Granollers污水处理厂的曝气塘

对提升污水处理过程中的节能效率来说，曝气是很有效的途径，它甚至可以降低整个污水处理厂能耗的一半以上。本文作者以位于西班牙的Granollers污水处理厂的处理方案作为案例研究，示范了如何通过有效的曝气控制来实现节能。

现代污水处理系统不仅需要空气以维持生物活性，同时，还需要空气以维持彻底混合系统的运转。任何导入的空气量如果超出这两个过程所需的用量，则被视为过量，应该消除过量部分以降低能耗。控制曝气过程可以为污水处理厂的能耗降低60%的能源预算，因此，优化曝气过程成了污水处理实现的关键要素。

格拉诺莱斯污水处理厂

位于西班牙加泰罗尼亚巴塞罗纳北部的格拉诺莱斯镇是主要的商业和工业制造中心。来自格拉诺莱斯镇以及周边市区的污水在一家集中化污水处理厂内得到处理。这家污水处理厂由本土的Besos公司所拥有，该公司负责质量控制、维护以及研发工作。

Granollers污水处理厂拥有高达30000m3/d的家庭和工业污水处理量的能力，因而足以满足约200000居民的污水处理要求。该污水处理厂拥有两座5m深的水槽，其容量为10920m3。该厂于2008年重建，并且选择了曝气系统作为处理方案，这使得系统的运行在很大程度上依赖于其节能潜能及其性能和可靠性。

污水厂的两个处理单元可以连续运转，并且还有一个备用单元使得每台机器能够依次停用，以便对其进行例行维修。这些单元向污水处理厂曝气塘提供能量，这些曝气塘配备了5个气泡型扩散器，以获得最佳疏氧效率。

3个单级涡轮压缩机单元连同西门子空气生物控制（ABC）系统一起向Granollers污水处理厂提供动力。涡轮压缩机取代了3个低效的PD（排量式）鼓风机（见表1）。PD（排量式）鼓风机具有开/关功能以及通过变频器获得的最佳处理量的调节功能，涡轮压缩机调低性能，这样有碍于PD（排量式）鼓风机的叠加功能，而单级涡轮压缩机由于其允许空气流量连续调节的调低性能，能够轻而易举地互相叠加。

空气生物控制（ABC）系统取代了氧气控制和空气流量控制的分离控制。空气生物控制（ABC）软件是为确保整个空气供应系统有效、可靠并全自动控制的监测措施而专门设计的。空气生物控制（ABC）系统可以在需氧量以及空气流率变化较大的同时保持溶解氧水平得以恒定。

关键能效步骤

为了增加压缩机和曝气的效率，应以高效单级涡轮压缩机取代低效的PD（排量式）鼓风机，并应以串联模式控制压缩机容量，而与压缩机以自动设定点压力控制运行相逆的回压，则应降低到最小程度。

为了达到更高的效率，完整曝气系统的控制与监测应实现全自动化。

产生的空气应得到优化以满足带有氧气、空气流量和压力控制算法的处理系统（溶解氧控制）的需氧量，并且溶解氧（DO）设定点、阀门以及空气流量设定值可以针对每个曝气区进行单独设定。

节能效果

基于西门子涡轮机设备公司的提议，通过升级预计可能带来20%~25%的节能效应。随着压缩机和空气生物控制（ABC）系统的安装，Besos公司确定，在整整9个月的连续运行之后，该系统的整体性能已超出原先的期望值，新的压缩机提供了完美的运行能力以及高达约30%的节能效果。这一卓越的成效是由涡轮压缩机技术、仪器以及控制系统这一独特组合所共同实现的。