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城镇污水处理技术
施汉昌
环境模拟与污染控制国家重点实验室
清华大学 环境学院
2016. 11
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内 容
• 城镇污水处理技术成果简介
•污水处理工艺全流程智能控制系统
城镇污水处理技术
城镇污水控制技术
再生水处理技术
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城镇污水处理技术 (36项)
污水处理一级A提标改造技术
A2O工艺优化与强化脱氮技术
城镇污水处理厌氧缺氧硝化曝气生物滤池
寒冷地区城市污水底部曝气氧化沟处理技术
城市污水厂A2O工艺功能提升“精细化”调控技术
通用型污水处理工艺全流程智能控制系统
……
小城镇污水处理技术
小城镇低温污水水解-好氧强化处理集成技术
山地小城镇污水自然曝气渠道式下水道处理技术
村镇低碳氮比污水高效低耗分散就地净化组合技术
……
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城镇污水处理技术 (36项)
垃圾渗滤液处理技术
生活垃圾转运站渗滤液快速处理技术
库区生活污水与垃圾渗滤液协同处理技术
餐厨垃圾定向发酵制备碳源技术
……
其它污水处理技术
利用地形势能的小型污水处理曝气设备成套化技术
高生物相容性移动载体生产和废水处理中的应用技术
城市污水厂低成本碳源制备强化脱氮技术
污水再生处理雾化曝气臭氧氧化技术
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城镇污水管网技术(9项)
截流式合流制排水系统溢流污染控制集成技术
分流制排水系统雨水管网混接识别与改造技术
合流管网的源-流-汇综合降污集成技术
老城区滨河带适宜性真空截污技术
雨水径流时空分质收集处理技术
山地城市面源污染控制技术
城市径流污染削减技术
低影响开发雨水综合利用示范区创建技术
强化初期雨水处理的库区污水厂优化运行调控技术
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膜与再生水处理技术(5项)
MBR强化脱氮除磷技术
超低压反渗透膜材料及元件研发和产业化
基于地表Ⅳ类水标准的再生水集成工艺技术
工业园区生化尾水深度处理与回用技术
不同途径回用的城市污水再生处理关键技术
回用水补水条件下的水体水质保障关键技术
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内 容
• 城镇污水处理技术成果简介
•污水处理工艺全流程智能控制系统
城镇污水处理技术
城镇污水控制技术
再生水处理技术
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自2002 年以来,我国城镇污水处理厂的数量以年均30%的速度增长,目前数量达到2002年的13倍,处理能力达到2002年的4倍以上,城市污水处理能力由2002年的30%左右提高到约90%。
我国城市污水处理的现状
2002
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需要高水平的运行与控制技术
污水处理目标多元化与标准的提升
地表水回用脱氮
除磷COD去除
低碳运行节能
降耗
二级
回用水一级A
一级B
准地表水四类
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污水处理工艺全流程控制系统
“通用型污水处理工艺全流程智能控制系统”是适用于我
国城市污水处理厂实现稳定达标和节能降耗的新型控制系
统。建立了泵房、生化、加药和消毒等工艺单元的“前馈
补偿-串级反馈”控制策略。
研制了包括进水泵房、生化池、鼓风机、深度处理的通用
型控制柜和软件,构建了适用于AAO和氧化沟等工艺和
不同设备水平的全流程控制系统,可在不同规模和工艺的
污水处理厂快速部署和实施,支持工艺稳定运行和节能降
耗。
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污水处理工艺全流程控制系统
污水处理的集中监控系统
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污水处理工艺全流程控制系统
污水处理厂的运行控制系统
鼓风曝气+进水提升+污泥回流=78%
污泥脱水=11%
处理系统安全监控
进出水水质水量监测
提升泵的编组控制
曝气量的优化控制
脱氮除磷加药的控制
深度处理系统的控制
污泥处理系统的控制
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污水处理工艺全流程控制系统污水处理厂的运行控制模式
前馈控制(较复杂):
几种监测仪器+模型
反馈控制(交简单):
较少仪器
依据负荷变化以前馈调整设定值
以反馈保持受控变量的控制精度
0
10
20
30
40
9-10 9-11 9-12 9-13 9-14 9-15 9-16 9-17
Time
Ae
ratio
n o
f O
7,8
,9,
m3/h
0
10
20
30
40Reference line
Experiment line
总气量减少10-25%
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14
优化运行条件的判定
j j
j
j
i i
ii
dsn
OE
std
EBEV ))(())((
达标权重 排放标准 能耗权重 设计运行条件
出水水质 运行参数
EV 值最小的参数组
作为最佳运行条件
优化运行条件的确定
离散化前馈控制策略
离散化进水负荷
离散化控制条件
离散化前馈控制策略
污水处理工艺全流程控制系统
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污水处理工艺全流程控制系统
污水处理厂的运行控制系统
初沉池 生化池 二沉池
进水水质监测
厌氧缺氧区ORP
好氧区DO、MLSS
出水水质检测
化学除磷监测
深度处理
其它监测
曝气池供气量
外回流量
污泥排放量
内回流量
控制环节
加药量
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污水处理工艺全流程控制系统
污水处理厂的仪器配置
鼓风机房控制柜
干管压力计
在线COD、氨氮仪表
干管电动球阀10个
干管流量计10个
溶解氧仪共6个 支管电动
球阀2个
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基于进水负荷前馈与DO反馈的控制系统
污水处理工艺全流程控制系统
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在线磷酸仪
预处理装置
化学除磷加药点
在线数据传至中控室
比定量投加可节省药剂10-20%调频加药泵
药剂投加控制
污水处理工艺全流程控制系统
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与定量投加相比动态
控制可节省加药量
18.9%,并能将出水
OP稳定控制在
0.2mg/L以下。
AAO化学除磷效果比较定量投加 动态控制
污水处理工艺全流程控制系统
曝气池磷浓度(mg/L)
除磷药剂类别
药剂投加量β(等效Al离子浓度mg/L)
磷达标所需费用(元/t)
动态控制可节约成本<0.8 mg/L <0.5 mg/L <0.8 mg/L <0.5 mg/L
2.0
聚合铝铁(液)
6(10.5) 7(12.2) 0.089 0.103 20%
1.5 4(5.2) 6(7.8) 0.044 0.067 15%
1.0 2(1.7) 5(4.4) 0.015 0.037 10%
0.8 0 3(2.1) - 0.018 5%
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污水处理工艺全流程控制系统
自动控制系统的界面
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污水处理工艺全流程控制系统
“通用型污水处理工艺全流程智能控制系统”是适用于我
国城市污水处理厂实现稳定达标和节能降耗的新型控制系
统。
该系统全面实施后可节电5-10%,节约药剂10-20%。
技术完成示范应用,处于产业化推广阶段,已申请6项专
利,授权2项;
近5年已经在10座污水处理厂建立示范,另有3座污水处理
厂正在实施,并为多座污水处理厂提供改造方案。
水专项课题成果产业化推广已与北控、国祯、中信等水务
企业开展合作。
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污水处理工艺全流程控制系统
完成单位:清华大学
联系人:施汉昌、邱勇
地址:北京市海淀区清华大学环境学院424室
邮编:100084
电话:010-62770395,010-62796953
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谢 谢!