能测定悬浮性固体以及硝酸盐浓度的值,则它们也能成为控制变量。在众多MPC策略中,动态矩阵控制(DMC,dynamic matrix control)算法可简单直接地解决最优化问题,对于其应用至整个污水处理厂更具可行性。DMC的主要原理同所有预测控制算法一样,是在每一个控制环节计算出一个控制序列,使得某一目标函数最小化,而控制程序是根据工艺简化模型以及实际测量数据计算得到的。
SPCM则根据主成分分析(PCA,principle component analysis)模型残差(residual)得到的两个拟合度量(measure of fit)——霍特林T2统计量(Hotelling’s T2 statistic)和Q统计量(Q statistic),从而筛检出失控的观测数据。前者主要测算目标观测值与其原来所在子空间之间的归一化距离(normalized distance);后者主要测算目标观测值与其在主成分子空间的重建之间的正交距离(orthogonal distance)。通过两个临界值(cut-off value)Tlim2和Qlim,对这两个距离在适当的量级范围内进行量化,以实现控制的目的。根据这两个临界值,异常的观测值可被检出,相应的样品可被标为失控。SPCM主要获取以下原始测量数值:进水流量、内回流流量、外回流流量、Z2~Z6的DO含量、Z1~Z6的气流流量、pH、悬浮性固体以及反应器出口的氨浓度。
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【社区案例】我这边是颜料废水,SV30控制在60,经验是说泥量增长缓慢所以前期基本没排泥,现在SV30涨到80-90了,现在开始排泥了,但也是少量的。现在是氨氮有些上涨了,会是排泥造成的吗?(溶解氧控制在4左右)其他指标还可以COD和TN。(来源:污托邦社区)要保证硝化的正常进行,需要保证一定的硝化
近日,受强冷空气影响,我国自北向南经历了一轮大范围寒潮降温过程,此次降温造成一场席卷全国的降雪,对人们的出行及生活产生了影响,在清雪处置中撒融雪剂是最常用的手段,融雪剂的主要成分通常包括氯化钠、氯化钙、硝酸钠、硝酸钙等,统称为无机盐,这些成分进入污水处理厂,会导致进水含盐量增加,
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活性污泥法是利用悬浮生长的微生物絮体处理污水的一类处理方法。为什么叫活性污泥?活性污泥基本概念是1912年英国的克拉克(Clark)和盖奇(Gage)发现提出的。他们对污水长时间曝气会产生污泥,同时水质会得到明显的改善。继而阿尔敦(Arden)和洛开脱(Lockgtt)对这一现象进行了研究。曝气试验是在
1923年,上海第一座污水处理厂建成,由此拉开了上海污水处理的序幕。历经百年发展,上海从解放前的3座污水处理厂,3.55万吨/日的处理量,发展成为目前六大片区43座污水处理厂,处理规模超1000万吨/日,上海城市水环境面貌焕然一新。水处理行业的飞速发展为改善水环境、保障水安全发挥了强有力的支撑作
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【社区案例】我们是处理屠宰废水的,放了15天年假,想请教各位老师,好氧池,每天闷曝两小时,加面粉葡萄糖,可不可以?当工厂春节假期停止生产时,污水处理只能停止运行,如何让停运后的污泥能保证活性,停产结束启动运行时能快速恢复,保证达标排放是停产期间控制的要点。一、停产时间的运行控制要点
一、污泥的种类污泥是一种由有机残片、细菌体、无机颗粒和胶体等组成的非均质体。它很难通过沉降进行彻底的固液分离。污水处理产生的污泥是典型的有机污泥,其特性是有机物含量高(60%~80%),颗粒细(0.02~0.2mm),密度小(1002~1006Kg/m),呈胶体结构,是一种亲水性污泥,容易管道输送,但脱水性能差。随
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文章简介资源回收是未来污水处理技术的发展方向,而剩余污泥逐渐被视为资源物质的载体。来自于微生物细胞自溶、细胞分泌物以及细胞表面脱落的胞外聚合物(EPS)占污泥干重的10~40%,主要由多糖、蛋白质、腐殖质、核酸、DNA等物质构成,可作为重金属吸附剂、防火材料、土壤改良剂、生物絮凝剂等,具有
7月1日,福建省云霄县城区污水处理厂剩余污泥处置项目结果公告(包1)发布,项目中标供应商为漳州市绿川生物科技有限公司,中标金额为171.6万元。云霄县污水处理厂年产新污泥量约12000T(污泥含水率80%),服务期限1年,预算价为2256000.00元(单价预算价为188.00元/T),最高限价为210万元(单价最高限
文章亮点首次提出自剩余污泥中同步回收胞内与胞外高分子物质高效、无毒、可生物降解的CTAB为备选表面活性剂CTAB显著强化超声法提取高分子回收的高分子中Al、Na、Ca含量显著降低回收的高分子对重金属离子吸附性能可与商用吸附剂媲美文章简介污水资源化是未来污水处理的发展方向,也是人类可持续发展的必
5月9日,吉林省永吉县绿源污水处理有限公司剩余污泥安全无害化处置项目竞争性磋商公告发布,项目预算金额为污泥处置费330.00元/吨(含税、含运费),合同履行期限为3年。永吉县绿源污水处理有限公司剩余污泥安全无害化处置项目竞争性磋商公告项目编号:JLYX-CG2022001项目概况永吉县绿源污水处理有限公
编者按:污水中20%有机质来源于厕纸,主要成分乃纤维素物质。纤维素化学结构异常复杂、稳定,在污水好氧处理以及后续污泥厌氧消化过程中都很难降解,它们大多残留于消化污泥之中。纤维素与丝状细菌结构上有相似之处,在污水处理过程中可以充当“骨架”而现象可能出现与污泥膨胀类似的污泥絮体蓬松现象
4月18日,福建省云霄县城区污水处理厂剩余污泥处置项目公开招标公告发布,项目预算金额为225.6万元。云霄县污水处理厂年产新污泥量约12000T(污泥含水率80%),服务期限1年,预算价为2256000.00元(单价预算价为188.00元/T),最高限价为210万元(单价最高限价为175.00元/T),采购人为云霄县住房和城
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