“智慧”曝氣系統(tǒng)出水水質(zhì)穩(wěn)定，符合“經(jīng)濟(jì)+環(huán)保+低碳”新價值體系的要求。在污水處理過程中，能耗是污水處理廠的最大碳排放單元，其中曝氣系統(tǒng)能耗占污水處理廠總能耗的50％～70％，曝氣量的精確控制就顯得尤為重要。而如何在保證滿足微生物增長及分解有機污染物所必需氧氣量的前提下，最大程度上降低曝氣量，成為“智慧”曝氣的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

對污水處理廠而言，活性污泥法工藝主要依靠微生物分解代謝，以達(dá)到脫氮除磷的目的，保證出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。而曝氣系統(tǒng)的作用就是供給微生物增長及分解有機污染物所必須的氧氣，通過混合攪拌作用，使活性污泥與有機污染物質(zhì)充分接觸。如果曝氣量過大，生物池末端出水溶解氧濃度難以穩(wěn)定控制在較低水平，導(dǎo)致內(nèi)回流攜帶大量溶解氧破壞缺氧區(qū)反硝化環(huán)境，影響脫氮效率；同時需要更多的碳源來抵消掉多余的溶解氧，造成污水中碳源的浪費。

“智慧”曝氣主要是在已有VACOMASS系統(tǒng)的基礎(chǔ)上新增溶解氧自適應(yīng)優(yōu)化控制系統(tǒng)、氨氮優(yōu)化控制系統(tǒng)等，可根據(jù)進(jìn)水負(fù)荷、生物池出水氨氮的變化來實時調(diào)整溶解氧設(shè)定值，精確計算出鼓風(fēng)機壓力控制所需的最佳壓力設(shè)定值，優(yōu)化鼓風(fēng)機的控制，在滿足硝化反應(yīng)完成和剩余碳有機物去除的情況下，最大程度上降低曝氣量，實現(xiàn)了按實際所需供氣。優(yōu)化過程中，經(jīng)過長時間的信息采集、分析、優(yōu)化、調(diào)試，“智慧”曝氣系統(tǒng)現(xiàn)已全自動穩(wěn)定運行。

曝氣系統(tǒng)優(yōu)化后，2021年度溶解氧測量值維持在設(shè)定值±0.3mg/L范圍內(nèi)；出水總氮平均值為6.17mg/L，≤10mg/L的時間占到全年的98.1%；出水氨氮平均值為0.33mg/L，≤0.5mg/L的時間占到全年的96.2%。出水水質(zhì)穩(wěn)定，出水指標(biāo)均優(yōu)于國家出水一級A標(biāo)準(zhǔn)，基本達(dá)到地表類IV類水標(biāo)準(zhǔn)。

“智慧”曝氣應(yīng)用性強，推動智慧水廠數(shù)字化轉(zhuǎn)型工作。立足行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，結(jié)合國內(nèi)外水務(wù)企業(yè)數(shù)字化經(jīng)典實踐，張村河水務(wù)陸續(xù)進(jìn)行精確曝氣系統(tǒng)優(yōu)化、智能化投藥系統(tǒng)改造等方面的研究，推動污水處理廠數(shù)字化轉(zhuǎn)型工作和科技創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化。目前已在中文核心期刊等外部刊物發(fā)表相關(guān)論文5篇，正在申請專利3項，形成的科技成果均已應(yīng)用在污水處理服務(wù)中。

以“智慧”曝氣系統(tǒng)為例，優(yōu)化后，2021年僅在曝氣鼓風(fēng)機電量一項上，電量降低約49.1萬度，可減少碳排放489.53噸。在碳源投加量上，生物池出水溶解氧平均值為1.94mg/L，降低37.4%。按照1mgDO(溶解氧)消耗2.2mgBOD(可被微生物降解的有機物)計算，去除單位總氮的碳源投加量降低7.06%，節(jié)能降耗效果顯著。

“智慧”曝氣系統(tǒng)的應(yīng)用，減輕人工調(diào)整負(fù)擔(dān)，提升鼓風(fēng)機風(fēng)量與溶解氧的測定值的契合度，減少碳源投放量，使廠內(nèi)的能耗逐步降低，同時保證污水處理系統(tǒng)的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。張村河水務(wù)將繼續(xù)致力于技術(shù)創(chuàng)新，積極開展污水處理數(shù)字化轉(zhuǎn)型，提升廠區(qū)整體運行韌性，實現(xiàn)資源高效利用和綠色低碳發(fā)展。