低能耗污水处理过程优化控制技术
技术依托单位
中科院沈阳自动化研究所，沈阳中科博微自动化技术有限公司
推荐部门
辽宁省科技厅
适用范围
生活污水及工业污水。
主要技术指标和参数
一、基本原理
以国际水协会ASM1模型为基础，结合实际污水处理厂处理工艺，对模型的过程和组分进行合理简化，分析污水处理过程动力学特性，建立污水处理过程控制自组织模型，通过调整污水处理设备与工艺运行参数，找到系统的最优工作点，结合变频调速、智能控制、动态优化等技术，以最小能源代价实现出水指标合格，能源利用率最大化，从而达到节能降耗目的。
二、工艺流程
采用国际水协会IWA活性污泥模型ASM，根据现场采集的污水处理厂实时运行数据，预测未来出水水质，采用动态优化技术对污水处理厂工艺操作点进行优化及设定，采用先进的闭环调节控制技术。以控制溶解氧（DO）浓度为例，不断改变风机驱动变频的运行频率，保证在DO满足工艺要求的前提下，实现最小供风能耗。
三、关键技术
1、风机、水泵的变频控制；
2、对污水处理过程实施闭环调节，避免过度做功；
3、开发了符合实际的污水处理模型，结合动态优化技术，实现工艺操作点的优化设定，使能源利用率最大化。
研制、生产及使用情况
一、技术来源和知识产权概况
自主研发（中国科学院沈阳自动化研究所先进制造基地支持项目“新型过程控制系统及先进控制技术研究”）。
二、应用概况
（一）应用情况简介
1、典型规模3~5万吨/天。
2、主要用户名录
海城渤海环境工程有限公司、朝阳市污水治理工程污水处理厂、营口北部城区第一污水处理厂、大连长兴岛南部污水处理厂、大连长兴岛北部污水处理厂。
（二）投资情况
总投资 60万
其中设备投资 40万（按照污水处理厂只
有一个生化池计算，在现有
基本开关控制的基础上，需
添加相应的监测仪表及
PLC的费用）
基建投资 5万
调试费 5万
软件费 10万
运行费用 电费
主体设备寿命 10年(检测仪表探头除外)
投资回收年限 2年
（三）经济效益分析
本系统总投资约60万元，主要为增加的检测仪表投资，应用后在保证出水持续稳定达标的前提下，可有效降低污水处理运行费用，降低污水处理过程异常工况的发生频率，提高污水处理效率，降低人力成本，根据污水处理厂原有设备和控制水平，一般2年内可以收回成本。实现溶解氧的优化控制，鼓风机能耗可降低8％；实现污泥浓度的优化控制，污泥泵能耗降低6％，剩余污泥产量降低5％；吨水处理的电耗降低约20%。
（四） 用户意见
海城渤海环境工程有限公司：
该系统采用现场总线技术将主控制器与现场控制站相连接，实现了污水处理过程关键工艺参数的采集、显示与控制，同时建立了整个污水处理过程的中央监控与操作。该系统自2004年10月投入使用以来，性能稳定，运行可靠，为企业创造了可观的经济效益。
实际应用案例
海城渤海环境工程有限公司在采用以上技术措施后，吨水节电20%。按照传统吨水耗电0.3度，日处理能力30000吨计算，每年节电657000度，按照每度电0.516元计算，相当于年创经济效益334368元。实现了曝气风机、污水提升泵的变频控制；采用计算机控制技术实现工艺控制的闭环调节；采用带预测模块的动态优化器，对工艺操作给出优化设定指导；对比实施先进控制与操作优化前，污水厂单位能耗降低20%。
本文关键字：技术 污水处理 工艺要求，机械设备 - 工艺要求
