Экспериментальная установка для очистки сточных вод(Например, в устройствах моделирования процессов SBR, A / O) система экспозиции является ядром защиты от микробиологического разложения загрязняющих веществ, а традиционный фиксированный режим экспозиции может легко привести к расходу энергии или недостаточному растворению кислорода (DO). Интеллектуальная аэрация « реакция на спрос» путем мониторинга качества сточных вод и технологических параметров в режиме реального времени, динамической корректировки интенсивности и продолжительности аэрации, достижения « подачи кислорода по требованию», как для обеспечения эффекта обработки, так и для снижения экспериментального потребления энергии, в соответствии с низкоуглеродным экспериментом и точным регулированием потребностей.

I. Основные триггерные механизмы реагирования на потребности

1. Триггер спроса на качество воды (обусловленный концентрацией загрязнителей)

Ответ на концентрацию COD / азота: Установка онлайновых датчиков COD, аммиачного азота (точность обнаружения ±5%) на входе устройства и выходе из аэрационного бассейна, установление порога концентрации (например, COD > 200 мг / л для высокого спроса, < 80 мг / л для низкого спроса). При превышении порога входящего COD система определяет « высокую загрязняющую нагрузку», автоматически увеличивает интенсивность экспозиции (например, частота вентилятора от 30 Гц до 50 Гц), увеличивает длительность экспозиции (например, от 4 до 6 ч), чтобы микроорганизмы имели достаточный кислород для разложения высококонцентрационных органических веществ; При выходе аммиачного азота < 5 мг / л (достижение стандарта) запускается "низкий спрос", уменьшается частота экспозиции (до 25 Гц), чтобы избежать чрезмерной экспозиции.

TP Синергетическая реакция: Если экспериментальная установка содержит функцию дефосфорации, когда аэрационный бассейн TP > 1 мг / л, при обеспечении DO, соответствующее снижение интенсивности экспозиции (поддержание DO 2 ~ 3 мг / л), предотвращение чрезмерной экспозиции приводит к высвобождению фосфора полифосфатными бактериями, принимая во внимание потребность в дезазотировании фосфора.

2. Триггер спроса на растворенный кислород (привод в технологическом состоянии)

Ответ DO с замкнутым контуром в реальном времени: в различных областях аэрационного бассейна (передняя, средняя и задняя) установлены 3 датчика DO (диапазон 0 ~ 20 мг / л, точность ± 0,1 мг / л), задан целевой интервал DO (например, хороший кислородный сегмент 2 ~ 4 мг / л, гипоксический сегмент 0,5 ~ 1 мг / л). Когда DO ниже нижнего предела (например, < 2 мг / л), система определяет "недостаточную подачу кислорода" и немедленно увеличивает аэрацию воздуха (например, с 0,5 м³ / ч до 1,0 м³ / ч); Когда DO превышает верхний предел (например, > 4 мг / л), автоматически уменьшается количество воздуха или приостанавливается экспозиция (режим прерывистой экспозиции), чтобы избежать чрезмерного подавления активности микроорганизмов DO.

Градиентная реакция DO: для толкающей экспериментальной установки (например, процесс A / O), регулировка экспозиции в соответствии с градиентом DO по дальности: передняя часть (зона с высоким уровнем загрязнения) требует высокой экспозиции (DO 3 ~ 4 мг / л), задняя часть (зона с низким уровнем загрязнения) падает до низкой экспозиции (DO 2 ~ 3 мг / л), через зональный аэрационный клапан независимого управления, для достижения пограничного диапазона « подача кислорода по требованию».

II. Реализация ключевых технологий для удовлетворения потребностей

1. Создание аппаратных систем

Уровень восприятия: в дополнение к COD, аммиачно - азотным, DO датчикам, установка pH датчиков (для мониторинга активной среды микроорганизмов, pH 6.5 ~ 8.5 для подходящего диапазона), ORP датчиков (для содействия определению состояния нитрификации / денитрификации), все данные датчиков передаются контроллеру в режиме реального времени через связь RS485;

Исполнительный слой: использование преобразователя частоты (регулируемого количества воздуха) и электрического аэрационного клапана (контролируемой зоны аэрации) с расходомером газа (мониторинг фактической аэрации, точность ±2%) для обеспечения того, чтобы параметры аэрации можно точно регулировать;

Контрольный уровень: Выберите контроллер PLC (например, Siemens S7 - 1200), оснащенный персонализированной программой управления для достижения автоматического замкнутого кольца « Сбор данных датчика - определение спроса - регулирование исполнительного устройства».

2. Интеллектуальная оптимизация алгоритмов

Адаптивное регулирование PID: для проблемы колебаний DO, используя PID - алгоритм (пропорционально - интегральное - дифференциальное), автоматически настраивает частоту вентилятора в соответствии с значением отклонения DO (фактический DO - целевой DO), например, отклонение 1 мг / л, амплитуда регулировки частоты 5 Гц, отклонение 0,2 мг / л, амплитуда 1 Гц, чтобы избежать гипернастройки и колебаний;

Ответ на прогнозирование нагрузки: через исторические экспериментальные данные (например, кривую корреляции между входящим COD и спросом на аэрацию), создание модели машинного обучения (например, нейронная сеть BP), прогнозирование изменения нагрузки качества воды за 15 - 30 минут вперед (например, прогнозируемое увеличение COD входящей воды), заблаговременная корректировка параметров аэрации, реализация « предопределенной реакции», снижение гистерезиса.

III. Проверка и оптимизация эффективности реагирования на потребности

1. Показатели экспериментальной проверки

Проверка эффекта обработки: сравните интеллектуальную экспозицию с фиксированной экспозицией качества воды из воды, интеллектуальный режим экспозиции, выход COD, скорость достижения стандарта аммиака должна быть увеличена на 10% ~ 15% (например, скорость достижения стандарта COD увеличилась с 85% до 98%), диапазон колебаний DO сузился до ±0,3 мг / л (фиксированные колебания экспозиции ±1 мг / л);

Проверка энергопотребления: Запишите потребление энергии вентилятором в двух режимах, интеллектуальная экспозиция должна достичь снижения энергопотребления на 20% ~ 30% (например, с 5 кВт / ч до 3,5 кВт / ч / цикл), отражая преимущества энергосбережения « подачи кислорода по требованию».

2. Необычная реакция и оптимизация

Ответ датчика на неисправность: если датчик DO не работает, система автоматически переключается на « аварийный режим», в соответствии с концентрацией COD в воде предустановлены параметры экспозиции (например, COD 200 мг / л соответствует частоте вентилятора 40 Гц), одновременно выдается напоминание о замене датчика;

Ответ на мутацию нагрузки: при удвоении входящего COD в течение короткого периода времени (например, с 200 мг / л до 400 мг / л) система запускает « сильную реакцию», интенсивность экспозиции повышается до максимального значения (например, частота вентилятора 60 Гц) и продлевает время экспозиции, избегая воздействия загрязняющих веществ, приводящего к отказу от обработки, и ожидая стабилизации качества воды, чтобы возобновить обычную реакцию.

IV.Экспериментальная установка для очистки сточных водЭксплуатация и техническое обслуживание

калибровка параметров: еженедельная калибровка онлайновых датчиков стандартными растворами (например, COD 100 мг / л, 200 мг / л стандартной жидкостью) для обеспечения точности обнаружения; Ежемесячно проверяйте засорение аэрационной головки (обратное промывание чистой водой), чтобы избежать увеличения сопротивления аэрации, влияющей на количество воздуха;

Обновление программы: В соответствии с различными экспериментальными потребностями (например, обработка бытовых сточных вод, промышленных сточных вод), отрегулируйте порог концентрации в контроллере и целевой диапазон DO, например, промышленные сточные воды могут установить порог высокого спроса на COD на уровне 300 мг / л, адаптированные к эксперименту с высокой загрязняющей нагрузкой.

Интеллектуальная аэрация в экспериментальной установке по очистке сточных вод « реакция на потребность», через двойной привод качества воды и технологических параметров, в сочетании с аппаратным обеспечением и алгоритмами для достижения точности аэрации, регулирования энергосбережения, не только для экспериментов по очистке сточных вод, чтобы обеспечить стабильные технологические условия, но и для фактического инженерного применения интеллектуального аэрации обеспечивает экспериментальную основу, подходит для студенческих экспериментов, исследований оптимизации процесса и других сцен.