山东省市政污水处理厂精确曝气系统技术规范

DB37山东省地方标准DB37/TXXXX—XXXX市政污水处理厂精确曝气系统技术规范TechnicalSpecificationofBioprocessAerationSysteminMunicipalSewageTreatmentPlant（送审稿）XXXX-XX-XX发布XXXX–XX–XX实施ICSXX.XXX.XXZ05山东省市场监督管理局发布DB37/TXXXX-XXXXI前言本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草。本标准由山东省生态环境厅提出并负责解释。本标准由山东省环保标准化技术委员会归口。本标准起草单位：本标准主要起草人：DB37/TXXXX-XXXX1市政污水处理厂精确曝气系统技术规范1范围本标准规定了市政污水处理厂精确曝气系统的工艺设计、主要工艺设备和材料、施工与验收、运行管理等技术要求。本标准适用于采用精确曝气技术的新建、改、扩建市政污水处理厂的设计、施工、环境影响评价、环境保护验收及设施运行管理。精确曝气系统宜用于日处理能力2万吨以上、采用底曝式活性污泥法，如AAO及改良AAO、AO、底曝式氧化沟、MSBR、MBR、MBBR等技术的市政污水处理厂。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB50014室外排水设计规范GB50334城市污水处理厂工程质量验收规范GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB/T28270-2012智能型阀门电动装置CJJ60城市污水处理厂运行、维护及其安全技术规程CJ/T51城市污水水质检验方法标准HJ2010-2011膜生物法污水处理工程技术规范HJ/T353水污染源在线监测系统安装技术规范（试行）HJ/T354水污染源在线监测系统验收技术规范（试行）HJ/T355水污染源在线监测系统运行与考核技术规范（试行）DB37/T2668环境保护产品技术要求污水处理用微孔曝气器JJG1060-2010微量溶解氧测定仪JJG1132-2017热式气体质量流量计3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1精确曝气bioprocessaerationcontrol依据活性污泥生化特性及生物池水力特征分区，按需对市政污水处理厂生物池进行曝气的方法。3.2DB37/TXXXX-XXXX2精确曝气系统bioprocessaerationsystem以离线模拟与在线调整相结合、生物池分区控制、按需供气为核心的有别于传统污水处理曝气系统的曝气管理方法及其配套设施。3.3精确曝气控制系统bioprocessaerationcontrolsystem通过实时监控污水处理系统中多个参数来调节生物池中供气量的控制系统，系统硬件包括电脑或可编程逻辑控制器及系统软件，主要功能包括鼓风机控制、空气调节阀控制等。3.4精确曝气系统设计bioprocessaerationcontrolsystemdesign在新建生物池或已有生物池基础上为满足精确曝气系统需求而进行的设计，主要包括生物池离线模拟；曝气管路及管径、曝气器数量及分布、仪表阀门数量及安装位置的设计优化；鼓风机选型或已有鼓风机控制策略设计与优化等。3.5精确曝气控制分区bioprocessaerationcontrol为满足精确曝气控制需求，将生物池、曝气池划分为不同的区/段。3.6分区（廊道）控制section(train)control为满足精确曝气控制需求，按照水力沿程对生物池、曝气池进行分区或分段控制。3.7曝气器递减排布reducedaeratorlayout精确曝气控制系统设计中根据曝气池随水力沿程各段生化反应需氧量不同的特点将曝气器进行逐级递减排布。3.8最大阀门开度mostopenedvalve(MOV)为平衡布气管路压力而设置的空气调节阀保护开度，系统运行时需保证有不少于1台空气调节阀处于该开度值以上。3.9空气调节阀特性曲线补偿airvalvecvcurvecompensation为确保阀门调节线性度，依据空气调节阀的特性曲线对其通气量进行补偿的功能。3.10最低搅拌气量minimummixingairflowDB37/TXXXX-XXXX3为防止活性污泥沉淀淤积而对各控制分区设定的曝气量控制下限。3.11风量设定死区airflowdeadband两/多台鼓风机同时运行时最小风量至最大风量之间的一个或多个不可控风量区间。4总体要求采用精确曝气控制技术的市政污水处理厂除应遵守市政污水处理厂相关规定外还应满足以下要求：4.1精确曝气系统应由软件控制系统、仪表反馈系统、调节阀系统、鼓风机系统和曝气系统等构成。4.2精确曝气系统生物池进水水温应由仪表测量确定，如无相关仪表则取值为25℃。4.3精确曝气系统生物池设计水温需在12℃～38℃范围内，北方地区冬季采取保温或增温措施应符合GB50014的规定。4.4精确曝气系统生物池设计污泥浓度应在3g/L～5g/L范围内，过程中溶解氧浓度应为2.0mg/L（±0～1.5mg/L），具体设置值应参考污水处理厂离线模拟结果及现场调试情况。4.5改、扩建市政污水处理厂精确曝气控制分区可依据现有生物反应池廊道或曝气支管排布特点进行细化设计。5工艺设计5.1一般规定5.1.1应用精确曝气系统的市政污水处理厂应满足市政污水处理工程一般规定。5.1.2水质和（或）水量变化过大的市政污水处理厂应设置水质和（或）水量调节设施，如水解酸化池、污水调蓄池。5.1.3应用精确曝气系统的新建和改、扩建市政污水处理厂出水水质须达到GB18918-2002一级A标准要求。5.2设计水量和水质5.2.1新建市政污水处理厂设计水量可参照HJ2010-2011确定，设计水质可参照GB50014确定。5.2.2改建的市政污水处理厂设计水量和水质，应依据生物池至少近两年的实际综合进水记录情况确定。5.2.3扩建的市政污水处理厂设计水量和设计水质可依据生物池至少近两年的综合进水记录情况并参照5.2.1、5.2.2要求确定。5.3工艺设计5.3.1精确曝气系统工艺流程见图1。DB37/TXXXX-XXXX4图1精确曝气系统工艺流程图5.3.2精确曝气系统生物池分区方法见附录A.1。5.3.3精确曝气系统生物池曝气量应同时满足生物池生化反应及溶解氧变化需求。5.3.4精确曝气系统生物池耗氧速率（OUR）和氧传递速率（OTR）计算方法见附录A.2。5.3.5精确曝气系统设计应根据至少近两年的综合进水记录数据、活性污泥特性动力学参数进行污水处理厂离线模拟，采用国际水协认可的污水处理模型软件使用静态和动态相结合的方式进行模拟，完成以下工作：a)生物池各分区溶解氧设定值核算；b)生物池各分区曝气器数量、布置方式、最佳工作风量区间核算；c)生物池总需气量核算。5.3.6活性污泥好氧速率、硝化速率、反硝化速率等相关动力学参数应在市政污水处理厂现场完成测定。5.3.7曝气管路应采用枝状气管布置，曝气管缩径设计，曝气器递减排布。5.3.8应根据5.3.5内容确定生物池风量需求，复核设计风量，确定风机选型。5.3.9精确曝气控制系统控制过程设计a)精确曝气控制系统接收在线仪表反馈系统关于生物池各分区中溶解氧浓度、温度、流量、悬浮固体浓度和进入各分区的空气流量数据；b)根据反馈数据通过精确曝气系统内嵌模型计算分区需气量；c)根据分区需气量计算鼓风机系统总供气量；d)根据实时计算结果调整鼓风机系统总供气量进行风量追踪；调整空气调节阀开度以分配合理气量至各好氧分区。e)在线仪表反馈系统持续向精确曝气控制系统反馈数据，控制过程循环进行。预处理生物反应池分区控制后处理污水回用/排放软件控制系统曝气系统按需曝气仪表反馈系统（水温、溶氧、污泥浓度等）综合调控建立模型动力学参数历史数据调节阀系统鼓风机系统DB37/TXXXX-XXXX55.3.10精确曝气控制系统后备逻辑设计5.3.10.1精确曝气控制系统必须确保受控系统中至少有一个空气调节阀处于最大阀门开度（MOV）。5.3.10.2精确曝气控制系统中计算空气调节阀开度时应根据实际情况进行空气调节阀特性曲线补偿。5.3.10.3精确曝气控制系统对仪表及空气调节阀的工况应进行容错性设计，确保系统在少部分仪表或空气调节阀（不大于全部设备、仪表总量的50%）异常时能正常工作。5.4检测5.4.1精确曝气系统检测应符合HJ2010-2011的规定。5.5过程控制5.5.1仪表系统5.5.1.1生物池需设温度计、溶解氧测量仪、污泥浓度计、热式气体质量流量计等在线仪表。溶解氧测量仪应设置在每个好氧控制分区的中后段，污泥浓度计应设置在曝气池中后段，热式气体质量流量计应设置在空气调节阀后且满足前十后十的直管段安装要求。5.5.1.2生物池中与精确曝气控制系统相关的仪表及设备控制信号可选择接入全厂自控系统控制柜或直接接入精确曝气系统控制柜，具体可根据项目需求在设计阶段进行界面划分。5.5.2自动控制系统5.5.2.1精确曝气控制系统应采用可编程序控制器（PLC）自动控制加触摸式面板操作。5.5.2.2精确曝气系统控制柜可选择安装于现场控制站或中控室，安装地点选取应综合参考现场条件。5.5.2.3精确曝气控制系统应作为原有中控系统的子站，可通过一键切换灵活选择是否使用精确曝气系统相关功能。5.5.2.4系统自动运行时应具有下列功能：a)鼓风机总气量自动计算；b)各控制分区支管气量自动计算；c)各控制分区支管空气调节阀开度自动计算；d)各控制分区溶解氧设定值自动追踪；e)仪表或空气调节阀工况异常时自动调用逻辑；f)曝气器定时吹扫等自定义功能。6主要工艺设备和材料6.1鼓风机6.1.1精确曝气系统可选用带远程调控且支持流量控制功能的单/多级离心风机、空气悬浮/磁悬浮风机或螺杆风机。6.1.2鼓风机系统应具备主控单元（MCU）功能，可灵活协调下属就地控制单元（LCP）实现单台或多台鼓风机的启/停及保护逻辑。6.1.3单台鼓风机风量调节范围不得小于额定出风量40%～100%，多台鼓风机风量叠加时总风量死区范围不得大于设定风量的3%。DB37/TXXXX-XXXX66.1.4风量追踪时间间隔不涉及鼓风机启停时不得大于3分钟；涉及鼓风机启停时不得大于6分钟。6.1.5鼓风机选型时最大供气量应参考5.3.8节鼓风机风量核算结果；宜配置3～4台同型号风机（两用一备或三用一备）。6.2空气调节阀6.2.1精确曝气控制系统应内建空气调节阀特性曲线补偿功能。6.2.2空气调节阀可灵活选取蝶阀、刀闸阀或活塞阀等多种型式。6.2.3空气调节阀配套电动执行器应满足GB/T28270-2012要求。6.3曝气器6.3.1曝气器的风量应同时满足生物处理需氧量和精确曝气控制风量的要求，气水比宜通过试验确定或参照曝气器产品制造商提供的气水比设计。6.3.2曝气应兼有供氧和混合功能，宜选用鼓风潜水微孔曝气产品。6.3.3鼓风潜水微孔曝气器曝气充氧性能应符合DB37/T2668的规定。6.4仪表精确曝气控制系统配套的溶解氧测量仪、热式气体质量流量计、污泥浓度计应满足以下要求：6.4.1溶解氧测量仪6.4.1.1溶解氧测量仪的计量性能要求和通用技术要求应符合JJG1060-2010规定。6.4.1.2溶解氧测量仪应具备在线监测和数据反馈功能。6.4.2热式气体质量流量计6.4.2.1热式气体质量流量计的计量性能要求和通用技术要求应符合JJG1132-2017规定。6.4.2.2热式气体质量流量计应具备在线监测和数据反馈功能。6.4.3污泥浓度计6.4.3.1污泥浓度计应使用四波束交替光、90°/135°散射光吸光原理测量。6.4.3.2测量范围：0～30g/L；精度：±3%f.s.；响应时间：T905秒；重现性：98%。6.4.3.3污泥浓度计应具备在线监测和数据反馈功能。7施工与验收7.1精确曝气系统施工要求可参照HJ2010-2011执行。7.2精确曝气系统调试及验收7.2.1精确曝气系统调试7.2.