AVS精確曝氣流量控制系統實戰案例報告
廣州某12萬噸/日 全地埋水質凈化廠
引言
廣州某12 萬噸/日全地埋水質凈化廠應用上海昊滄AVS精確曝氣流量控制系統后的實際效果如下：
系統全自動運行、水質達標：與人工控制相比，AVS精確曝氣系統實現了曝氣工藝段全自動運行，出水水質穩定達標，氨氮總氮處理效果更優。
DO穩定控制：所有前好氧區DO控制在設定值±0.1 mg/L的概率均超過75%，在設定值±0.2 mg/L的概率均超過90%；所有后好氧區DO控制在設定值±0.2 mg/L的概率均超過73.1%，在設定值±0.3 mg/L的概率均超過83.9%，在設定值±0.5 mg/L的概率均超過92.3%。
鼓風機節能降耗：從單位水量能耗（kW·h/m3）、去除單位污染物能耗（kW·h/kg COD）和綜合負荷能耗（kW·h/ kgO2）等不同維度進行分析，鼓風機電耗分別節約20%、20%和13%以上，節能效果顯著。
閥門最優開度算法：實現了風機、閥門與精確曝氣算法的高效協同，通過降低曝氣系統的整體運行背壓，可進一步降低鼓風機電耗10%。
No.1 項目概況
廣州某水質凈化廠設計規模12 萬噸/日，為全地埋式設計，采用改良AAO工藝，出水執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）中一級A標準及《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）V類標準較嚴值的要求。
NO.2 AVS精確曝氣系統布置方案
精確曝氣流量控制系統（Aeration Volume Control System，AVS）是一個集成的控制系統，自2005年研發投用至今已超過20年，國內應用污水處理規模超1000萬噸/天。本項目采用第四代AVS 4.2版本，在氣量計算和DO控制上進行了算法升級，對DO控制更及時穩定，同時優化進水水量、水質變化下的前饋控制機制，應對進水負荷沖擊時系統響應性能更強。
本項目共設四座生化池，配備6臺懸浮風機。每座池體包含前好氧、后好氧2個溶解氧控制區，全廠共8個溶解氧控制區。
NO.3 AVS精確曝氣系統應用情況
3.1
安全可靠的風機全自動運行
對風機MCP進行了詳細的測試，繪制鼓風機性能曲線，掌握單機、多機工況下表現，并充分識別MCP程序的不足。
基于測試結果建立針對性的優化機制，如調節閾值保護、調節步長優化、鼓風機加減機判斷、防喘振保護等，大幅減少了風機啟停次數和高壓運行時長，風機運行極其平穩，未出現喘振故障，延長風機壽命。
系統采用動態流量設定模式，解決了鼓風機恒壓控制方式存在的流量調節精度偏弱、易產生震蕩、節能空間有限等問題。
3.2
多閥門最優開度算法
基于氣量變化動態特性結合實測閥門工作性能曲線，對閥門調節策略進行整定，此外應用最閥門最優開度策略，降低系統背壓從而實現懸浮風機在相同氣量下的節能效果。
閥門最優開度算法使本項目風機背壓降低2-7kPa，可額外節省10%以上鼓風機電耗。
3.3
穩定出水水質
以2025年5月運行數據為例，進水水質、水量波動較大，系統很好地響應了進水沖擊負荷變化，通過穩定的曝氣控制，實現了出水COD、氨氮的平穩達標，助力污水廠在不投加碳源的前提下，實現了出水總氮3~8mg/L（均值5.34mg/L）的良好脫氮效果。
3.3
溶解氧穩定控制效果
對同一溶解氧控制區使用精確曝氣系統前后的DO控制效果進行對比，結果如下：
某控制區使用系統前DO曲線
某控制區使用系統后DO控制曲線
部分時間內的DO短時擾動，受冷凝水放氣、溶解氧儀表維護及風機最低負載、閥門最小開度仍然過曝等非常規工況影響。在不剔除異常工況數據的前提下，使用AVS精確曝氣系統后，相比人工控制，系統高效地實現了生物池溶解氧穩定控制的目標。
前好氧區目標設定0.3mg/L，實現了極低溶解氧下的穩定運行，DO在設定值±0.1 mg/L的概率＞75%，設定值±0.2 mg/L的概率＞90%。
后好氧區目標設定0.8mg/L，兼顧氨氮、總氮處理效果，DO在設定值±0.2 mg/L的概率＞70%，設定值±0.3mg/L的概率>80%，設定值±0.5 mg/L的概率＞90%.
3.4
風機節能效果
取手動和自動運行各半個月以上數據，從噸水電耗、去除單位污染物量的電耗等角度進行對比。結果如下：
噸水鼓風機電耗手動期間0.0483 kW·h/m3，自動期間逐漸下降，5月份系統穩定后，降至0.0384 kW·h/m3，節約了20.6%的電耗。
每去除單位COD量的電耗，手動期間0.346 kW·h/kg COD，自動期間有所下降，5月份系統穩定后，降至0.274 kW·h/m3，節約了20.8%的電耗。
綜合考慮處理水量、COD和氨氮等指標，計算綜合負荷電耗，手動期間0.2705 kW·h/ kgO2，自動期間0.2344 kW·h/ kgO2。相比手動運行，自動穩定運行5月數據降低了13.34%，該值相比噸水電耗、噸污染物去除負荷，更加考慮水中的總耗氧物質的負荷，更具有代表性。
從上表可客觀地看出，使用AVS精確曝氣系統后，從水量、去除COD污染物這兩維度，系統均實現了20%的鼓風機節能效果，從綜合負荷維度，系統實現了13%以上的鼓風機節能效果。
編輯：趙凡
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