AAO法又稱A2O法,是Anaeroxic-Anoxic-Oxic的英文縮寫,AAO生物脫氮除磷工藝是傳統(tǒng)活性污泥工藝、生物硝化及反硝化工藝和生物除磷工藝的綜合。是一種常用的污水處理工藝,可用于二級(jí)污水處理工程或三級(jí)污水處理工程,以及中水回用工程,具有良好的脫氮除磷效果。該法是20世紀(jì)70年代,由美國(guó)的一些專家在AO法脫氮工藝基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的。
AAO脫氮除磷工藝具有以下優(yōu)點(diǎn):
厭氧、缺氧、好氧3種不同的環(huán)境條件和不同種類微生物菌群的有機(jī)配合,能同時(shí)具有去除有機(jī)物、脫氮除磷的功能。
在同時(shí)脫氮除磷去除有機(jī)物的工藝中,該工藝流程最為簡(jiǎn)單,相對(duì)其它脫磷脫氮工藝,總的水力停留時(shí)間也少于其它同類工藝。在厭氧-缺氧-好氧交替運(yùn)行下,絲狀菌不會(huì)大量繁殖,SVI一般小于100,不會(huì)發(fā)生污泥膨脹。其工藝流程如下:
一、預(yù)處理階段
該階段主要包括粗格柵及進(jìn)水泵房、細(xì)格柵及沉砂池以及進(jìn)水水質(zhì)檢測(cè)、計(jì)量。主要需要參與聯(lián)鎖控制工藝設(shè)備為粗格柵、污水提升泵、細(xì)格柵等。因此需要設(shè)置的自動(dòng)化儀表為:
在粗格柵前以及進(jìn)水泵房分別設(shè)置超聲波液位計(jì)1套,利用2套超聲波液計(jì)檢測(cè)的液位值,由上位機(jī)計(jì)算出液位差值來(lái)控制粗格柵的運(yùn)行、停止;利用進(jìn)水泵房的超聲波液位計(jì)來(lái)控制污水提升泵的啟動(dòng)、停止。由于超聲波液位計(jì)檢測(cè)的液位值是連續(xù)的,因此可根據(jù)工藝要求,只用1套超聲波液位計(jì)即可在上位機(jī)通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)多臺(tái)污水提升泵的啟動(dòng)停止控制。
在細(xì)格柵前后設(shè)置超聲波液位差計(jì),直接檢測(cè)細(xì)格柵前后的液位差值,以控制細(xì)格柵的運(yùn)行、停止。
在細(xì)格柵后還應(yīng)該根據(jù)國(guó)家環(huán)保部門要求,對(duì)污水處理廠進(jìn)水水量、酸堿度(PH)、濁度(SS)、生物需氧量(COD)、氨氮(NH3-N)等檢測(cè),相應(yīng)的需要設(shè)置電磁流量計(jì)、在線PH測(cè)定儀、在線SS測(cè)定儀、在線COD分析儀以及在線氨氮分析儀。該部分儀表檢測(cè)的數(shù)據(jù)不僅需要上傳到污水處理廠控制室,還需要上傳到當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門。
在儀表設(shè)置上,粗格柵采用超聲波液位計(jì)而細(xì)格柵采用超聲波液位差計(jì)主要從經(jīng)濟(jì)指標(biāo)上考慮,粗格柵后面的超聲波液位計(jì)及參與粗格柵前后液位差的計(jì)算又可參與污水提升泵的控制。
二、生化處理階段
該階段主要包括AAO生物反應(yīng)池(主要分為厭氧池、缺氧池以及好氧池)、鼓風(fēng)機(jī)房、污泥泵房、二沉池以及加藥部分。主要需要參與聯(lián)鎖控制的工藝設(shè)備為鼓風(fēng)機(jī)以及回流污泥泵等,生物處理階段是整個(gè)污水處理廠的核心部分,是影響出水水質(zhì)的關(guān)鍵。同樣也是整個(gè)處理過(guò)程中自動(dòng)化控制最復(fù)雜的部分。需要設(shè)置的自動(dòng)化儀表主要有:
在AAO生物反應(yīng)池的厭氧池設(shè)置在線氧化還原電位(ORP)測(cè)定儀,檢測(cè)厭氧池的厭氧程度;在缺氧池設(shè)置在線溶氧(DO)測(cè)定儀,檢測(cè)缺氧池的溶氧濃度值;厭氧和缺氧的溶氧值控制污泥回流量,為污泥反硝化和磷的釋放提供良好的反應(yīng)條件,確保生物除磷、脫氮的效果。在好氧池的中部以尾部設(shè)置在線溶氧(DO)測(cè)定儀以及在線污泥濃度(MLSS)測(cè)定儀,檢測(cè)好氧池的溶氧濃度值以及污泥濃度值。
在鼓風(fēng)機(jī)的出風(fēng)管設(shè)置熱值式空氣流量計(jì)以及壓力變送器,熱值式空氣流量計(jì)既可以檢測(cè)鼓風(fēng)機(jī)的曝氣量又可以檢測(cè)空氣溫度。
在污泥泵房設(shè)置超聲波液位計(jì),檢測(cè)污泥泵房的液位值,用于對(duì)污泥泵的啟動(dòng)、停止控制。
鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)的控制:作為廠區(qū)的控制關(guān)鍵,控制水平的高低直接關(guān)系到整個(gè)污水處理廠的經(jīng)濟(jì)、合理運(yùn)行。傳統(tǒng)方法中主要采用溶氧單回路定制調(diào)節(jié)或者溶氧、流量串級(jí)調(diào)節(jié)的方法,由于鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)的非線性,大滯后性、多擾動(dòng)性、決定傳統(tǒng)的PID調(diào)節(jié)方法在控制的實(shí)時(shí)性,準(zhǔn)確性都有一定的欠缺,并且能耗相對(duì)高,因此為了節(jié)能降耗,越來(lái)越多的智能型精確曝氣系統(tǒng)被運(yùn)用到實(shí)際中,智能型精確曝氣系統(tǒng)的模型能在其控制過(guò)程中根據(jù)系統(tǒng)的在線數(shù)據(jù)(溶氧值、壓力、溫度、流量、PH)自動(dòng)的優(yōu)化調(diào)整,可以實(shí)現(xiàn)間歇曝氣、微量曝氣、正常曝氣以及溶解氧分布控制等各種復(fù)雜的的曝氣方案,并且根據(jù)曝氣量的需要,通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)MCP控制柜實(shí)現(xiàn)對(duì)多臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)的循環(huán)啟停,變頻控制等,譬如當(dāng)下比較流行的AVS(Aeration Volume control System)精確曝氣系統(tǒng)。
三、深度處理、出水階段
該階段主要包括濾池(高效濾池/濾布濾池等)、紫外線消毒渠以及出水水質(zhì)、流量檢測(cè)部分。深度處理各個(gè)部分的設(shè)備一般成套化,有獨(dú)立的控制系統(tǒng),水力學(xué)控制模型比較成熟。出水部分主要設(shè)置電磁流量計(jì)、在線PH測(cè)定儀、在線SS測(cè)定儀、在線COD分析儀、在線氨氮分析儀以及在線TP(總磷)分析儀。該部分儀表檢測(cè)的數(shù)據(jù)也既需要上傳到污水處理廠中央控制室,也要上傳到當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門,做為污水廠收費(fèi)以及達(dá)標(biāo)排放的依據(jù)。
四、泥處理階段
泥處理階段主要指剩余污泥的脫水、濃縮、暫時(shí)儲(chǔ)存以及外運(yùn)等,是整個(gè)污水處理工藝的附加階段。污泥的堆肥或者焚燒發(fā)電等處理方法是現(xiàn)階段污泥處理中比較的工藝,也有利于實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和廢物的利用。
單獨(dú)的自動(dòng)化儀表僅做為檢測(cè)執(zhí)行級(jí)是不能夠滿足廠區(qū)的自動(dòng)控制運(yùn)行,根據(jù)集散型控制系統(tǒng)的原理,一個(gè)完整的控制系統(tǒng)由檢測(cè)執(zhí)行級(jí)、現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)以及中央監(jiān)控級(jí)組成。綜合污水處理工藝過(guò)程、構(gòu)筑物布局、設(shè)備和檢測(cè)儀表分布等相關(guān)因素,可在每個(gè)工藝處理階段設(shè)置一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制站PLC,現(xiàn)場(chǎng)控制站PLC做為現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)負(fù)責(zé)各個(gè)工藝處理階段工藝設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)以及自動(dòng)化儀表數(shù)據(jù)的采集、控制。中央監(jiān)控級(jí)主要由互為熱備的兩臺(tái)中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)組成,并設(shè)置相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)服務(wù)器以及投影儀、打印機(jī)等附屬管理設(shè)備。所有的工藝設(shè)備均采用手動(dòng)(就地)、自動(dòng)(遠(yuǎn)程)兩種控制方式,手動(dòng)-自動(dòng)控制轉(zhuǎn)換由設(shè)備就地控制箱上的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)。二種控制方式手動(dòng)優(yōu)先,自動(dòng)次之。
中*監(jiān)控級(jí)通過(guò)組態(tài)軟件能直觀的對(duì)整個(gè)工藝流程進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬,趨勢(shì)分析,對(duì)整個(gè)污水處理過(guò)程實(shí)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,實(shí)時(shí)接收跟蹤PLC數(shù)據(jù),并對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)分析處理,并且制表打印等,污水廠的三層控制結(jié)構(gòu)保證了生產(chǎn)過(guò)程的獨(dú)立性和安全性。
現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)與中央監(jiān)控級(jí)之間采用100M光纖快速工業(yè)以太網(wǎng),組成環(huán)形冗余結(jié)構(gòu),100M光纖快速工業(yè)以太網(wǎng)傳輸距離遠(yuǎn)和網(wǎng)絡(luò)速度快的特性適應(yīng)了中央監(jiān)控級(jí)覆蓋全廠地域的特點(diǎn)和大數(shù)據(jù)量交換的要求。冗余的通訊網(wǎng)絡(luò)避免了單一線路故障帶來(lái)的系統(tǒng)失效,大大提高了可靠性。以太網(wǎng)的應(yīng)用符合現(xiàn)代化信息技術(shù)的發(fā)展的趨勢(shì),靈活的拓?fù)湫问胶烷_(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議以便于系統(tǒng)擴(kuò)展。
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,生產(chǎn)生活自動(dòng)化水平的提高是必然的趨勢(shì),關(guān)鍵要實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的自動(dòng)化水平和應(yīng)用水平相結(jié)合,因此在線檢測(cè)儀表與自動(dòng)控制系統(tǒng)以適用、可靠、、經(jīng)濟(jì)為基本原則,充分考慮處理規(guī)模、工藝特點(diǎn)等綜合因素,對(duì)污水處理過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制,保證出水水質(zhì)、安全生產(chǎn)、降低運(yùn)行成本,獲得良好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。同時(shí)可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,提高勞動(dòng)效率和效益,使污水廠的資源*優(yōu)組合,有效地節(jié)約能源。