1)生物池的曝氣量分配不同,有不同的溶氧控制目標(biāo)值,如采用AB法的海泊河污水處理廠,由于鼓風(fēng)機(jī)輸出氣量不能平均分配,需要在輸氣管道出口安裝電動(dòng)閥來(lái)調(diào)節(jié)氣量的分配。運(yùn)行控制采用2個(gè)獨(dú)立的調(diào)節(jié)回路,1個(gè)調(diào)節(jié)回路是根據(jù)DO的變化調(diào)節(jié)相應(yīng)管路的風(fēng)量閥門(mén),另1個(gè)調(diào)節(jié)回路是根據(jù)管道壓力變化來(lái)調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)口導(dǎo)葉片或出口擴(kuò)壓器葉片。其控制系統(tǒng)簡(jiǎn)圖如下所示。
實(shí)地測(cè)量海泊河污水處理廠生物池在各種不同控制條件下的數(shù)據(jù),結(jié)果表明,只有在調(diào)節(jié)閥門(mén)之后根據(jù)總管壓力調(diào)節(jié)擴(kuò)壓器葉片,鼓風(fēng)機(jī)能耗才能保持最小,所以最經(jīng)濟(jì)的方法是盡量開(kāi)大閥門(mén)以減少管道的損耗,以調(diào)節(jié)擴(kuò)壓器葉片調(diào)節(jié)風(fēng)量為主,閥門(mén)開(kāi)度調(diào)節(jié)為輔。
2)生物池的運(yùn)行條件完全一樣,也有同樣的溶解氧控制目標(biāo)值,如李村河污水處理廠。這種情況從原理上講應(yīng)平均分配氣量,雖然在實(shí)際運(yùn)行中,各個(gè)生物池的運(yùn)行狀態(tài)不可能完全一樣,各個(gè)池子的溶氧值有一些差異,但是由于差異比較小,而且變化和擾動(dòng)情況相似,可以采用手動(dòng)閥門(mén),在污水處理廠運(yùn)行初期人工調(diào)節(jié)氣量的分配,以獲得調(diào)節(jié)經(jīng)驗(yàn),穩(wěn)定運(yùn)行后,閥門(mén)開(kāi)度基本可以固定下來(lái),這樣可以降低成本減少運(yùn)行控制的復(fù)雜程度。其控制系統(tǒng)簡(jiǎn)圖如下所示。
如前面對(duì)鼓風(fēng)機(jī)的分析中所述,出口節(jié)流是經(jīng)濟(jì)性最差的方案,但是在第一種請(qǐng)況下,為了滿足氣量分配的要求又必須采用出口節(jié)流。設(shè)計(jì)適合這種工藝條件的控制系統(tǒng)時(shí),要盡量減少閥門(mén)阻力,盡量保持閥門(mén)閥門(mén)開(kāi)度量大,以減小鼓風(fēng)機(jī)的功率損耗。此外,為防止發(fā)生喘振,也應(yīng)控制閥門(mén)的開(kāi)度,防止閥門(mén)開(kāi)度過(guò)小,流量減小,會(huì)使鼓風(fēng)機(jī)性能工況點(diǎn)移到喘振區(qū)。控制系統(tǒng)應(yīng)考慮下面三種情況:
1)所有生物池的溶氧值均偏高。這時(shí)應(yīng)調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)的導(dǎo)葉片,降低風(fēng)量。如果此時(shí)有多臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)在運(yùn)行,應(yīng)調(diào)節(jié)累計(jì)運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)的兩臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)的導(dǎo)葉片,使其流量降低,當(dāng)這兩臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)流量之和再加上一預(yù)先設(shè)定值后小于單臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)氣量時(shí),關(guān)閉運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)的鼓風(fēng)機(jī)。設(shè)定值的作用是設(shè)置了一個(gè)緩沖區(qū),以避免鼓風(fēng)機(jī)的頻繁啟停。
2)生物池的溶氧值有的偏高,有的偏低。這時(shí)應(yīng)先根據(jù)溶氧值調(diào)節(jié)出口閥門(mén),進(jìn)行氣量的重新分配,鼓風(fēng)機(jī)則根據(jù)空氣總管的壓力調(diào)節(jié)導(dǎo)葉片,以維持總管壓力的穩(wěn)定,如果閥門(mén)開(kāi)度均已達(dá)到最大,而溶氧值還未達(dá)到目標(biāo),則應(yīng)調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)導(dǎo)葉片增加鼓風(fēng)機(jī)的流量。
3)所有生物池的溶氧值均偏低。這時(shí)應(yīng)逐步增加閥門(mén)的開(kāi)度,減小管網(wǎng)阻力,當(dāng)閥門(mén)開(kāi)度達(dá)到最大時(shí),溶氧值還未達(dá)標(biāo),則應(yīng)調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)的導(dǎo)葉片增加流量。如果在設(shè)定時(shí)間內(nèi),溶氧值還未達(dá)標(biāo),應(yīng)增加開(kāi)啟一臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)。此設(shè)定時(shí)間為溶解氧測(cè)量系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù),一般約為10分鐘到半小時(shí)。
由于溶氧值測(cè)量存在滯后,溶氧值的控制目標(biāo)值不應(yīng)設(shè)定為一固定值,而應(yīng)設(shè)定一個(gè)控制死區(qū),例如,當(dāng)期望的溶氧值是1.5mg/l時(shí),可以設(shè)定溶氧值的控制區(qū)間為1.0mg/l-2.0mg/l,這樣可以使得鼓風(fēng)機(jī)的啟停間隔時(shí)間延長(zhǎng),保護(hù)風(fēng)機(jī),節(jié)約電耗,但是控制效果會(huì)有一些下降。由于曝氣池的主要目的是保證生物的活性而且儀表測(cè)量本身有一定的不穩(wěn)定性,只要死區(qū)設(shè)置得當(dāng),這種控制對(duì)曝氣效果的影響甚微。為了達(dá)到需要的溶氧值,測(cè)量溶氧值的溶氧儀的安裝位置應(yīng)根據(jù)工藝選定,自控系統(tǒng)獲得的溶氧值最好是幾臺(tái)溶氧儀的平均值,以減少測(cè)量誤差。
導(dǎo)葉片和擴(kuò)壓器的調(diào)節(jié)一般采用PID閉環(huán)控制。在確定的運(yùn)行條件下,應(yīng)該能夠找到一組最佳的控制參數(shù)。但是對(duì)于DO濃度控制,由于其動(dòng)態(tài)過(guò)程是非線性的,隨時(shí)間、溫度、水質(zhì)等參數(shù)變化,實(shí)現(xiàn)理想的控制需要隨時(shí)調(diào)節(jié)PID參數(shù),參數(shù)不斷變化會(huì)和控制器的穩(wěn)定性之間產(chǎn)生矛盾,所以固定PID參數(shù),以便在較大的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)充分控制是比較好的方案。如果條件允許,可以根據(jù)運(yùn)行情況的變化,在不同的時(shí)間,設(shè)置不同的控制參數(shù),例如,為適應(yīng)季節(jié)性DO濃度變化,可以在不同的季節(jié)設(shè)置不同的控制參數(shù)。
空氣管道出口閥門(mén)的調(diào)節(jié)如果采用PID調(diào)節(jié),會(huì)使閥門(mén)的開(kāi)度產(chǎn)生震蕩,從而影響到對(duì)鼓風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)。所以,閥門(mén)的調(diào)節(jié)以步進(jìn)調(diào)節(jié)為好,步進(jìn)的幅度宜小不宜大,宜慢不宜快,以配合溶解氧測(cè)定的速度。
溶氧控制系統(tǒng)需要設(shè)置的儀表:氣體流量計(jì),壓力計(jì),溫度計(jì),溶氧儀。