关于智能投加碳源的逻辑思考

显示全部楼层 · 2022-5-10 08:49:53

四月居家隔离摸鱼了一个月，看了些资料。现阶段很多污水厂都面临进水碳源不足的问题，需要额外投加碳源。虽然大家都知道碳氮比5：1的投加比例，但是在实际控制的时候总会出现多加或者少加的情况，导致出水总氮不尽如人意。假如把这些都换成由电脑自动控制，是不是能在保证出水总氮稳定的前提下，减少碳源的消耗呢？

根据A/A/O生物脱氮除磷原理，内回流比决定了总氮的去除效率。①在碳源充足的条件下，进水总氮高时，需要更大的内回流比才能确保出水总氮稳定在较低的范围。②目前城镇污水厂往往面临进水碳源不足的情况，缺氧池时常面临碳源不足导致反硝化反应无以为继，因此需要额外向缺氧池投加碳源。综上所述，碳源的智能投加控制核心在于内回流的控制与碳源投加控制两个方面。
由图可知，碳源智能投加系统具备两个模块，即碳源投加控制模块A与内回流控制模块K。
内回流控制K
进水总氮数据N为该模块的前反馈，前反馈占该模块控制的主导地位，对内回流控制起到关键调整作用（幅度无上下限）。由人工设置好氧出水硝氮目标值N2，系统读取进水总氮数据后，根据好氧出水硝氮目标值输出内回流比，根据进水水量及内回流比控制内回流泵达到指定流量。
好氧出水硝氮数据n2为模块的后反馈，后反馈占该模块的辅助地位，对内回流控制起到微调作用（幅度在±10%左右）。当n2大于好氧出水目标值N2时，说明脱氮效率不足，需控制额外加大内回流比；反之则说明脱氮效率过好，可能存在能耗浪费，需控制减小内回流比。
由于生物池停留时间长，从进水到生物池出水时长近20小时，同时进水总氮测量频次长，为2h/次，因此该模块的高频实时控制较难实现。因此可以根据2小时一次的进水总氮数据N的前反馈对内回流比进行一次主要调整，这2小时内由后反馈对系统进行多次微调。
碳源控制A
该模块只有一个后反馈，需设置缺氧出水硝氮目标范围值N1（例如1.0~2.0mg/L，由技术人员经验决定）。当缺氧出水硝氮实际值n1大于范围值N1的上限时，碳源控制模块A自动启动，开始向缺氧池投加乙酸钠。当缺氧出水硝氮实际值n1小于范围值N1的下限时，碳源控制模块A自动停止，结束向缺氧池投加乙酸钠。
由于碳源投加后的反硝化反应速度较慢，因此碳源投加点位往往在缺氧池前中段，需要一定的时间才可了解到投加效果，因此需要较多的数据积累才可保证碳源的精准投加。
其他
根据生物脱氮原理，反硝化还有两个关键影响因素：好氧出水氨氮与溶解氧DO，这两个值偏高时均会破坏缺氧反硝化效果。该系统需设置好氧出水氨氮与DO的报警值，当检测到二者出现偏高情况时，及时报警，由技术人员调整工艺并决定系统是否由自动切换为手动。