精确曝气原理及应用

智慧水务—智能曝气背景概述|AAS原理|效果分析|应用分析|实施条件|投资与收益分析IAS南京奥伯尔环保设备有限公司ONTENTC01背景现状03AAS原理04控制效果分析05实施条件投资与回报0602问题和对策07定制化专业服务0%100%50%10%20%30%40%60%70%80%90%曝气系统运行能耗，占污水处理总能耗的40%—60%。AAS将实现降低成本约15%--25%全国近80%—90%的污水厂并未采用自动曝气，存在能源浪费背景现状03工艺现状01环保现状02人员现状环保督查全面深入偷排乱象不止人员更替频繁能力水平参差不齐进水复杂多变，难以控制活性污泥系统反应复杂多变问题和对策•温度影响：传质系数KLa、饱和溶解氧DOs、微生物活性等。•进水负荷：对耗氧速率影响明显，且程度难以准确计算。•微生物量：池内空间分布不匀，影响难以定量分析。•管道供气过程进行较快，而氧平衡过程较慢。必须对供气过程进行准确•和快速控制，才能实现过程的稳态平衡。曝气过程的特点非线性特征明显•充氧过程：传质系数KLa与流量Q不成线性，与液位、温度等有关。•耗氧过程：复杂的生化反应过程。•平衡状态：条件时刻改变，动态平衡。扰动来源多，参数不稳定过程难以实现稳态平衡问题和对策溶解氧控制难点溶解氧受进水水量、水质、活性污泥浓度、污泥活性、曝气量、回流量、流速、温度等影响具有多变量、高相关、非稳态、大滞后等特点阀门调节导致管路气压扰动，阀门之间具有强耦合性阀门调节性能出现畸变问题和对策曝气高低对系统的影响精确曝气•浪费电能•溶解氧通过内回流被带到缺氧区影响反硝化•溶解氧通过外回流被带到厌氧区影响厌氧释磷高低•影响生化池中微生物活性，可能影响出水水质•二沉池中发生反硝化•二沉池污泥上浮，影响出水。稳定达标节能降耗精确曝气控制系统的发展历程智能控制未来2010-现在前馈-串级反馈2005年PID控制2000年人工控制90年代定量给定•不能及时反应污水厂进水负荷（水量、水质）的变化；•不能反应微生物生长环境的变化造成的需氧量变化；•不能反映物理环境变化（如曝气盘堵塞、管压扰动、水位流速变化等）造成的需氧量变化和沿程的分布规律变化；•实际供气量一般大于反应池需气量，鼓风曝气能耗较高。•局部的阀门调节会影响其他供气支管的供气量，调节难度很大；•人工控制的效果与操作人员的经验有密切的关系；•控制的可靠性比较低，容易产生调节过度的情况；•如果进行频繁的调节，容易造成溶解氧浓度的波动。•由于时间延迟，造成溶解氧浓度波动大；•溶解氧设定值较高，过大的冗余造成生化单元能耗较高；•溶解氧浓度波动造成生物环境不稳定，影响出水水质。•1st级开环前馈•2nd级闭环反馈•3rd级闭环反馈AAS原理风机房污泥提升泵格栅初沉池生化池二沉池智能控制算法预测控制反馈控制时滞补偿控制解耦控制多传感器融合控制大数据分析进水流量、进水COD、进水氨氮、NO3-N、TKN...溶解氧、水温污泥浓度...总风量、风机速率出水COD出水氨氮预测模块SVM决策树DBNLSTM线性回归朴素贝叶斯...决策模块BP神经网络逻辑回归梯度提升树K均值随机森林...理论模型阀门风机多变量给定进水出水支阀风量进水COD进水氨氮溶解氧需氧量、溶解氧...数据处理归一法分箱法缺失填充聚类法回归法噪声平滑...人工智能算法控制效果分析进水曲线控制曲线软件系统架构接入层能力层应用层概率统计引擎、模式识别引擎、机器学习引擎数据预处理引擎流量、COD、氨氮、TKN、NO3-N、溶解氧、水温、风机速率、风机电流、风量、阀门开度电控阀门、液位计、流量计、压力变送器、污泥浓度计、溶解氧仪、风量监测仪高性能计算平台回归算法贝叶斯分类器深度神经网络精确曝气策略大数据人工智能设备远程监控、数据自动采集、业务分析报表与视图、管网的监测与分析互联网支持向量机集成学习K均值物联网互联网GPRS/3G/4G/NB-IOT现场总线/工业以太网/WLAN基础理论模型AAS预测控制反馈控制时滞补偿控制解耦控制多传感器融合控制账号权限、日志管理、信息安全移动应用平台碳源投放策略数据分析、辅助决策异构数据资源库随机森林梯度提升树设备拓扑设备智能化信息化部署实时感知现场应具备鼓风机电流、频率、鼓风量、阀门开度、溶解氧等数据采集仪表。现场曝气相关设备，如鼓风机、阀门等应支持远程可控。根据现场实际情况改造，成本很低。实施条件投资与回报以10万吨A2/O工艺的污水厂为例，直接收益分析如下：直接收益水厂年度电耗7500000kW·h电费单价峰值：1.017，谷值：0.42，均价：0.675年度电费总价450万元曝气电费占比60%人工费用10万元曝气节电比20%年度电耗节约55万元IAS报价100万元投资回收期18月稳定的溶氧控制增强风险控制提升智能化水平降低人工成本智能化控制降低设备能耗降低对人力资源水平的要求降低人员变动对水厂的冲击增强退税保障智能化精准控制避免过度曝气定制化专业服务工艺过程控制的定制化技术服务面向实际工艺运行问题解决实际工艺运行过程中存在的问题；提高运行稳定性、降低运行能耗。定制有效的解决方案根据实际运行工艺进行试验研究，开发控制策略；根据企业需求和现场条件定制最优解决方案。期待与您合作！！南京奥伯尔环保设备有限公司联系电话：025-5765199657651851网址：电子邮箱：[e-mail]