淺談城市污水處理AAO工藝節能降耗控制技術

劉明正

摘 要：在城市污水處理領域，AAO工藝是應用最廣泛的一種污水處理方法，它是采用脫氮除磷工藝，并且這種工藝的使用使得污水處理的能耗大大降低，能節省不少資金投入，經濟效益良好。本文對目前污水處理領域廣泛應用的AAO工藝原理和工藝流程進行了詳細分析，并對污水處理降低能耗方面提出了一些建議。

關鍵詞：污水處理；AAO工藝；節能；降耗

1 生物脫氮除磷原理及應用評價

生物脫氮在污水處理領域具有非常重要的意義，生物脫氮主要包括三個階段：氨化作用、硝化作用以及反硝化作用。首先，氨化作用的反應機理是氨化菌可以在好氧條件下將污水中的蛋白質的氮元素和有機氮通過反應作用變成氨氮。其次，氨化作用生成的氨氮通過硝酸菌的作用變成硝酸鹽，氮被轉化進入硝酸鹽，這就是硝化作用。最后，反硝化菌在缺氧條件下，可以將硝酸鹽轉化成氨氣，氮元素被轉化成氨氣的形式從污水中排出，這就是反硝化作用。

AAO工藝之所以能在污水處理領域得到廣泛應用，是因為其在脫氮除磷和去除有機物方面效果顯著且成本不高。另外，在高濃度污水和工業排放出來的污水處理上也能發揮巨大作用，并且AAO工藝對工作環境的要求不高，其在低溫酸堿等惡劣條件下都能發揮穩定的除污功效。但是，目前的AAO工藝也存在一個很嚴重的弊端，其正常發揮功效對碳源要求很高。為了解決這一問題，我們可以采用將AAO工藝進行改進，將原來的進水方式改為多點進水，在減少沉池時間的同時增加進水中的碳源。AAO工藝因其操作簡單、成本低、功效穩定的優點，成為目前城市污水處理領域應用最廣泛的工藝之一。

2 城市污水處理系統的控制

在目前城市污水處理工廠中所采用的控制系統中，大多包含反饋控制和前饋控制兩種控制結構。反饋控制的原理是，利用控制系統提前設定好的估計值和實際檢測值之間的偏差反饋到系統當中，系統再對變量進行調整，偏差逐漸變小，直至滿足要求為止。而前饋控制的原理則是，檢測干擾來進行變量調整，從而降低干擾對最終結果的影響。在實際應用過程中，控制策略的應用可以提高污水處理廠的除污效果和工作效率。反饋控制方式的結構比較簡單，在實際應用過程中使用方便，因而應用廣泛。而前饋控制的工作方式是對系統輸入量本身進行檢測，因而前饋控制方式的輸出誤差更小。

3 AAO工藝節能降耗措施

AAO工藝對于脫氮除磷的效果與很多因素有關，其中包括DO、內外回流比r和R、泥齡SRT、污水的溫度和PH值等。在污水處理廠能耗組成中，內外回流和好氧段曝氣能耗占很大的比例。因此，要想降低污水處理的能耗，必須重點研究這兩個部分的能耗情況。對此，我們可以針對性的研究處理水質情況，對入水水質的動態流量變化和入水條件進行深入研究，并且要綜合考慮處理設備的結構形狀、處理系統內部部件的性能、以及硬件的功能。通過對水質和設備研究，可以優化入水方式和污水處理工藝，提高設備的運行效率，使處理系統達到最好處理狀態，這樣就可以達到減少能耗的效果。

在AAO 工藝流程中，有很多可以自由控制的變量，比如排泥量、內外回流比、曝氣量和流量分流等。排泥量在整個系統運行過程中的調整次數比較少，它主要用于活性污泥系統的污泥齡的調整，還可以對污泥處理系統內部的反應區進行污泥濃度控制，而且一個污水處理廠的工作能力也會影響排泥量的大小。而內外回流、曝氣量和流量分流等變量則在系統運行過程中始終處于動態變化中，因此需要根據系統進水情況和系統排水情況進行實時調整。在污水處理系統運行過程中，必須根據進水情況實時調整內外回流和溶解氧氣值這三個變量。并且在實際污水處理過程中，污水內部氨氮濃度的測量相對比較容易，而且氨氮溶于污水當中比較穩定，在一片區域中的狀態比較均勻。因此，可以用進水氨氮負荷表示總體的氨氮負荷。

4 控制策略的實際應用

在目前國際污水處理領域，各大廠家普遍采用前饋反饋結合的控制系統。如果采用前饋反饋結合的控制系統并對AAO工藝的流程進行科學規劃，就能將AAO工藝的脫氮除磷效果發揮到最佳水平，這樣污水處理既能除污又能優化水質，經濟效益將得到大幅度提升。另外，根據很多實踐情況可以看出，當污水處理廠采用前饋反饋結合的控制系統后，不僅能除污優化水質，能耗也能大幅降低，經濟效益自然大幅提高。在污水處理過程中，控制策略的實施非常重要，尤其是進水情況不穩定的時候，通過對系統供氣量的科學調控，將系統內部氧濃度保持在合理范圍，就能降低系統的動力消耗。因此，控制策略的合理采用能夠有效降低系統能耗。

5 AAO工藝運行中的問題

在AAO工藝流程中，脫氮和除磷是兩個最重要的過程也是需要達到的目的。脫氮在污水處理過程中處于優先處理地位，在脫氮之后才是除磷。因為，脫氮過程比較復雜，而且化學試劑很難達到脫氮的效果，而除磷則很容易用化學方法實現。另外，我國國內有很多污水處理廠都面臨著一個很嚴重的問題，那就是進水量和出水量之間負荷差距很大，這就造成系統額外載荷劇烈，系統動力能耗增加。對此，我們可以采用將系統安全設計系數初始值調大的方式來提高系統的承受能力，使其面對高負荷也能滿足處理要求。

6 結語

綜合以上分析可以看出，AAO工藝的節能降耗技術關系到污水處理整體的經濟效益和社會價值，具有非常重要的意義。只有優化AAO工藝流程、調整污水處理系統變量控制方式，才能讓污水處理達到既能除污優化水質又能提高經濟效益的目的，相關領域的專家和科技工作者必須對此重視起來。相信隨著科技的發展和時代的進步，在污水處理領域一定會有更先進更科學的處理工藝被發現，這些工藝也一定會將目前的AAO工藝提升至更高更好的水平，為社會創造更大的價值。

參考文獻：

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