AVS精确曝气控制系统

AVS精确曝气控制系统
energysavingsolutionforwastewatertreatmentplant
生物处理工艺是一种应用广泛的污水处理技术。

其过程是一个复杂的生化过程，即曝
气控制（溶解氧）
控制）是其中一个非常重要的环节。

不同的工艺，对曝气控制方式也有所不同，但是
在几乎所有的采用生物处理工艺的污水厂中，曝气始终是最重要的能耗环节。

从一些国内
的污水处理厂耗电量来，曝气占据了总耗电量的50-70%，所以曝气系统是整个污水厂节能降耗运行的关键环节。

AVS（曝气量控制系统）精密曝气系统是一种智能控制系统，旨在为生物处理过程提
供精密曝气，即实现溶解氧（do）的精确控制。

AVS的核心是生物处理过程建模（ASM模型）和精确的鼓风曝气气体分布调节。

在控制过程中，模型将根据系统的在线数据自动优
化和调整。

AVS可以为污水处理企业带来以下好处：
◆根据真实需求实现节能曝气，有助于实现污水厂节能运行；
◆ 为各种复杂工艺提供准确的供气方案，适用于各种活性污泥处理工艺及其改进工
艺（AO、AAO、SBR等）；
◆有助于实现溶解氧分布控制，为工艺优化提供支持；
◆ 依托该模型，部分实现了污水处理的智能控制，有利于处理效果的稳定和高效；
系统功能
污水厂AVS现场控制示意图
avs可以使各种复杂的供气方案得以实现，间歇曝气、微量曝气、正常曝气、溶解氧
分布控制等。

帮助用户实现工艺的精细调节。

avs还可以根据当前需要的曝气量，通知鼓
风机主控（mcp）进行风量调节，使鼓风机节能运行，防止发生喘震等异常情况，节约鼓
风机电耗。

下图为avs在污水厂工艺流程中的示意：
AVS精密曝气控制原理
生物处理过程是通过人为地维持好氧/厌氧环境，使曝气池中的微生物持续特定的生
化过程，去除或降低污水中的目标物质，从而达到排放要求。

传统方法因缺乏依赖精确模
型的控制策略，造成过量曝气或do控制波动过大，控制效果不佳，易造成去除率的波动。

avs以精确模型为基础，以曝气流量控制为目标，实现do精确控制。

在生物处理过程中，溶解氧是一个快速的时标变量，其动态特性是非线性和时变的。

传统的控制方法不能及时、准确地处理各种干扰的影响。

为了实现精确控制，必须建立可
靠的动态模型。

AVS对污水的生物处理过程进行建模，通过分析和处理特定污水厂的历史运行数据或在线运行数据，确定污水厂生物处理过程的一些特征参数和补偿参数；然后通过仿真验证了这些特征参数的有效性。

AVS还可以利用在线仪器或实验室获得的NH4-N、NO3-N和TP信号对内回流进行优化和调节，并给出最佳内回流比的设定值。

原理如下图所示：
avs精确曝气系统扰动抑制
对于水量变化、水质变化、pH值变化等常见干扰输入，AVS通过生物处理工艺模型块和历史数据的综合处理，获得系统所需的曝气量，并提前进行反向操作，而不是等待do 变化；平衡了曝气流量调节性能与空气压力损失之间的关系，得出了最佳的阀门开度组合（最小压力损失），并给出了风机允许的最小输出压力；曝气流量控制是一个基本的局部控制回路，由电动流量调节阀、热值气体流量计和模型给出的瞬时设定流量组成。

可根据实际负荷波动快速准确地按需供气，使生物池各部分达到高效，从而稳定溶解氧，实现精细控制。

avs精确曝气系统流量分配
电动流量调节阀全开时的压力损失相对较小，但随着开度的减小，压力损失将逐渐增大。

为了优化运行，节约能源，必须尽可能使电动流量调节阀在大开度条件下工作，平衡流量调节性能与空气压力损失的关系，减少压力损失造成的能量损失，找到最佳阀门开启组合（最小压力损失），并给出在此条件下鼓风机允许的最小输出压力。

液位是另一个重要因素。

低液位意味着曝气头的出口压力低，这将导致气体从低压处释放，从而导致较高液位下的供气不足，甚至液位过高而无法曝气。

污水厂日进水的时间分布特性导致生物池液位波动频繁，在实际控制中必须考虑这一因素。

avs模型的跟踪和校对
该模型抽象并再现了污水厂生物处理过程的主要特征。

AVS能够及时判断和处理治疗过程中的各种干扰，从而达到精确控制的效果。

污水处理厂是一个开放系统，必然会受到环境的影响；此外，污水厂的进水变化也有一定的趋势。

所有这些因素都导致了污水处理模型特征值的变化。

AVS需要能够及时跟踪这些变化，并对自己的模型进行响应调整，以确保其模型控制的准确性。

在操作过程中，AVS不断地将操作数据收集到模型特征数据库中，并利用数据库中的数据定期对模型进行自调整操作，以确保模型不会随着时间和环境的变化而偏离现实。

avs精确曝气系统组成
◆ 流量调节阀◆ 电动执行器◆ 气体流量计◆ 本地控制器◆ AVS控制软件◆ 压力变送器◆ 液位计
avs精确曝气系统特点
◆ 及时准确供气，降低能耗
◆三种运行模式：本地自动控制模式、人工强制控制模式、安全模式，适应范围广◆良好的可靠性、可维护性、可扩展性，降低远期使用成本
◆ 连接GPRS远程通信模块，支持远程调试、诊断、维护等服务◆ 溶解氧计、气体流量计、电动阀、压力传感器故障及时报警◆ 及时发现管道泄漏、阀门泄漏、曝气头堵塞等异常现象◆ 优化内回流控制提高生物脱氮除磷效果◆ 支持PROFIBUS DP各种通信模式，如Modbus◆ 采用流量调节阀，流量控制特性好，精度高。