CN108751401A - 一种mbr联合工艺鼓风系统及其运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种MBR联合工艺鼓风系统，包括生化池鼓风子系统和膜池鼓风子系统；生化池鼓风子系统包括生化池备用风机管路、第一鼓风管路和第二鼓风管路，膜池鼓风子系统包括膜池备用风机管路、第三鼓风管路和第四鼓风管路；其中，设置第一联通管路和第二联通管路，第一联通管路连接生化池鼓风管路与膜池鼓风管路并设置第一联通阀，第二联通管路连接第二风机的出口与膜池鼓风管路并设置第二联通阀。本发明将生化池风机与膜池风机以特定方式联通起来，使风机系统高效可调的范围增大，必要时可关停相应数量的风机，在风量调节量增大的同时最大程度地提高了系统运行效率，降低了能耗。

Description

一种MBR联合工艺鼓风系统及其运行方法

【技术领域】

本发明涉及MBR联合工艺技术领域，特别是一种适用于MBR联合工艺的鼓风系统，以及所述系统的运行控制方法。

【背景技术】

目前，水环境污染问题突出，生态安全风险日益加剧，城镇污水处理厂的提标改造势在必行，为了提高污水处理厂的出水水质，越来越多的MBR工艺得到了应用。MBR(膜生物反应器)工艺是传统活性污泥法与膜分离技术相结合的高效污水处理技术，具有活性污泥浓度高、排泥量低、出水水质好、占地面积小、水力停留时间和污泥停留时间分离等优点，其出水水质除TN外，其余指标可达地表Ⅳ类水体标准，因此，该工艺是传统工艺污水处理厂提标改造的较好选择。

在实际工程应用中，MBR工艺多是与传统二级处理工艺(A²/O、改良型A²/O、改良型氧化沟等)联合运用，起到强化水处理效果、取代二沉池的作用，MBR联合工艺示意图如图1所示。

采用MBR工艺后，出水水质可得到较大改善，污水处理厂可升级为再生水厂，但由于MBR膜池的鼓风吹扫与负压抽吸，相应的吨水电耗增加，使得水处理成本升高。同时，由于MBR膜池前端生化池按独立运行设计(因缺乏联合工艺设计规范标准)，未考虑MBR膜池回流的影响(回流液中溶解氧含量高：6～10mg/L，回流比大：400％～500％)，且实际水量、有机物浓度往往低于设计值，造成实际运行时生化池溶解氧含量偏高，带来能源浪费，影响反硝化脱氮。因此，在MBR的联合工艺中，对系统进行有效的风量调节，对节约成本、降低能耗、稳定处理效果、推广工艺应用具有积极的工程意义。

MBR膜池中膜组器的吹扫风量，具有防止膜丝阻塞和延长清洗周期的功效，由膜丝和活性污泥两者的特征决定，不宜降低，同时，MBR膜池中的高污泥浓度和高溶解氧对COD、氨氮深度降解起到至关重要的作用，大风量是其优势功能得以实现的保证。因此，为调低MBR膜池前端生化池溶解氧，实践中往往通过调低生化池风机风量来实现，调节的方法有变频、放空和改变风机进出口阀门开度等，但因变频容易引起风机喘振，降低频率有限，一般多采用放空和调节进出口阀门开度的方法来控制风量，可该方法降低了风量的利用率、偏离了风机的最佳运行工况，并未实现有效的节能降耗。

同时，当进水水量、水质波动变化时，如何精确调控MBR联合工艺的整体风量，目前仍缺乏有效的自控调节方法，实践中主要采用常风量运行和人工监控。而在现行传统二级处理工艺中，精确曝气自控方法研究较早，多采用“溶解氧反馈调控”的方法，《基于节能的精确曝气系统在绍兴污水厂的应用》(《中国给水排水》，2013年，作者：姚斌、杨立峰等)、《基于PLC的精确曝气控制在污水厂的研究与应用》(《自动化仪表》，2013年，作者：张晓燕、冯国良等)等相关应用研究均是采用此方法，即根据生化池溶解氧变化来实时调节配气阀门开度，以使生化池溶解氧维持在一个恒定值附近，实践中为了保证出水水质，溶解氧含量设置一般较高(2mg/L左右)，节能的程度取决于溶解氧设定大小。在MBR联合工艺中，由于膜池高溶解氧、高污泥浓度，使其对COD、氨氮具有明显的去除，造成前端生化池内溶解氧含量对出水水质的影响降低，且所需溶解氧含量也随膜池去除效果(膜池去除效果与产水量、水温、污泥浓度等因素有关)的变化而变化，采用“溶解氧反馈调控”的方法调节MBR联合工艺曝气量，不易确定前端生化池溶解氧的预设值。

因此，由上述可知，在MBR联合工艺的实际运行中，系统的风量调节需要进行一些深入的改进研究，如调低风量时更加有效地降低能耗，提高鼓风系统的运行效率；在进水水量、水质波动的情况下，提高鼓风系统的自适应性，保证风量的供需平衡；为了工程的实际运用，尽量保证鼓风系统运行方法有效、稳定，易于实施。

【发明内容】

在MBR联合工艺的实际运行中，需对鼓风系统的运行风量进行调节，为解决常见的风量调低带来的能源浪费和水量水质波动带来的供需平衡问题，针对于离心风机系统，本发明提供了一种适用于MBR联合工艺的鼓风系统，解决当生化池所需曝气量远低于设计值而风机变频调节有限时采用放空和进出口阀门开度变化的调节方式，避免风机运行效率低带来能源浪费；能够通过活性污泥和膜丝特性决定MBR膜池的吹扫风量；能够结合进水水量、水质波动实时实现供需平衡。

为了实现上述目的，本发明提供一种MBR联合工艺鼓风系统，所述鼓风系统包括生化池鼓风子系统和膜池鼓风子系统；所述生化池鼓风子系统包括并行设置在生化池鼓风管路上的生化池备用风机管路、第一鼓风管路和第二鼓风管路，所述第一鼓风管路上依序设置第一调控进口阀F₁V_in、第一风机F₁和第一调控出口阀F₁V_out，所述第二鼓风管路上依序设置第二调控进口阀F₂V_in、第二风机F₂和第二调控出口阀F₂V_out；所述膜池鼓风子系统包括并行设置在膜池鼓风管路上的膜池备用风机管路、第三鼓风管路和第四鼓风管路，所述第三鼓风管路上依序设置第三调控进口阀F3V_in、第三风机F₃和第三调控出口阀F₃V_out，所述第四鼓风管路上依序设置第四控进口阀F₄V_in、第四风机F₄和第四调控出口阀F₄V_out；

其中，设置第一联通管路和第二联通管路，所述第一联通管路连接生化池鼓风管路与膜池鼓风管路，所述第一联通管路上设置第一联通阀LV₁，所述第二联通管路连接第二风机F₂的出口与膜池鼓风管路，所述第二联通管路上设置第二联通阀LV₂；所述第一风机F₁和第二风机F₂的升压比第三风机F₃和第四风机F₄的升压高。

在本发明中，生化池鼓风管路上的三条并列设置的管路即生化池备用风机管路、第一鼓风管路和第二鼓风管路及其部件采用相同的规格设置，其中两条管路用于常规运行，第三条管路备用。因此，术语“第一风机F₁”“第二风机F₂”仅用于方便描述各管路上的部件。类似地，膜池鼓风管路上的三条并列设置的管路即膜池备用风机管路、第三鼓风管路和第四鼓风管路及其部件也采用相同的规格设置，其中两条管路用于常规运行，第三条管路备用。因此，术语“第三风机F₃”与“第四风机F₄”仅用于方便描述。

例如，当描述“关停第三风机F₃”时，由于第三鼓风管路和第四鼓风管路采用完全相同的设置，因此可以理解为关停第三风机F₃或第四风机F₄中的其中一个风机，即关停两条正在运行的鼓风管路中的其中一条。

根据一种优选的实施方式，所述第三鼓风管路与第四鼓风管路的管径相同，且所述第一联通管路的管径和第二联通管路的管径与第四鼓风管路的管径相同。

根据另一种优选的实施方式，所述第一风机F₁和第二风机F₂的升压比第三风机F₃和第四风机F₄的升压高25～45KPa，即生化池鼓风子系统的风机升压比膜池鼓风子系统的风机升压高25～45KPa。

在本发明中，风机可采用离心风机。这是一类实际水处理工程中常规使用的风机，具有价格适中、效率较高、维护简单等特性。

在本发明中，所述第一联通管路和/或第二联通管路上还设置温度计、压力计和流量变送器。

优选地，第一联通阀LV₁和第二联通阀LV₂均为节流阀，由于节流阀门前后压差变化平稳，能够起到对风机的保护。

进一步地，本发明还提供上述MBR联合工艺鼓风系统的控制方法，所述方法包括：

(1)获取MBR联合工艺中的生化系统溶解氧的实测值，计算当前值与溶解氧预设值DO₂与在线仪表实测值的偏差，当DO₂高于在线仪表实测值时提高所述鼓风系统的风量，当DO₂低于实测值时减少所述鼓风系统的风量；

(2)当步骤(1)的风量的减少量小于或等于第三风机F₃的额定工况风量时，调控4台风机进口阀和第一联通阀LV₁使风量的减少量平均分摊到第一风机F₁、第二风机F₂、第三风机F₃和第四风机F₄上且满足生化池和膜池的实际用风量；

(3)当步骤(1)的风量的减少量大于第三风机F₃的额定工况风量且小于等于第三风机F₃的两倍额定工况风量时，关停第三风机F₃，使风量的减少量平均分摊到第一风机F₁、第二风机F₂和第四风机F₄上，调节联通阀使管路风向满足生化池和膜池的实际用风量；

(4)当步骤(1)的风量的减少量大于等于第三风机F₃的两倍额定工况风量时，关停第三风机F₃和第四风机F₄，关闭第二调控出口阀F₂V_out且打开第二联通阀LV₂，使风量的减少量平均分摊到2台风机上，调节联通阀使管路风向满足生化池和膜池的实际用风量；

(5)当步骤(1)的风量的减少量大于第三风机F₃的两倍额定工况风量与加第一风机F₂的额定工况风量的和时，关停第三风机F₃、第四风机F₄和第一风机F₂实现风量调节，调节联通阀使管路风向满足生化池和膜池的实际用风量。

通常，本领域技术人员根据风机的使用说明，当明确调节目的后，能够根据风机的使用说明、配合各管路的进口阀与出口阀实现最终出风量的合理分摊，将风量的减少量分配到目标风机及管路上。

在本发明中，MBR联合工艺中的生化系统溶解氧的实测值是通过在线仪器测量实时数据获得的。

而MBR联合工艺中的生化系统溶解氧预设值是计算获得的，计算方法如下式：

其中，q——MBR联合工艺瞬时出水流量(m³/h)；

T——MBR联合工艺水力停留时间(h)；

n——常数，本式的积分时阈为前nT时至此刻的时间段；

COD——MBR联合工艺出水COD在线检测值(mg/L)；

NH₄ ^-——MBR联合工艺出水氨氮在线检测值(mg/L)；

C₁——MBR联合工艺出水COD设计值，取值在设计指标以下；

C₂——MBR联合工艺出水氨氮设计值，取值在设计指标以下；

α——去除COD的氧当量，取值为2～4；

β——氧化每千克氨氮所需氧量(kgO/kgN)，取值为4.57；

ζ——常数，反映溶解氧对COD、氨氮去除的影响；

DO₁——为前一时刻生化池溶解氧预设值(mg/L)；

DO₂——此刻调整后的溶解氧预设值；

在本发明中，鼓风系统的风量(或称所需风量)是生化池与膜池的风量之和。

优选地，所述的溶解氧设定值DO₂的调整时间间隔大于(1+n)T，n取值为0.5～3，ζ取值为0～0.5。

以下进一步解释本发明的技术方案。

对于传统二级处理工艺(A²/O、改良型A²/O、改良型氧化沟等)与MBR工艺结合的联合工艺系统，传统的鼓风系统运行方法是将生化池风机与膜池风机分别独立运行调控。当系统内的实际风量需求量低于设计量时，通常通过调低生化池的风机风量来实现，常用的调节方法是放空或调节进出口阀门开度以减少风量。

本发明的思路是对生化池风机与膜池风机进行联合调控，使鼓风系统中的可调范围增大。

构建能够对生化池风机与膜池风机进行联合调控的MBR联合工艺鼓风系统，该鼓风系统是在原有的生化池鼓风子系统和膜池鼓风子系统的基础上，进一步设置第一联通管路和第二联通管路，第一联通管路用于连接生化池鼓风管路与膜池鼓风管路，该管路上设置第一联通阀LV₁；第二联通管路连接第二风机F₂的出口与膜池鼓风管路，类似地，该管路上设置第二联通阀LV₂。

该系统在运行时，根据系统运行的不同阶段采取特定的风量调节方式，各阶段划分方式如下：

(1)当生化系统运行负荷降低(进水水量、水质低于设计值)，所需风量的减少量不及1台膜池风机额定工况风量时，采用4台风机联动调节风量，调节方式如下：

当运行负荷在该阶段内波动时，根据自控系统计算生化池风量增减值Q_dt(增加为正，减少为负)，通过调控进口阀F₁V_in、F₂V_in，使两台生化池风机风量增减值Q_d1、Q_d2均为Q_dt/4；通过调控LV₁使联通管路流量增减值Q_f＝－Q_dt/2；通过调控进口阀F₃V_in、F₄V_in，使两台膜池风机风量增减值Q_d3、Q_d4均为－Q_f/2＝Q_dt/4。此时，调节的风量平均分摊到4台风机上，相对于原本不联通时只能调节2台生化池风机，风量的调节范围变大，不易导致单台风机调节量过大而偏离最佳工况范围。

在MBR联合工艺中，抽吸泵是采用变频控制，其产水量可与进水量持平，池内水位波动较小，基本处于恒定，风机系统的升压也就基本处于恒定，所以设计选型时，不会选用高升压低流量的风机，选用的风机，其升压富余较小，导致变频节流易进入憋压喘振，工程实践中只能采用进出口阀门节流或放空。

(2)当生化系统运行负荷进一步降低，所需风量的减少量稳定超过一台膜池风机额定工况风量时，关停其中一台膜池风机(由于管路存在对称性，因此，关停第三风机或第四风机均可实现)，膜池风量由生化池风机通过联通管补充，调节联通阀LV₁使补充量满足要求。此时，采用三台风机联动调节风量，调节方式如下：

当运行负荷在该阶段内波动时，根据自控系统计算生化池风量增减值Q_dt(增加为正，减少为负)，通过调控进口阀F₁V_in、F₂V_in，使两台生化池风机风量增减值Q_d1、Q_d2均为Q_dt/3；通过调控LV₁使联通管路流量增减值Q_f＝－Q_dt/3；通过调控进口阀F₃V_in，使膜池风机风量增减值Q_d3＝－Q_f＝Q_dt/3。此时，调节的风量平均分摊到3台风机上。

(3)当生化系统运行负荷进一步降低，所需风量的减少量稳定超过两台膜池风机额定工况风量时(由于系统运行负荷降低，此阶段进水量可能明显降低，可能关停若干膜池廊道，膜池所需风量也可能明显降低)，关停其中两台膜池风机。此时因生化池设计特征不同，分两种情况调控风机，一是生化池风量减少遇到泥水分层的限制，1台生化池风机无法满足泥水搅拌作用，则风机调控按上述阶段模式，2台生化池风机联动调节风量；二是生化池风量减少不会导致泥水分层，1台生化池风机在一定风量范围内可满足泥水搅拌或有其它附加搅拌设施，则调节方式如下：

可关闭F₂V_out，打开LV₂，并给生化风机F₂加装变频器。在LV₁联通作用下，充分利用第一风机F₁额定风量补充膜池，再通过第二风机F₂变频(此时频率降低下限为风机F₂升压降至膜池所需风压，)控制其鼓风量，使膜池风量满足要求。当运行负荷在该阶段内波动时，根据自控系统计算生化池风量增减值Q_dt(增加为正，减少为负)，通过调控进口阀F₁V_in，使生化池风机F₁风量增减值Q_d1为Q_dt/2；通过调控LV₁使联通管路流量增减值Q_f＝－Q_dt/2；通过变频使F₂风量增减值Q_d2＝－Q_f＝Q_dt/2，若F₂变频已降至下限，调控进口阀F₂V_in，使风量增减值Q_d2＝－Q_f＝Q_dt/2。此时，调节的风量平均分摊到2台风机上，同时，充分利用了变频调控，调控更节能。

本阶段运行的风机数仅为两台，单台风机风量调节范围较前两个阶段变大，当某台风机调节量接近其额定工况风量50％时，继续阀门调节会有失压喘振的风险，可采取放空措施调节。

(4)当生化系统运行负荷进一步降低，所需风量的减少量稳定超过两台膜池风机和一台生化池风机的额定工况风量(此阶段进水量明显降低，关停若干膜池廊道，膜池所需风量也明显降低)，且一台生化池风机在一定风量范围内可满足泥水搅拌或有其它附加搅拌设施，则关停两台膜池风机和第二风机F₂，膜池风量由生化池第一风机F₁通过联通管补充，调节联通阀LV₁使补充风量满足要求。此时，采用1台风机调节风量，调节方式如下：

当运行负荷在该阶段内波动时，根据自控系统计算生化池风量增减值Q_dt(增加为正，减少为负)，通过调控进口阀F₁V_in，使生化池风机F₁风量增减值Q_d1为Q_dt；通过调控LV₁使联通管路流量不变。此时，若风机调控量接近其额定工况风量50％时，继续阀门调节会有失压喘振的风险，需采取放空措施调节。

此外，鼓风系统在各阶段内运行时，风量增减值Q_dt的计算，采用现有技术通常使用的传统精确曝气自控方法来取得，即“溶解氧反馈调控”的方法作为基本调控方法。本发明对MBR联合工艺中的鼓风系统进行自控，自控调节的逻辑顺序如下：

①根据MBR的出水水量、水质调节生化池溶解氧设定值，其计算方法如下式：

其中，q——MBR联合工艺瞬时出水流量(m³/h)；

T——MBR联合工艺水力停留时间(h)；

n——常数，为兼顾反馈信号的滞后性与波动性，取值为0.5～3，本计算方法的积分时阈为前nT时至此刻的时间段；

COD——MBR联合工艺出水COD在线检测值(mg/L)；

NH₄ ^-——MBR联合工艺出水氨氮在线检测值(mg/L)；

C₁——MBR联合工艺出水COD设计值，取值在设计指标以下；

C₂——MBR联合工艺出水氨氮设计值，取值在设计指标以下；

α——去除COD的氧当量，取值为2～4；

β——氧化每千克氨氮所需氧量(kgO/kgN)，取值为4.57；

ζ——常数，反映溶解氧对COD、氨氮去除的影响，取值为0～0.5；

DO₁——为前一时刻生化池溶解氧预设值(mg/L)；

DO₂——此刻调整后的溶解氧预设值。调整时间间隔大于(1+n)T；

②根据调整后的溶解氧预设值，调整生化池风量。

自控系统会根据溶解氧预设值与在线仪表实测值的偏差，计算控制鼓风机风量的变化量，通过风量的逐步变化，使生化池溶解氧逐渐逼近预设值。

溶解氧预设值高于在线仪表实测值，逐渐提高风量，溶解氧预设值低于在线仪表实测值，逐渐降低风量。风量变化速率属于风机技术领域的公知常识，风机供应商通常根据曝气器的布置、效率和水位深度等因素根据调试获得。

与现有的MBR联合工艺中采用的生化风机单独调节的方法相比，本发明将生化池风机与膜池风机以特定方式联通起来，膜池吹扫风机参与到了前端生化池风量的调控，可调节的风机数量增多，单台风机调节风量降低，不易导致风机偏离最佳运行工况范围的现象，使整个风机系统高效可调的范围增大。

另一方面，本发明将生化池风机与膜池风机以特定方式联通起来，当风量减小时，可及时关停相应数量的风机，并可将变频技术应用到风量调节中，这样在风量调节量增大的同时，最大程度地提高了系统运行效率，降低了能耗。

本发明在传统精确曝气自控方法的基础上进行改进，通过出水水量、水质的反馈，对溶解氧预设值进行动态调整，最大限度地提高了曝气的精确性，同时实现了精确曝气自控在MBR联合工艺中的应用

此外，通过鼓风系统运行分阶段控制和传统精确曝气自控方法的改进应用，全面优化了MBR联合工艺鼓风系统的运行，使其更加高效节能、精确自控。

【附图说明】

图1为MBR联合工艺结构示意图；

图2为现有技术的鼓风系统结构示意图；

图3为本发明的鼓风系统结构示意图。

【具体实施方式、

为进一步的了解本发明，下面结合实施例对本发明作进一步的详述，以下实例旨在说明本发明，本发明要求保护的范围不局限于实施例所阐述的范围。

实施例1

北京某再生水厂，采用MBR联合工艺，生化池部分采用A²/O结构，膜池部分包括6个廊道，每个廊道设置9台膜组器，设计处理能力为4wt/d，设计的进水水质COD、NH₄ ^-分别为500mg/L、40mg/L。设计时，生化池风机和膜池风机均采用两台运作、一台备用的配置，生化池、膜池的单台风机额定风量分别为125m³/min、144m³/min，升压分别为73.5kPa、42kPa，功率分别为160kw、220kw，其管路结构如图2所示。

建厂运行后，由于污水收集管网工程尚不完善，实际进水水量为8000m³/d，平均进水水质COD、NH₄ ^-分别为125mg/L、40mg/L，每天的处理负荷只有设计的7％左右，实际负荷显著低于设计值。为使水厂正常运行，采用憋液位运行，每天运行16h，根据产水流量为设计水量的30％而关停四个膜池廊道，生化池和膜池的风机分别只开一台。由于两台运行风机的进口阀门开度调小，运行风量已降至额定风量的60％(继续降低有喘振风险)，明显偏离最佳运行工况范围，且产生的风量依旧过大。

按图3所示将生化池风机与膜池风机联通。具体地，用第一联通管路连接生化池鼓风管路与膜池鼓风管路，用第二联通管路连接第二风机F₂的出口与膜池鼓风管路。两路联通管路上均设置联通阀，并配置温度计、压力计和流量变送器。

按照7％的处理负荷计算实际所需风量为：7％×125×2+2/6×144×2＝113.5m³/min，实际所需风量小于一台风机的额定风量，即风量的减小量稳定高于两台膜池风机和一台生化池风机的额定工况风量，因此设置联通管路后，关停两台膜池风机和第二风机F₂，膜池所需风量由第一风机F₁通过联通管补充，调节联通阀LV₁使补充风量满足膜池运行要求。此时，只需开1台生化池风机即可，全天运行。

设置联通管路后，由于只开一台生化风机，因此每天可节省风机电耗约5000kwh，进一步采用本方法的精确曝气，每天可额外节省电耗500kwh，生化池溶解氧含量维持在1mg/L以下，出水水质可稳定达标(一级A)排放。

实施例2

北京另一再生水厂，采用MBR联合工艺，生化池部分为A²/O，膜池部分有6个廊道，每个廊道7台膜组器，设计处理能力为4wt/d，设计的进水水质COD、NH₄ ^-分别为450mg/L、30mg/L。生化池风机和膜池风机均采用两台运作、一台备用的配置，生化池、膜池的单台风机额定风量分别为95m³/min、150m³/min，升压分别为73.5kPa、42kPa，功率分别为160kw、200kw。

建厂运行后，由于污水收集管网工程尚不完善，实际进水水量为23000m³/d，平均进水水质COD、NH₄ ^-分别为200mg/L、30mg/L，每天的实际处理负荷约为设计量的25％，为使水厂正常运行，根据产水流量低于设计水量的60％而关停两个膜池廊道，分别开1台生化池风机和2台膜池吹扫风机运行，且实际运行过程中，运行的生化池风机的进口阀门开度很小，运行风量已降至额定风量的60％(若继续降低运行风量则可能导致风机喘振，因此无法继续降低)。由此可见实际运行情况已明显偏离最佳运行工况范围，且此时系统实际风量依旧过大，导致好氧池溶解氧值为2.5mg/L以上，缺氧池溶解氧含量为1mg/L以上，因此系统的反硝化脱氨效果较差，需额外投加30mg/L乙酸钠碳源以弥补。

按图3所示的机构对其鼓风系统就行改造，将生化池风机与膜池风机联通。类似地，用第一联通管路连接生化池鼓风管路与膜池鼓风管路，用第二联通管路连接第二风机F₂的出口与膜池鼓风管路。两路联通管路上均设置联通阀，并配置温度计、压力计和流量变送器。

按照25％的处理负荷计算实际所需风量为：25％×95×2+4/6×150×2＝247.5m³/min，即风量的减小量稳定高于两台膜池风机的额定工况风量且，因此设置联通管路后，关停其中两台风机，调节联通阀LV₁使补充风量满足膜池运行要求，因此改造后的鼓风系统只需开1台生化池风机和1台膜池吹扫风机即可(95+150＝245m³/min)。

实际测算，改管后每天可节省风机电耗约4800kwh，进一步采用本方法进行精确曝气，好氧池溶解氧值为1mg/L以下，缺氧池溶解氧值为0.5mg/L以下，在保证COD、NH₄ ^-有效去除的同时，实现了较好的反硝化脱氮效果，无需投加反硝化碳源，且每天可额外节省电耗约800kwh，出水水质可稳定达标(一级A)排放。

Claims (9)

1.一种MBR联合工艺鼓风系统，所述鼓风系统包括生化池鼓风子系统和膜池鼓风子系统；所述生化池鼓风子系统包括并行设置在生化池鼓风管路上的生化池备用风机管路、第一鼓风管路和第二鼓风管路，所述第一鼓风管路上依序设置第一调控进口阀F₁V_in、第一风机F₁和第一调控出口阀F₁V_out，所述第二鼓风管路上依序设置第二调控进口阀F₂V_in、第二风机F₂和第二调控出口阀F₂V_out；所述膜池鼓风子系统包括并行设置在膜池鼓风管路上的膜池备用风机管路、第三鼓风管路和第四鼓风管路，所述第三鼓风管路上依序设置第三调控进口阀F₃V_in、第三风机F₃和第三调控出口阀F₃V_out，所述第四鼓风管路上依序设置第四控进口阀F₄V_in、第四风机F₄和第四调控出口阀F₄V_out；

其特征在于设置第一联通管路和第二联通管路，所述第一联通管路连接生化池鼓风管路与膜池鼓风管路，所述第一联通管路上设置第一联通阀LV₁，所述第二联通管路连接第二风机F₂的出口与膜池鼓风管路，所述第二联通管路上设置第二联通阀LV₂；所述第一风机F₁和第二风机F₂的升压比第三风机F₃和第四风机F₄的升压高。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述第三鼓风管路与第四鼓风管路的管径相同，且所述第一联通管路的管径和第二联通管路的管径与第四鼓风管路的管径相同。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述第一风机F₁和第二风机F₂的升压比第三风机F₃和第四风机F₄的升压高25～45KPa。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述第一联通管路和/或第二联通管路上还设置温度计、压力计和流量变送器。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于第一联通阀LV₁和第二联通阀LV₂均为节流阀。

6.权利要求1的MBR联合工艺鼓风系统的控制方法，所述方法包括：

(1)获取MBR联合工艺中的生化系统溶解氧的实测值，计算当前值与溶解氧预设值DO₂与在线仪表实测值的偏差，当DO₂高于在线仪表实测值时提高所述鼓风系统的风量，当DO₂低于实测值时减少所述鼓风系统的风量；

(2)当步骤(1)的风量的减少量小于或等于第三风机F₃的额定工况风量时，使风量的减少量平均分摊到第一风机F₁、第二风机F₂、第三风机F₃和第四风机F₄上且满足生化池和膜池的实际用风量；

(3)当步骤(1)的风量的减少量大于第三风机F₃的额定工况风量且小于等于第三风机F₃的两倍额定工况风量时，关停第三风机F₃，使风量的减少量平均分摊到第一风机F₁、第二风机F₂和第四风机F₄上且满足生化池和膜池的实际用风量；

(4)当步骤(1)的风量的减少量大于等于第三风机F₃的两倍额定工况风量时，关停第三风机F₃和第四风机F₄，调节联通阀使风量的减少量平均分摊到2台风机上且满足生化池和膜池的实际用风量；

(5)当步骤(1)的风量的减少量大于第三风机F₃的两倍额定工况风量与加第一风机F₂的额定工况风量的和时，关停第三风机F₃、第四风机F₄和第一风机F₂实现风量调节，调节联通阀使管路风向满足生化池和膜池的实际用风量。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述MBR联合工艺中的生化系统溶解氧的实测值是通过在线仪器测量实时数据获得的。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述MBR联合工艺中的生化系统溶解氧预设值是计算获得的，计算方法如下式：

其中，q——MBR联合工艺瞬时出水流量(m³/h)；

T——MBR联合工艺水力停留时间(h)；

n——常数，本式的积分时阈为前nT时至此刻的时间段；

COD——MBR联合工艺出水COD在线检测值(mg/L)；

NH₄ ^-——MBR联合工艺出水氨氮在线检测值(mg/L)；

C₁——MBR联合工艺出水COD设计值，取值在设计指标以下；

C₂——MBR联合工艺出水氨氮设计值，取值在设计指标以下；

α——去除COD的氧当量，取值为2～4；

β——氧化每千克氨氮所需氧量(kgO/kgN)，取值为4.57；

ζ——常数，反映溶解氧对COD、氨氮去除的影响；

DO₁——为前一时刻生化池溶解氧预设值(mg/L)；

DO₂——此刻调整后的溶解氧预设值。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于所述的溶解氧设定值DO₂的调整时间间隔大于(1+n)T，n取值为0.5～3，ζ取值为0～0.5。