城市污水厂AAO工艺运行控制方案简介

随着国家对城市污水处理厂除磷脱氮要求的提出，AAO工艺逐渐成为城市生活污水厂的主流工艺；但是单靠传统的二级处理工艺，已经很难达到城市污水处理厂GB18918-2002一级A的出水标准，于是大多数污水厂又在传统的二级处理工艺后面加入三级处理，比较有代表性的是加入高效沉淀池单元和滤池单元。典型的工艺流程如下：

原水→粗格栅及进水泵房→细格栅及沉砂沉→AAO生物池→二沉池→高效沉淀池→滤池→出水

下面就上述工艺在运行中常用的控制策略进行一个简单的介绍：

（1）粗细格栅

根据格栅前后的液位差或设定时间开启格栅清污机和螺旋输送机；一般常用的为时间控制，即按设定的运行时间和停止时间运行，且此时间为可调式设计。PLC系统将根据软件程序自动控制格栅、输送机的启停顺序、运行以及安全连锁保护。任何一台格栅启动时均启动输送机。

（2）进水泵

在泵池设超声波液位仪表，根据泵房水位值自动控制多台水泵的启停运行。当泵房水位高至某一设定的水位值时，PLC 系统将按软件程序自动增加水泵的运行台数；当泵房水位降至某一设定的水位值时，PLC 系统将按软件程序自动减少水泵的运行台数。同时，系统累积各个水泵的运行时间，自动轮换水泵，保证各水泵累积运行时间基本相等，使其保持最佳运行状态。当水位降至干运转水位时，自动控制全部水泵停止运行。上位机监控管理系统可以设定水位值。此外，在水泵的控制柜中加装仪表自控转换开关，在PLC 不能正常投入使用的情况下，可通过超声波液位仪表自身的继电器根据水位自动控制水泵的开停。上位机可显示水泵各状态信号和各仪表数值。

（3）沉砂池

除砂设备的操作方式一般为就地集中手动按钮控制和控制室集中控制。在桨叶分离机连续工作的条件下，对于吸砂泵根据时间间隔及持续时间的定时方式来控制，时间间隔及持续时间通过PLC（现场控制柜内的）设定程序控制定时运行，砂水分离机与吸砂泵同步运转。此外，控制柜还配有向PLC室传输各设备状态显示接口和接受PLC室遥控制的信号。

（4）生物池

生物池的控制主要考虑曝气的控制，一般采用溶解氧控制和根据生物模型的精确控制2种模式。在实施溶解氧自动控制时，通过计算机设置一个溶解氧范围（如1-3mg / L ）作为参考值，一旦测得水中含氧突破这个范围，PLC 就会收到现场溶解氧仪反馈回的报警信号，PLC 便根据现场测量值来调节鼓风量。鼓风机控制系统自动确定鼓风机的运行台数、频率转速，同时中控系统根据新、老生物池所需风量不同通过调节生物池曝气调节阀等对总风量进行分配，最终使生物池的溶解氧达到预定值。一般PLC 每隔10min 判断一次曝气池内的溶解氧值，溶解氧低于设定下限时调频风机增加10 % ，溶解氧高于设定上限时调频风机减少10% ，直至报警解除。

而根据生物模型的精确控制则以曝气流量信号作为控制信号，溶解氧、氨氮及进水水质信号作为辅助控制信号，经过生物处理过程模型和历史数据综合处理，得出系统需要的曝气量，同时根据实际的曝气输送管道分布的负载大小，经曝气流量配气模块处理，提供给鼓风机组控制系统，使鼓风机组按所要求的工况状态来提供空气供给量，此部分控制由一般鼓风机自带控制柜完成。

（5）回流泵

一般回流泵采用比例控制方式，根据生物池的进水量控制回流污泥泵的运行时间，实现进水量与污泥回流量的合理配比。通过监控管理系统和就地控制系统的操作面板，可以设定回流污泥比例和污泥回流泵的运行时间。

（6）剩余泵

根据中控室设定的一天内排泥量，控制剩余泵的开停时间。

（7）脱水机

一般中控室仅远程监视脱水机成套设备运行状态及显示仪表瞬时、累计数值，并不直接参与控制。现在城市污水厂常用的脱水机主要有带式和离心式2种，脱水机都配有自己的现场控制柜，在现场可以实现自动控制；其中带式的主要是控制各附属设备的开启顺序以及滤带的张紧，而离心式的控制相对要复杂，主要实现对转矩的控制和相对转差的控制。

（8）高效沉淀池

PLC系统接收来自两个污泥界面探测器及每座高密度澄清池的刮泥力矩开关的信息，用于控制排泥泵的运行及刮泥机的运行。安装在高密度澄清池下游的两台浊度计（每个系列一台）用于探测澄清水的浊度，并将其信号反馈至混凝反应区的控制PLC系统，以便适时地调整混凝剂和助凝剂的投加量。

（9）滤池

滤池的工作方式分为就地手动、远程手动、远程自动，滤池系统正常时为自动运行工作方式。其控制系统采用PLC控制，上位监控计算机通过以太网把控制网络上的所有节点设备采集的量的运行状态、故障、工作方式、阀位等工艺参数显示出来，同时可给出故障报警，并且可人为调整设定运行工艺参数（例如：设定反洗周期、反洗时间、反洗液位等）。每格滤池配备一台超声波液位计以及浊度计以便监视滤池运行液位和控制反洗。

（10）电力系统

电力检测仪表留有RS-485通讯接口,MODBUS－RTU通讯协议，中控负责采集电力设备的运行状态并显示各仪表数值。

上述只是对目前流行的AAO工艺的运行控制方式做了简单的介绍，但实际实施过程中，由于受到水质水量变化的影响，控制策略上会有所调整，另外目前的水质分析仪表要求用户有较高的维护水平，很多污水厂就是因为在线的分析检测仪表无法正常工作，而影响了自控方案的实施，这些都是自控系统在实施运行时需要考虑解决的问题。

参考文献：

〔1〕王洪臣。《城市污水处理厂运行控制与维护管理》。科学出版社。