污水处理厂节能关键 | 通过氨控制减少能耗节约能源
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作者:福尔科测控
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发布时间 :2025-07-01
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污水处理厂在保护自然水体中作用关键,但也是主要能源消耗者,其能耗主要用于反应池废水处理,减少反应池能耗是节能关键。曝气控制在污水处理厂广泛应用,主导传感器控制系统包括溶解氧(DO)传感器曝气控制、基于氨传感器的曝气控制及二者结合。过程控制有开关控制、设定值控制和反馈/前馈控制。仅用当前DO传感器控制会导致过量曝气耗能,而氨传感器对时间和精确控制更敏感,可停止过量曝气节省能源和资金。低有机负荷时氨传感器可停止过量曝气,高有机负荷时能传输正确氧气需求确保适当曝气,两种情况都能保证水处理质量,且氨传感器控制系统比传统溶解氧传感器曝气控制系统节能效果更显著。
污水处理厂(WWTP)在保护自然水体方面发挥着关键作用,但同时也是大多数国家最大能源消耗者之一。
回顾污水处理厂的能源需求(图1示例),主要用途是反应池中的废水处理,占污水处理厂总能耗的约54%,因而减少反应池中的能耗是污水处理厂节能的关键因素。

图1 污水处理厂的能耗分析
通过溶解氧(DO)传感器进行曝气控制已在污水处理厂中广泛应用,主导传感器控制系统。
为了专注于基于传感器的主导控制系统,我们先回顾以下内容:
图2是主导传感器控制系统的简化示意图。过程控制的重要特征包括开关控制、设定值控制和反馈/前馈控制,这些控制用于实现优化结果。

通过曝气控制节能的基本原理是,污水处理厂中的氧气需求始终由鼓风机完全满足。然而,问题在于仅使用当前的DO传感器控制(例如,DO设定值控制)会导致过量曝气供应的能源消耗。
此外,当使用氨作为氧气需求的参数时,它对于时间和精确控制更为敏感。因此,过量曝气被停止,从而节省了能源和资金。
图3说明了污水处理厂节能的基本机制。在低有机负荷期间,氧气需求相应较低,当安装了氨传感器时,它可以停止过量曝气。而在高有机负荷期间,安装的氨传感器将正确的氧气需求传输给控制器,并确保提供适当的曝气。在这两种情况下,安装氨传感器都将带来良好的水处理质量。

与传统的溶解氧传感器曝气控制系统相比,氨传感器控制系统在各种处理过程中显著节省了更多能源。