智能精确曝气控制系统

该系统是基于川源（中国）机械有限公司自研控制模型的智慧水务核心控制产品。它不是依赖于传统的PID控制或单纯的大数据“黑箱”模型，而是将污水处理机理（生化反应动力学）与AI人工智能相结合。系统通过实时采集进水流量、水质及过程仪表数据，利用内置的自研核心算法计算当前生化系统所需的实时需氧量，通过“前馈+反馈”的控制策略，自动调节鼓风机频率、空气阀门开度及气量分配，在保证出水水质稳定达标的前提下，实现生化处理单元的精准供气，从而达到显著的节能降耗效果。

系统主要包含四大模块：

▸工艺模型分析模块：负责数据清洗、概化建模、预测报告及参数率定。

▸智能装置：包含PLC、工控机及底层控制程序。

▸控制程序：涵盖溶解氧控制、鼓风机控制及气量分配控制。

▸操作员站：提供可视化人机界面、数据采集及预警功能。

一、产品优势

(1) 核心技术特点

▸自研模型驱动：以进水各参数的污泥负荷为核心，采用多级串联CSTR（连续搅拌槽反应器）概化模型，参数少（仅需6个动力学参数）、计算速度快、适应性强。

▸双重控制策略（前馈+反馈）：

    * 前馈控制：应对进水负荷（水量、水质）的波动，提前预判需气量，抗冲击负荷能力强。

    * 反馈控制：依据溶解氧（DO）实测值进行微调，确保控制精度。

▸全流程闭环控制：实现了从“仪表监测->模型计算->鼓风机频率调节->阀门开度调节->溶解氧稳定”的闭环自动化。

(2) 核心竞争力分析

▸高精度控制：可将好氧区溶解氧浓度在85%的时间内控制在目标设定值±0.5mg/L以内，避免了传统人工控制下的过度曝气或曝气不足。

▸显著节能：相比传统控制方式，单位水量鼓风机电耗（kW·h/m³）可节省8%~15%。

▸投资回报快：项目的投资回收期通常仅需2-3年左右。

▸工艺优化能力：不仅是控制风机，还能结合模型对工艺运行条件（如回流比、排泥量）提出优化建议，维持生化系统良好的氧化还原状态。

(3) 同业技术/模型对比分析

二、应用领域

▸市政污水处理厂：适用于AAO、氧化沟、SBR、CASS、MBR等各种主流生化处理工艺。

▸工业废水处理厂：适用于具有生化处理段的工业园区集中污水处理厂。

▸新建及提标改造项目：既适用于新建水厂的智慧化建设，也适用于老旧水厂的节能降耗改造。

三、应用案例

案例一：某10万吨/日市政污水处理厂（AAO+MBR工艺）

▸项目背景：进水水量波动大（昼夜差异大，雨季超负荷），采用AAO+MBR工艺。

▸配置方案：3台单级离心鼓风机，12个电动阀门（DN250），配置好氧段DO仪及氨氮仪。

▸应用效果：

    * 实现按需曝气，DO分布控制均匀。

    * 出水水质100%稳定达标。

    * 单位水量鼓风机电耗节省>8%。

案例二：某污水处理厂三期（10万吨/日，MSBR工艺）

▸工艺路线：预处理+MSBR+磁混凝沉淀池+反硝化滤池。

▸应用效果：实施模型精确曝气控制后，系统运行稳定，整体节能效果 >8%。

案例三：某20万吨/日大型污水处理厂（AAO工艺）

▸应用场景：基于模型建立数字孪生系统与精确曝气。

▸应用效果：实现了对雨季、旱季不同工况下的工艺参数（回流、曝气）优化，在保证氨氮、总氮达标的前提下，显著降低了运行能耗，并通过模拟预测指导了生产排班与设备调度。

四、页面截图

▲精确曝气系统架构图

▲操作员站监控界面

▲溶解氧控制效果对比图