城市污水處理AAO工藝節能降耗控制技術分析

摘 要：在城市污水處理中，AAO工藝的應用十分普遍，其原理主要是利用脫氮除磷工藝，減少污水中的污染物質，達到排放標準以及再回收利用的標準，與傳統工藝相比這種工藝降低了傳統污水處理工藝的能耗，減少了污水處理的資金投入，具有良好的效益。但是近年來隨著工業化進程與城鎮化進程的加快，污水處理量不斷增加，AAO污水廠處理工藝的能耗問題也成為控制的關鍵，為此，本文基于AAO工藝的原理以及污水處理工藝流程深入探究了其節能降耗控制技術，以便我國能夠在污水處理上將能耗控制到最低，保障社會效益的充分實現。

關鍵詞：城市污水處理；AAO工藝；節能降耗；控制技術

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）29-0358-02

近年來，隨著人口的增加與社會的進步，工業化與城鎮化的進程不斷加快，每年的城市污水處理量也在不斷提升，為了減少對環境的影響，我國也在不斷提升污水處理水平，以便滿足大處理量的需要。但是隨著經濟發展對環境影響程度的加深，水體富營養化情況不斷加重，更經濟、更高效的對污水進行處理逐漸成為社會發展的迫切需求，而從目前廣泛應用的AAO處理工藝來看，其穩定性很難控制，為了保持其能夠及時感知水體的動態變化，工藝系統建造成本過高，而且這種情況下系統很難在滿負荷條件下運行，從而也導致了其能耗的升高。為此，必須對AAO工藝的節能降耗控制技術給予高度重視，降低其能耗與成本，創造更豐富的經濟效益。

1 AAO工藝在運行中存在的不足

目前，在城市污水處理中應用AAO工藝，主要目的是為了實現脫氮除磷，也就是保障在能夠處理掉COD與SS基礎上實現脫氮除磷，但如果受客觀條件的影響，脫氮與除鱗效果無法同時保障時，要先選擇脫氮，其次再完成除鱗，由于脫氮無法利用化學方法進行，但除鱗效果不理想，可以通過化學方法進行處理[1]。但處理過程中，碳源充足的情況下，通常會通過加藥的方式進行除鱗，但是由于現階段國內污水處理廠在進行污水處理過程中主要面對的是水負荷變化較大的情況，當最高瞬與最低瞬進水量相差2～4倍時，工藝處理負荷會達到峰值。

面對這樣的問題，通常會利用安全設計系數進行工藝流程控制，這種設置可以滿足國內污水處理的需要，但是不能忽視的是，在污水處理過程中，即使在高負荷狀態下，反應器的運行也需要滿足溶解氧條件的要求，需要適量的能耗，如果不能滿足要求，則會出現反應器內分布不均勻，影響正常回流，使厭氧狀態與缺氧狀態達不到標準，無法滿足反應條件，影響最終的脫氮除磷效果。

2 AAO工藝能耗控制原理分析

在AAO工藝運行時，其脫氮除磷效果與泥齡SRT、外回流比R、污水溫度、DO、pH、內回流比r等參數值相關，其中耗能主要是由處理的回流與好氧段曝氣能耗決定，其中為了提升處理效果，需要對處理過程中水量與水質等動態變化參數進行綜合考量，所以，整個工藝過程中需要考慮的要素諸多，從工藝到系統性能必須保障精準性，才能提高工藝流程的整體運行效率與精準性，保障反應池內生態環境能夠實現最佳狀態，準確的進行曝氣與回流，達到節能降耗的目的[2]。

在AAO工藝的眾多參數值中，排泥量、內外回流比、曝氣量、分配方式屬于可控制變量。排泥量主要是通過調整活性污泥系統的污泥齡進行控制，還可以在反應區內控制污泥濃度，使其頻率降低，但是對排泥量的控制主要是由處理廠污泥處理能力決定，所以在前饋控制上做出有效的措施。而在回流與曝氣之間可以以小時為單位對其進水負荷情況與變化速度進行分析，由于其決定著動態污水處理效果與活性污泥系統的運行效率，所以控制過程中即使設置了限定值，也要隨著水負荷的變化進行動態調整[3]。

此外，要想有效的降低污水處理能耗，在AAO工藝中必須控制好外回流量、內回流比、溶解氧設定值三項參數，這三項參數的有效控制可以及時了解到水負荷情況，并做出合理的調整。但是考慮到在實際處理過程中對氨氮濃度的測試較為簡便，所以，同一污水處理廠的氨氮濃度在總氮中所占比重相對穩定，可以利用其負荷表示總氮負荷。為此，在前饋控制階段，監測總氮負荷、進水COD負荷、氨氮濃度比等幾項自變量，根據監測數值的變化進行AAO工藝參數調節，有效的進行能耗控制[4]。

3 AAO工藝節能降耗的具體控制策略

以某處理廠AAO工藝處理過程中水質水量情況為例，可以找到在最有利條件下控制AAO工藝能耗的有利條件。在AAO工藝進水符合動態變化下，其外回流從高中低三個程度對其進水總負荷進行控制，數值為：12750（85%）、11250（75%）、9750（65%）；內回流量從中低兩個程度對其COD/氨氮進行控制，內回流比為200%與150%；好氧前端DO從高中低三個程度對其進水總負荷進行控制，數值為：中與高1mg/L、低0mg/L；好氧中段DO從高中低三個程度對其氨氮負荷進行控制，數值分別為：高3mg/L，中與低2mg/L。而在進水負荷界別判斷時，LCOD處于高度級別時要在0.24kgCOD/（kgMLSS×d）以上，中度級別時要在0.168kgCOD/（kgMLSS×d）～0.24kgCOD/（kgMLSS×d）范圍內，在低度級別時要控制在0.168kgCOD以下；C/N處于高度級別時要在8以上，在中度級別時要處于5.4～8范圍內，在低度級別時要低于5.4；氨氮負荷在高度級別時要大于0.036kgN/（kgMLSS×d），處于中度級別時要處于0.023kgN/（kgMLSS×d）～0.036kgN/（kgMLSS×d）范圍內，處于低度級別時要低于0.023kgN/（kgMLSS×d）。從這些數據可以看出，確定進水COD負荷、氨氮負荷、C/N值，根據這些數值可以將回流比與各個氧段的溶解氧值設定在最佳狀態下，從而能夠在處理過程中始終保持設定值的穩定，這樣工藝也能夠處于穩定狀態運行，從而減少對系統運行效率的影響，降低能耗[5]。

利用這種方法進行AAO工藝節能降耗控制，主要是基于水負荷前饋—反饋控制原理，在上述的策略中可以看出，先通過可控變量值參數的確定，再對設定值進行調整，能夠在保障水量不受影響的情況下，實現工藝的節能降耗，并對AAO工藝運行進行控制，達到工藝要求，而且運行過程中穩定程度高，運行效率也更高，能夠在單位時間內提升污水處理量，并保障達到排放標準，因此，這種方法可以廣泛的應用在城市污水處理中，利用這種方式有效的降低AAO工藝的動力消耗，實現節能降耗[6]。但需要注意的是，在應用這種控制技術過程中，必須保障基礎參數值的測試準確，否則將會對后續一系列控制效果產生影響，不僅不會起到節能降耗的作用，還可能影響正常的污水處理。

4 結束語

綜上所述，為了進一步滿足社會發展的需要，提升城市污水處理效率與社會效益，減少資金投入，文章通過水負荷前饋與反饋控制的策略進行綜合性控制，考慮到控制效果、能耗等多項內容，從而在不影響污水處理效果前提下，減少污水處理的動力消耗，從而實現節能降耗的目標。希望可以廣泛為污水處理廠提升污水處理效率提供參考，并在污水處理過程中不斷總結經驗，細化對污水處理節能降耗的控制。

參考文獻

[1]黃 彪.淺析城市污水處理AAO工藝節能降耗控制技術[J].建筑工程技術與設計，2017，31（7）：389.

[2]謝震宇.城市污水處理AAO工藝節能降耗控制技術分析[J].神州，2017，29（35）：189.

[3]李茂僑，陳志強，溫沁雪.硝態氮及碳源濃度對A-AAO工藝厭氧釋磷影響的研究[J].環境科學與管理，2018，33（2）：107～111.

[4]劉海燕.關于AAO工藝在處理污水節能降耗的控制研究[J].城市建設理論研究（電子版），2015，24（9）：576.

[5]徐 濤.AAO污水處理工藝中自動控制系統設計[J].城市建設理論研究（電子版），2012，21（15）：121～122.

[6]蘇文強.探討AAO工藝在處理城市污水節能降耗的控制技術[J].世界華商經濟年鑒·城鄉建設，2012，24（12）：156.

收稿日期：2018-9-8

作者簡介：尹建均（1985-），男，漢族，四川成都人，助理工程師，從事污水處理廠工藝管理及水質化驗管理工作。