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帕萨旺-盖格Dr.JiansanZhang/张建三博士Passavant-GeigerGmbH德国帕萨旺-盖格公司TechnicalandEconomicalOptimisationofWastewaterTreatmentPlantOperation污水处理厂运行的技术和经济指数优化可能性Seite2BasictargetsforoptimisationofWWTPoperation污水处理厂运行优化的基本目标Enhancementoftreatmentresult提高处理效果Reductionofoperationcost降低运行成本Personalcost人工Chemicalconsumption药耗Energyconsumption能耗others其他16.07.2020|InstituteIWAR|Prof.Dr.-Ing.MartinWagner|Seite3DistributionofenergyconsumptiononconventionalWWTP传统污水处理厂能量消耗与分项5,582,5324,8723,164,973,736,152,230,140,180,210,42051015202530354045RothNRWhochger.spez.Stromverbrauch[kWh/EW*a]otherssludgetreatmentsecondaryclarificationbiologicaltreat.primaryclarificationpre-treatment5,582,5315,919,108,974,064,973,736,152,230,180,140,420,21051015202530354045RothNRWhochger.spez.Stromverbrauch[kWh/EW*a]otherssludgetreatmentsecondaryclarificationbiologicaltreat.withoutaerationaerationprimaryclarificationpre-treatmentkWh/(C·a)Roth(1998)NRW(1999),Haberkern(2008)其它污泥处置二沉池生化处理无曝气曝气预处理初沉池16.07.2020|InstituteIWAR|Prof.Dr.-Ing.MartinWagner|Seite4Stepstowardsenergyself-sufficiencytheoreticalcalculationofoptimizationmeasures能量自给自足的途径最优化条件下的理论计算referenceconditionsaerobicWWTPASPwithnutrientrem.optim.aerationOP:1.52.2kgO2/kWhN-elim.sludgesupern.+enhancedprim.sed.ΔCOD:2540%ΔN:015%enhancedsludgedigestion+electricconversionefficiencyΔCOD:6166%ηel:3237%reductionofpowerconsumptionof“other”aggregates1612kWh/(C·a)kWh/(C·a)201484≈0?05101520253035electricpowerproductiontotalpowerconsumptionexternalpowerdemand3313能量总消耗自产电量需外部供给能量常规采用带硝化反硝化的活性污泥法的污水厂作为对比基础曝气系统优化污泥上清液脱氮后回流+强化初沉池处理效果强化污泥消化,提高电力转化效率继续降低能耗，通过其他途径：鼓风机、泵组等等氮回流增耗?????Seite5IsthereanyotherPossibilityforOptimisationofWastewaterTreatmentPlantOperation?还有其他优化污水处理厂运行的可能性吗？Answer:yes,morethanone答案：有，而且还不止一个活性污泥工艺污水净化效果的优化措施改变曝气池容积(扩大或缩小)提高充氧能力改善充氧设施的控制根据工艺需要充氧工艺的改变/调整改变活性污泥量调节内循环流（内回流，污泥回流，上清液）(re-circulation,returnsludge,processwaters)使用添加剂（混凝剂/絮凝剂，额外碳源，等）可采用编程控制手段Seite6控制界限值生物反应池污水处理厂温度污染物总量波动流量峰值稀释上清液/过滤液O2-浓度影响污水厂生物处理效果的常规因素Seite7例：间歇性曝气活性污泥工艺透过溶氧量、氨氮、硝酸盐、磷酸盐及氧化还原电势(Redoxpotential)的变化动态调整曝气时段和无曝气时段长度好氧时段曝气时段缺氧时段反硝化时段厌氧时段磷酸盐溶解时段时间曝气时间下限（最短工艺需要值）动态曝气时段动态反硝化拐点形成时间生物脱磷时间下限动态磷酸盐反溶解时段硝酸盐拐点溶氧量停止曝气溶氧量的变化氧化还原电势氧化还原电势变化曲线反硝化时间下限氨氮硝酸盐磷酸盐可供采用的控制参数Seite8含碳成份的降解曝气氨氮的降解曝气硝酸盐的降解不可曝气曝气过多硝酸盐多硝酸盐过多英雄生物除磷曝气过少氨氮超标曝气过多耗能过多目的/原因/现象措施/结果/作用污水处理厂污水生物处理过程中的因果关系曝气过少或许污泥性能差Seite9硝化初沉池反硝化二沉池反硝化/硝化可供选择的分析测量参数进水储存液位Q进水Q出水NO3-NNO3-NNH4-NPO4-PTSO2RedoxTemp上清液液位dVO2-输入dQ回流污泥dQ剩余污泥dQ混凝药剂dQ回流dQ进水量dQ上清液浊度RedoxdQ碳源可供选择的控制措施测量参数与控制措施浊度污泥界面dQ絮凝剂Seite10各方面扎实知识的有机结合才是找到兼顾各种矛盾的优化方案的途径化工工艺知识生物工程技术测量与控制技术电器技术软件开发污水处理工艺丰富的经验相互矛盾中找到解决问题的途径提升污水处理厂能效的模糊逻辑控制系统Seite11/在Fuzzy-Logic模糊逻辑的基础上开发的，适用于可根据负荷间歇性曝气的生物污水处理厂的控制系统，可以提高污水处理厂的处理能力与运行稳定性，同时降低日常运行费用污水厂的能效提升Fuzzy-Logic-模糊逻辑控制系统Seite12Fuzzy-Logic模糊逻辑-将复杂的事情简单化Fuzzy-Logic模糊逻辑Seite13Fuzzy-LogicFuzzy-Logic模糊逻辑:„不清晰“也是优点最适合很难用数学公式精确描述的生物系统使用Fuzzy-Logic模糊逻辑编程能有效优化生物污水处理厂的运行Seite14根据需求调整的上清液投加管理根据负荷调整絮凝剂投加量额外碳源的投加TS-控制根据需求调整的混凝剂投加量缓冲池管理内回流控制回流污泥控制根据负荷调整流量的生物滤池管理可根据需求选择的控制模块AQUALOGIC®控制理念主要目标：处理能力运行稳定性Seite15ENERLOGIC®指导功能ENERLOGIC®基本指导功能泥龄O2–设置值启动曝气净化能力减弱/硝化速度降低ENERLOGIC®污泥流失/污泥活性太弱温度污泥泥龄主要目标：降低能耗Seite16Reglersysteme运行稳定性最大化改善出水值、减少能耗经济效益（资金投入与产出比）很高可根据需求进行模块扩展(混凝剂投加、上清液回流、内循环回流、泥龄，等）启动投入使用不影响正常运行(通常仅需1天)AQUALOGIC®/ENERLOGIC®有超过350个用户使用的经验使用模糊逻辑控制系统(比方AQUALOGIC®/ENERLOGIC®)的优点Seite17效果及能力展示降低总氮出水值Installationsbeispiele-24%-84%-40%-66%-74%-51%-47%-23%-58%-75%-29%-72%-61%-53%-41%-28%-21%-58%-44%-66%-36%-28%-24%-31%-40%-82%-57%-75%-52%-38%-25%-28%-29%-49%-36%-79%-48%-30%-91%-24%-30%-22%-59%-41%-37%-58%-41%-25%-63%-30%-31%-36%-68%-36%-32%-25-20-15-10-50510152025KAmit22.000EGWKAmit7.000EGWKAmit6.000EGWKAmit7.000EGWKAmit13.000EGWKAmit3.000EGWKAmit6.500EGWKAmit15.000EGWKAmit15.000EGWKAmit4.000EGWKAmit28.000EGWKAmit3.700EGWKAmit10.000EGWKAmit25.000EGWKAmit2.800EGWKAmit100.000EGWKAmit4.200EGWKAmit12.000EGWKAmit4.300EGWKAmit8.000EGWKAmit14.000EGWKAmit12.000EGWKAmit40.000EGWKAmit150.000EGWKAmit17.000EGWKAmit10.000EGWKAmit5.000EGWKAmit12.000EGWKAmit3.000EGWKAmit3.000EGWKAmit10.000EGWKAmit4.900EGWKAmit15.500EGWKAmit10.000EGWKAmit18.000EGWKAmit1.250EGWKAmit30.000EGWKAmit18.000EGWKAmit17.000EGWKAmit8.000EGWKAmit2.500EGWKAmit1.400EGWKAmit7.500EGWKAmit4.400EGWKAmit23.000EGWKAmit30.000EGWKAmit7.000EGWKAmit5.900EGWKAmit4.500EGWKAmit2.500EGWKAmit28.000EGWKAmit2.900EGWKAmit6.000EGWKAmit360.000EGWKAmit28.000EGWNges总氮mg/l-100%-80%-60%-40%-20%0%20%40%60%80%100%Nges总氮减量%未使用AQUALOGIC®使用AQUALOGIC®排水总N减少量(%)Seite1802468101214Mai02Jul02Sep02Nov02Jan03Mrz03Mai03Jul03Sep03Nov03Jan04Mrz04Mai04Jul04Sep04Nov04Jan05Mrz05Mai05[mg/l]NH4NO3NgesAQUALOGIC®投入使用BadFeilnbach污水处理厂出水参数InstallationsbeispieleSeite19InstallationsbeispieleOsterhofen污水处理厂:NH4-N出水值的降低/稳定未使用AQUALOGIC使用AQUALOGIC后Seite20InstallationsbeispieleOsterhofen污水处理厂:NO3-N出水值的降低/稳定未使用AQUALOGIC使用AQUALOGIC后Seite21Hahnstätten污水处理厂Installationsbeispiele之前之后Seite22Hahnhofen污水处理厂曝气池能耗-36,0%ISV污泥指数-30,7%Nges总氮-61,8%InstallationsbeispieleSeite23Weiten-Gesäß污水处理厂能耗-45%COD-25%Nges总氮-65%Pges总磷-25%InstallationsbeispieleSeite24如需更多信息请联系我们：Pleasefindfurtherinformationorcontac