ASP-Con污水廠曝氣優化系統

ASP-Con（activated sludge plant controller）儀表是一臺應用在污水廠處理過程中可以自動清洗、自動校準和自動測量多參數的監測系統。這些數據包括活性污泥活性指標——呼吸速率曲線；可提供連續監測數據，如溶解氧、pH、MLSS、SVI、鉀和氨氮等等。

溶解氧是影響污水廠出水水質和運行能耗的關鍵參數， ASP-Con技術的zui大創新點是建立以呼吸速率為溶解氧控制系統，ASP-Con 既可以作為一個獨立的監測系統進行數據分析，也可直接連接到污水廠的控制系統（如PLC）進行動態優化處理控制，從而使污水廠達到更好出水水質和節約曝氣成本。

■測量參數

ASP-Con測量16種不同的參數，包括12種直接參數和4種間接參數：

■ 控制

如果要ASP-Con處于運行水平，需要通過污水廠PLC/SCADA系統接受ASP-Con實時監測到的數據輸入用來控制污水廠工藝參數。

ASP-Con安裝在污水廠曝氣系統中心位置，方便它獲得活性污泥混合液樣品，在連續運行的基礎上分析以下數據：

■ 曝氣優化

•  曝氣池控制區劃分：根據污水廠的工藝流程和控制需求，將曝氣池劃分成相對獨立的控制區，方便儀表的布置和控制方案的制定。

•  曝氣優化ASP-Con儀表安裝：根據實現各功能區的控制目標的參數要求，確定儀表類型、數量和安裝位置。

•  曝氣優化機制：根據曝氣池OUR變化情況確定進水的污染物負荷和實際的處理量，進而調整曝氣池的溶解氧控制水平，可通過ASP-Con軟件數據分析確定。

•  曝氣優化系統構建：通過PLC/SCADA對現場采集的數據和ASP-Con軟件數據計算分析，得到滿足工藝控制要求的參數，并指導各控制設備的運行。對于改造項目，建立與現行控制平臺平行的系統，建設過程中原有系統可正常運行，兩個控制系統可靈活進行切換，充分保障污水廠運行安全。

•  ASP-Con實時監測到的數據輸入污水廠過程中，對控制系統PLC/SCADA軟件進行修改，或用我們提供的軟件，把監測的數據結合工藝流程的設定對曝氣池運行狀況進行參數優化，使污水廠達到更好出水水質和節約曝氣成本。。

■ 安裝位置

根據污水廠工藝控制參數和監測需求，建議儀器ASP-Con安裝在污水廠的三個位置點：

• 在污水廠構筑物入口區域，它可以反映進水情況，并作為前饋控制傳感器，例如檢測是否有高濃度氨氮，若有則需要額外的曝氣并按需要自動調節設置點。

• 作為一個獨立的系統將ASP-Con安裝在曝氣池中心位置，確保曝氣池合理溶解氧濃度，使污水廠曝氣過程得到*控制。

• 在污水廠構筑物出口處安裝ASP-Con可以反映出水效果，并根據結果自動調整各個參數的設置值。

■ 節約能耗

ASP-Con應用案例研究和實際運行表明，能源消耗可減少15-40%。通過ASP-Con軟件得到呼吸速率曲線分析，在較低氧濃度下氧的轉移效率zui大，分析出有機物生物降解所需碳化臨界氧濃度和硝化臨界氧濃度，從而得到曝氣池合理溶解氧設定區間和穩定的溶解氧控制，結果使污水廠達到更好出水水質和節約能耗。ASP-Con呼吸速率曲線圖和網絡連接圖的案例如下圖所示。

■ 技術參數

■ ASP-Con參數優先級清單與公差

• 1級是設備控制的關鍵參數，可以精確的測量。

• 2級是設備的重要參數，可以準確的測量。

• 3級是設備的重要參數，可以較準確的測量。

■ 電極和傳感器及過程

ASP-Con有二個溶解氧電極，二個獨立鉀和氨氮ISE電極，一個固體測量傳感器和一個用于測試pH傳感器。

■ 內置溶解氧電極

用來測量被捕獲的污泥混合液樣品的呼吸速率。根據儀器位置，通過測量可以確定：

• 進水負荷（處于入口）

• 處理程度（位于進一步處理位置）

樣品是由曝氣池中取出，在內部密封器中震動。密封器內設有一個獨立的高效曝氣設備，并在呼吸過程中提供充足的溶解氧濃度：

• 耗氧速率（OUR）

• 碳化臨界溶解氧

• 硝化臨界溶解氧

• 硝化程度（%）

一旦溶解氧濃度被充分提高，曝氣關閉，測量器中的耗氧速率OUR會衰退。這顯示為OUR測量值。當呼吸結束后儀表內部樣品將變為零溶解氧，然后內置溶解氧電極可以進行零點校準。

在儀器操作周期的后期，內置溶解氧電極將被提升至空氣中并完成zui高值校準。在這個過程中溶解氧電極被擦拭清凈，所以我們現在有了一個自動校準和清凈的溶解氧電極。

■ 外置溶解氧電極

外置溶解氧電極始終位于混合液中。運行一定時間后洗刷葉片對其進行自動清洗；它和內置溶解氧電極(如前所述*清凈校準)沉浸在混合液中。調整外置溶解氧電極校準曲線來配合內置溶解氧電極的讀數。

溶解氧電極可更換。溶解氧電極壽命取決于設置周期數。一般的壽命范圍是6到12個月。

■ 固體傳感器

該傳感器位于排放口，被放在混合液樣品中，用監測呼吸運動。它有二個傳感器組，這意味著它可以非常準確測量高濃度混合液（1000mg/l--20000mg/l）和低濃度（0-100mg/l）。

當采集的樣品未經過沉淀處理，傳感器將測量MLSS濃度或系統中微生物的量。

當樣品靜置30分鐘后，系統將先測量上清液中的TSS，zui后再測量沉淀的(RAS)固體濃度。

■ 氨氮、pH和鉀離子電極

這些離子選擇性電極，安裝在測量裝置外部活塞上。電極呈球狀，更換方便，只要松開固定夾，滑出電極即可。

當活塞被提升至校準位置時，自動清洗所有電極和傳感器。校準液來自標配的儲液器，只要校準液充滿，清凈和校準過程*是自動的。

■ PT100溫度傳感器

提供操作溫度數據信息。

■ 工程案例

ASP-Con應用英國某造紙廠廢水處理，研究造紙廠廢水出水情況。ASP-Con對造紙廠廢水出水實時在線監測，ASP-Con軟件分析數據如下圖所示：

■ 附錄

ASP-Con電動或手動絞車配件和起重安裝圖：