德国VACOMASS气体流量控制技术
taowei_water
2004年08月31日 20:27:53
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 VACOMASS气体流量控制系统说明VACOMASS气体流量控制系统是集成的系统,该系统以气体流量信号作为控制信号,溶解氧及氨氮信号作为辅助控制信号,可根据实际的负载大小提供气体供给量。气体流量控制回路为就地控制回路,可快速、准确地根据实际的负载大小提供气体供给量,使生物反应池的每一部分都能达到高效、稳定,并根据实际负载状况自行调整设定值的大小。菱形控制阀本身压降小,避免了介质通过阀门产生涡流对调节精度的影响。曝气控制系统的整体控制精度高达5%,振荡小。

 VACOMASS气体流量控制系统
说明
VACOMASS气体流量控制系统是集成的系统,该系统以气体流量信号作为控制信号,溶解氧及氨氮信号作为辅助控制信号,可根据实际的负载大小提供气体供给量。气体流量控制回路为就地控制回路,可快速、准确地根据实际的负载大小提供气体供给量,使生物反应池的每一部分都能达到高效、稳定,并根据实际负载状况自行调整设定值的大小。菱形控制阀本身压降小,避免了介质通过阀门产生涡流对调节精度的影响。曝气控制系统的整体控制精度高达5%,振荡小。
我们所提供的以下服务:
--现场控制柜及控制系统(包括软件和硬件)的提供和指导安装
--电动菱形调节阀提供和指导安装
--热式气体流量计提供和指导安装
--曝气控制系统的集中供电系统
--上述设备的安装调试、开车指导及技术培训
VACOMASS气体流量控制系统
----整个系统的精度高于5%,并能及时准确的对气体供给量进行控制,反应实际所需曝气量。
----可消除风向、压损、温度等外界因素对曝气池所需氧量的影响。
----曝气头或溶氧仪出错可立即报警。
----有无直管段不影响系统气体流量的测量与控制。
----调节特性好,不受介质流量特性的影响。
----可稳定控制生物反应池中溶解氧浓度。
a) 菱形调节阀
----调节范围为0-100%,调节特性成线性比例。
----阀门压力损失小于10mbar,满足ATV推荐标准。
----关断严密,零泄漏。
----面对面尺寸小,满足安装空间少的买方要求。
----对夹连接形式,法兰标准为DIN2501,压力等级PN10。
b) 电动执行机构
----供电电源为380V,50Hz。
----满足户外使用要求,防护等级为IP65。
----环境使用温度范围为-25℃~+80℃。
----配手轮,带阀位开关。
----有防腐保护措施。
----需配有电子位置指示器。
c) 热式气体流量计
----4~20mA输出信号。
----重复精度优于±0.5%,读数精度1%。
----可调比为100:1
----电气保护盒防护等级为IP54。
---不锈钢传感器,插入式,焊接连接。
d) 就地控制器
----以气体流量信号作为控制信号,氨氮信号作为辅助控制信号。
----标准输入输出4~20mA信号,也可根据用户需求满足总线形式通讯。
----可将阀位信号及管线中气体流量信号提供给PLC显示。
----集成了大量现场信息的数据模块及系统软件组成的就地控制器可自动调整气体流量设定值,并可按实际需要进行快速、有效的控制。
----收集多种现场信号。
压力控制器
可接受现场各曝气控制系统的空气阀位信号和气体流量信号,并根据所采集的现场信号计算出鼓风机所需最低的压力值,传给总厂PLC,由PLC传给鼓风机管理系统来优化鼓风机的控制,从而达到鼓风机稳定及进一步节能的目的。

设计中所提供给用户及设计方的技术支持
1、系统每一部分的示意图、安装尺寸图
2、所有设备的详细工作性能及选型计算数据
3、制造和安装细节,包括所有设备的部件位置、尺寸、固定办法及铭牌;管线连接标准及阀门法兰尺寸
4、用布线图或连接及布放电缆图来说明连接及布电缆的细节;
5、电缆支持器具体的细节及布置;
6、整个系统的详细示意图
7、所有装置的详细线路图。

设计方及用户应提供给我们的资料及图纸
1、生物反应池工艺设计图
2、及时提供工厂设计信息
3、曝气控制系统与PLC之间的通讯信息
4、整个系统所需的总电源,具体要求由我们书面提交

工厂校验
有模拟现场实际工况的实验室,系统内所有装置均需在实验室进行模拟实际工况的整体实验和校验,以便确保该系统控制精度不低于5%, 并提交相应的实验数据及特性图表。并且系统在实际运行中具有自我诊断和修正的功能。

交货期及质保期
合同签定后12周交货。
质保期为系统投运后12个月。

包装及运输
包装
系统整体包装适合相关长途海运或空运的标准,外包装材料具有耐潮、抗震等性能。
运输
在装载,运输和卸货时小心轻放,以免破坏控制器、流量计、阀门,配件或外壳,设备不能摔,所有控制器、流量计、阀门和配件在安装前必须经过检查。,

现场安装调试及培训
交货后到现场进行整体系统的安装与调试工作,用户需提供必要的配合。
将对用户进行现场培训及指导,使用户对曝气控制系统有全面的运行和维护的知识,该培训工作可以和安装与试运行同时进行。

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yewujishubu
2004年08月31日 19:59:55
2楼
请将工程实例介绍一下好吗?
如果能有效的控制气体流量,会对现场管理带来很多好处的.
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taowei_water
2004年08月31日 20:18:28
3楼
1、概述
绍兴污水处理厂是目前国内最大的一座以集中处理印染废水为主的工业废水处理厂。其设计总规
模为100万吨/日,其中一期工程为30万吨/日。经长年监测,其进水水质特征为: CODCr=1200~
1800mg/L,BOD5=400~1000mg/L,pH=10~11,SS=200mg/L,色度约为200倍,要求处理后的水质
达到纺织染整企业二级排放标准(GB4287-92),其中CODCr≤180mg/l,BOD5≤40mg/l,PH=6~
9,SS≤100mg/l,色度≤80倍。
水处理工艺为厌( 兼 )氧水解→好氧活性污泥法→混凝沉淀→达标排放。曝气系统如图 所示。
其中,曝气池共三座,为推流式,每座分两池,每池L/B=76*6/9米,有效水深h=7.8米,曝气池名
义水力停留时间HRT=20小时。池底曝气头布满,共80000只橡胶微孔曝气头。设计总供风量为
180000 m3/ h,采用4台单级离心鼓风机,三用一备,单机标准供风量为Q=1000 m3/ min,风压
p=1.8956bar。
从实际运行来看,曝气单元对确保污水达标排放起到了关键的作用,BOD5去除率达95%以上,
CODCr去除率达80%以上。但同时也反映出一个问题:能耗高,占全厂用电量的85%左右,曝气系统
吨水耗电约0.6-0.7kwh ,电费约0.35元/吨污水,仅曝气单元一项每日电费就达15万元。因此,
如何节约挖潜、节能降耗是绍兴污水处理厂必须认真研究的问题。
要在达标排放的基础上实现节能降耗的目的,就必须保证生化系统特别是好氧曝气单元的稳定高
效运行。但在长期的生产实践中,曝气单元受多方面的影响,成为制约污水处理厂稳定高效运行
的重要环节和瓶颈因素。
●水质的波动。印染废水水质不但受市场供求的左右而呈季节性变化(如生产旺季污染物浓度
高,淡季低),而且受生产工序的影响,一日之内也起伏不定。因水质不同,供氧量应及时调
整;但水质变化的不确定性增加了这一难度。
●水量的波动。尽管在工程中设置了调节池,但由于池子较小,水力停留时间仅为5.2小时,调节
池内水位变动较大;进水提升泵房内没有设计变频装置和恒流量提升装置,对生化系统有一定的
冲击。另外,三座曝气池之间、各曝气池内部还存在着进水量、污泥回流量、供氧量分布不均的
现象。
●设备的局限。本工艺采用DO浓度控制,即通过对输入的空气量进行控制使曝气池中的DO浓度保
持在一定的范围之内。为此,沿池长方向均匀布置了6个DO在线监测仪,每个DO仪对应一个电动调
节蝶阀。DO仪的数值和电动调节蝶阀的开度均可传至控制室。但从实际运行效果来看,存在三个
方面的问题:一是由于三个电动蝶阀共用一个气体质量流量计,不能准确地控制电动调节蝶阀向
曝气池的各个部位定量供应所需的风量;二是DO仪与电动调节蝶阀之间没有通过合适的软件程序
相联锁,曝气量的分配、供应仍然是靠人远地手控,值班人员作业量大,技术要求高,容易产生
差错;三是曝气池前段的三个DO仪长期指示为0-0.5mg/L,仅在后端才会有一定富裕的溶解氧。前
段的三个DO仪无法起到水质和供氧的指示作用。因此,往往会发生这种情况:发现后三个DO仪特
别是最后一个DO仪数值下降,赶紧加大供氧,但微生物系统已经受到了冲击,DO数值仍然继续下
降。
●此外,采用总管压力控制的方法,难以做到按需供氧。例如,在同一根干管上,某处曝气头发
生了堵塞现象,此处阻力增大,出风量减少。但空气从其它曝气头上逸出,而总管压力基本不
变,起不到调整总风量的目的。即使总风量有所增加,也往往从距离鼓风机房近的一座曝气池上
扩散出去。再如,由于风向的作用或配水不均使某处的水位偏高,则此处应该提供更多的风量。
但压力的原因却使此处风量减少,从而影响出水水质。
绍兴污水处理厂遇到供氧方面的问题,可以归为三类,即水质水量因素、设备硬件和系统软件。
其实,这些问题在国内的其它污水处理厂也不同程度地存在着。如何进行合理设计,以便在运行
中能及时跟踪水质变化,科学合理地供应空气量,的确需要在总结经验教训的基础上不断改进和
优化。并重点解决以下问题:
● 准确地供氧(供风)。即需要多少供多少。要做到准确,就要求空气流量计等仪表精
度高,空气调节阀的调节要灵活。
● 及时地供氧(供风)。即何时需要何时供。要做到及时就要求指示仪表能及时反映水
中污染物的降解状态、微生物的状况和其它影响供氧的因素,如污泥龄、pH值、气压、风向、表
面张力等。
● 科学地供氧(供风)。要做到科学就必须归纳总结各种影响因素,建立智能化模型。
而且整个系统要求匹配,防止出现氧气的浪费现象。例如,适当降低DO设定值从2mg/l到1mg/l,
可以节能达10%以上。
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taowei_water
2004年08月31日 20:19:12
4楼
2、VACOMASS供氧控制技术的特点
控制系统一般包括三个部分,即传感器、执行器和控制器。VACOMASS系统包括:热效应气体质量
流量计、菱形控制阀(电动执行机构)、内置控制算法及系统软件、就地控制器及实验室模拟校
验。VACOMASS供氧控制技术与传统的DO控制系统相比,具有以下特点:
2.1传感器
VACOMASS供氧控制技术以热效应气体质量流量计为主传感器,与DO仪相比,其工作环境较为
固定,测量数据更为准确,基本上不需维护,能更即时地反映曝气池中设备的状态(如曝气头堵
塞会引起风量减少)、水量的变动(水量加大会引起水面升高,风量减少),污泥量的变化(污
泥量增加也会引起阻力加大,风量减少);而传统的DO仪则存在着诸多弊端:信号的严重滞后、
数据的失准(受油脂或其它杂质影响)、维护量大;
VACOMASS供氧控制技术除了以热效应气体质量流量计为主传感器之外,还以DO仪为辅助传感器。
在DO仪正常的情况下,它可以起到辅助控制作用,在一定程度上加强了控制精度,但它的故障绝
不影响到整个系统的控制精度和正常工作。
此外,为保证现场仪表的精确性,VACOMASS系统采用实验室模拟校验技术来保证现场仪表和调节
阀的精度。
2.2执行器
VACOMASS供氧控制技术采用菱形调节阀来代替传统控制中的蝶阀。菱形调节阀有两个优点,一是
在0-100%内调节均呈线性关系,而蝶阀仅在25-65%的范围内呈线性关系;二是该阀步进值较小,
因此可以精确地调整供风量。如蝶阀在开度30%时其步进值为6%,而菱形调节阀仅为0.6%,是蝶阀
的十分之一。
2.3控制器
VACOMASS系统的控制部分包括就地控制器(硬件部分)和内置控制算法及系统软件(软件部
分)。就地控制器可以接受气体质量流量、DO等现场仪表的信号,也可接受PLC的其它信息,通过
内置控制算法及系统软件来控制菱形控制阀的开度,调整供风量,提供满足系统需要的风量。

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taowei_water
2004年08月31日 20:19:52
5楼
3、绍兴 VACOMASS控制系统试验
3.1试验装置简介
试验装置处理规模为24m3/d,处理工艺采用活性污泥法延时曝气工艺,工艺流程如下:
废水→存储池→生物氧化池→锥形沉淀池→出水
其中,入口废水为绍兴厂一期工程经过均匀调节的源废水,该均匀调节池因设计容量较小所以水
力停留时间短,冲击负荷大;污泥取自绍兴污水处理厂一期工程二沉池回流污泥,进行培养驯
化。

生物氧化池尺寸为6.85X2.8X2.9m3,水力停留时间为48小时,内部布置了60个曝气头,产品采用
宜兴某公司的BZQ192冠状微孔曝气器。在曝气池出水处装有在线DO测量仪,E+H公司产品,其测量
范围0-20mg/l,设定值为2mg/l,通过现场总线与VACOMASS就地控制器连接。
沉淀池上部为方形,下部呈锥形,有一定的污泥浓缩功能。但由于没有污泥刮板桥,部分悬浮颗
粒将随废水一同溢出,造成出口废水悬浮颗粒浓度偏高,附带增加COD值。

主要工艺设备如下:鼓风机1台,其工作压力为60cm~4m水深,运行功率2.2Kw,电压380V,气体
流量为80m3/h(2.5m水深时),空气温度:ΔT°40-60℃
VACOMASS系统试验设备包括:①集成了本次试验相关数据的控制器;②针对本次试验进行的模拟
校验技术;③菱形电动空气调节阀;④热效应气体流量计;⑤扩管安装提供的管道;⑥压力调节
器(用于气体放空);⑦缓冲罐;⑧配套所用的线缆;

3.2试验过程:
9月16日-19日完成试验准备,9月20日正式开始试验,9月21日-24日系统控制逐步优化,DO渐趋稳
定。
9月25日-27日,将溶解氧稳定控制在1.8-2.2mg/l,这期间COD平均去除率为84.4% , 9月28
日-29日 全厂停电,系统试验暂停
9月30日 下午重新开始试验,系统重新调整
10月1日 把溶解氧设定值由2.0mg/l降低至1.2 mg/l,以考核溶解氧在1.2mg/l左右的处理效
果,10月2日 系统控制即处于稳定状态,至5日系统控制达到最佳,溶解氧稳定控制在1.0-
1.4mg/l,这期间COD平均去除率为83.8% 。
4、试验结果与讨论
从以上试验结果看出:9月21日-9月27日,每吨水平均耗氧4.84Nm3,10月1日-10月5日, 每吨水平
均耗氧4.30Nm3,也就是说,使用VACOMASS系统,可以准确控制曝气池溶解氧,并在不影响处理效
果的前提下降低溶解氧的设定值。
根据试验计算,DO设定值从2.0 mg/l 降低至1.2 mg/l,风量可节省11.2%。按处理量30万吨/日处
理水量考虑,一年内可以为业主节约电耗7.36*106kwh,折合电费约人民币405万元。

5、结论和建议
5.1 VACOMASS控制系统能够及时跟踪进水水质水量的变化,依据历史数据对曝气系统进行优化控
制。能够降低溶解氧设定值,从而节约大量电能。
5.2 VACOMASS控制系统整合了现场仪表、执行机构和系统软件。由于这些产品和服务均由同一个
公司所提供,产品的匹配性较好。
5.3该产品在国内的工程实例尚不多,在实际应用中,应加强与产品供应商和设计者的交流,加深
对产品的了解。



绍兴水处理发展有限公司 技术部
上海美森自控工程有限公司 技术部

   二OO三年十一月五日
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taowei_water
2004年08月31日 20:24:26
6楼
今年三月初已得到厂方在二期工程中的应用,目前系统已经安装完毕,正在调试中。
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taowei_water
2004年08月31日 20:34:52
7楼
另外,松江的两个厂分别在调试与供货阶段,其它的正在进行设计、招标、采购等阶段。该技术
是2002年7月份引进中国的,到目前为止在中国各大设计单位详细的做过技术交流,并逐步的得到
设计单位和用户的广泛认可和采用。
我本人步入污水处理行业不久,经验远远不足,希望得到同行前辈们的大力支持和帮助,不胜感
激。
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yewujishubu
2004年08月31日 20:34:56
8楼
看来还是不错的噢。
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广州老左
2004年08月31日 20:53:14
9楼
看来的确不错.有机会试试.曝气量的控制的确是很令人很头痛的事情......
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广州老左
2004年08月31日 21:07:37
10楼
发个图片看看.
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广州老左
2004年08月31日 21:10:01
11楼
再发一个现场安装图片
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