本發(fā)明涉及一種冷軋廢水處理的供氣節(jié)能裝置及使用方法，屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

冷軋廢水處理技術(shù)在冶金廢水處理中屬于最難、最復(fù)雜的范疇，其廢水水質(zhì)、水量波動顯著，且成分復(fù)雜、難降解去除。國內(nèi)外冷軋廢水的處理一般采用分質(zhì)收集、分系統(tǒng)采用物理化學(xué)法+生化法多步序處理，以實現(xiàn)排水達標(biāo)。其中的供氣起到攪拌、曝氣氧化的重要作用，一般采用電動風(fēng)機供氣，是廢水處理系統(tǒng)中不可缺少的重要介質(zhì)。供氣單元電耗在水處理總能耗中占據(jù)30%~60%，采取必要的改進與調(diào)整，降低供氣電耗，對于水處理成本控制具有突出的作用。

冷軋廢水處理的一般工藝中，需要供氣的環(huán)節(jié)通常有：

①酸性廢水調(diào)節(jié)池，用于氧化廢水中Fe²⁺成為Fe³⁺，再通過化學(xué)沉淀實現(xiàn)鐵離子分離；

②含油廢水氣浮工藝，用于提供有壓氣源，產(chǎn)生帶壓的氣水混合液；

③生化處理的好氧過程，提供曝氣供氧；

④過濾工藝的空氣反洗過程等。

目前，水處理供氣設(shè)備多采用不可調(diào)節(jié)的羅茨風(fēng)機或是離心風(fēng)機，定功率運行，用氣單元定量、定壓、定速使用，未能夠按工序生產(chǎn)過程要求調(diào)整供氣量；或是采用調(diào)節(jié)風(fēng)門、擋板的開度來調(diào)整風(fēng)速風(fēng)量，供氣設(shè)備保持定功率運行，未能達到系統(tǒng)化的最佳能耗控制，同時造成了供氣設(shè)備運行工況偏離最佳工況情況的頻繁出現(xiàn)，導(dǎo)致設(shè)備壽命縮短，進而增加維護、維修成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的是提供一種冷軋廢水處理的供氣節(jié)能裝置及使用方法，通過改造冷軋廢水處理中供氣設(shè)備及運行控制模式，在各個用氣環(huán)節(jié)設(shè)置設(shè)定參數(shù)反饋，對供氣設(shè)備功率、管道的自動閥門開度進行調(diào)整，建立動態(tài)供氣的模式，可以節(jié)省近30%的電耗，設(shè)備運行周期顯著延長，解決背景技術(shù)存在的上述問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種冷軋廢水處理的供氣節(jié)能裝置，包含供氣風(fēng)機、自控閥、用氣工藝點、監(jiān)測表計4、控制器、信號輸入、輸出信號一、輸出信號二、顯示器；供氣風(fēng)機的輸出端通過多個自控閥分別連接多個用氣工藝點，每個用氣工藝點均設(shè)有監(jiān)測表計，監(jiān)測表計的信號作為信號輸入連接控制器，控制器的輸出信號一連接全部自控閥，控制器的輸出信號二連接供氣風(fēng)機，控制器連接顯示器。

所述用氣工藝點，包括調(diào)節(jié)池、氣浮、好氧池、過濾反洗等。

所述供氣風(fēng)機為變頻風(fēng)機，所述監(jiān)測表計，為帶有遠傳功能的監(jiān)測儀表，包括溶氧儀（DO）、氧化還原電位儀（ORP）等。

所述自控閥與用氣工藝點之間的管路上還設(shè)有壓力表和流量表。

一種冷軋廢水處理的供氣節(jié)能裝置的使用方法，包括以下步驟：

Ⅰ開啟供氣風(fēng)機，壓縮空氣通過管道送至用氣工藝點，各用氣工藝點管路上的自控閥呈開啟狀態(tài)，氣量、壓力逐漸正常，用氣工藝點正常用氣；

Ⅱ系統(tǒng)正常供氣后，用氣工藝點的監(jiān)測表計4反饋監(jiān)測數(shù)據(jù)，實時傳遞至控制器，監(jiān)測數(shù)據(jù)反映出用氣工藝點用氣效果的變化趨勢；

Ⅲ當(dāng)用某一用氣工藝點的監(jiān)測數(shù)據(jù)達到預(yù)期設(shè)定值時，說明供氣效果已經(jīng)體現(xiàn)，信號反饋至控制器，控制器傳遞出調(diào)整供氣風(fēng)機和自控閥的信號，對達值用氣工藝點的供氣進行減量調(diào)整，維持低耗運行；

Ⅳ當(dāng)多各用氣工藝點監(jiān)測數(shù)據(jù)達到預(yù)期設(shè)定值時，信號反饋至控制器，控制器傳遞出調(diào)整供氣風(fēng)機和自控閥的信號，對整體供氣進行減量調(diào)整，維持低耗運行；

Ⅴ供氣量減少后，用氣工藝點的監(jiān)測數(shù)據(jù)將反映出這一調(diào)整效果，在滿足工藝需求的前提下，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)對供氣量進行臺階式調(diào)整，避免監(jiān)測數(shù)據(jù)過于精確而導(dǎo)致的頻繁調(diào)整；

Ⅵ調(diào)整全過程參數(shù)的變化在顯示器9顯示和記錄。

所述用氣工藝點的預(yù)期設(shè)定值，根據(jù)用氣工藝點不同而不同，用氣工藝點包括調(diào)節(jié)池、氣浮、好氧池、過濾反洗等。

本發(fā)明通過改造冷軋廢水處理中供氣設(shè)備及運行控制模式，在各個用氣環(huán)節(jié)設(shè)置設(shè)定參數(shù)反饋，對供氣設(shè)備功率、管道的自動閥門開度進行調(diào)整，建立動態(tài)供氣的模式，解決背景技術(shù)存在的諸多問題。

本發(fā)明的有益效果：

1）在滿足工藝用氣需求的前提下，可顯著降低系統(tǒng)供氣電耗成本近30%。

2）電動供氣設(shè)備由于采用的變功率運行，設(shè)備的出力隨著運行工藝的需求動態(tài)調(diào)節(jié)，系統(tǒng)供氣壓力與管道流速均保持在一個較為穩(wěn)定的范圍內(nèi)，供氣系統(tǒng)的設(shè)備與附件使用壽命顯著延長，維護與更換修復(fù)費用降低。

3）供氣過程的由原來的定量供應(yīng)改為先多后少的動態(tài)調(diào)整模式，使系統(tǒng)的運行調(diào)整更為快速高效，運行調(diào)整的周期縮短，工藝穩(wěn)定性提高。

本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于以冷軋廢水處理為代表的工業(yè)、生活污水處理廠站，特別適用與采用多環(huán)節(jié)用氣的工藝流程，可在保持處理效果的前提下，實現(xiàn)工藝系統(tǒng)的節(jié)能、高效、靈活與穩(wěn)定運行。本發(fā)明提供的方法可以節(jié)省近30%的電耗，同時，供氣系統(tǒng)參數(shù)穩(wěn)定均衡，設(shè)備運行周期顯著延長。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖1中：供氣風(fēng)機1、自控閥2、用氣工藝點3、監(jiān)測表計4、控制器5、信號輸入6、輸出信號一7、輸出信號二8、顯示器9、壓力表10、流量表11。

圖2是本發(fā)明實施例中某冷軋廢水站原工藝流程圖；

圖3是本發(fā)明實施例中某冷軋廢水站應(yīng)用本發(fā)明后的工藝流程圖；

圖4是本發(fā)明實施例中供氣工序的用氣效率與運行電耗的對比圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖，通過實施例對本發(fā)明做進一步說明。

一種冷軋廢水處理的供氣節(jié)能裝置，包含供氣風(fēng)機1、自控閥2、用氣工藝點3、監(jiān)測表計4、控制器5、信號輸入6、輸出信號一7、輸出信號二8、顯示器9；供氣風(fēng)機1的輸出端通過多個自控閥2分別連接多個用氣工藝點3，每個用氣工藝點3均設(shè)有監(jiān)測表計4，監(jiān)測表計4的信號作為信號輸入6連接控制器5，控制器5的輸出信號一7連接全部自控閥2，控制器5的輸出信號二8連接供氣風(fēng)機1，控制器連接顯示器9。

所述用氣工藝點3，包括調(diào)節(jié)池、氣浮、好氧池、過濾反洗等。

所述供氣風(fēng)機1為變頻風(fēng)機，所述監(jiān)測表計，為帶有遠傳功能的監(jiān)測儀表，包括溶氧儀（DO）、氧化還原電位儀（ORP）等。

所述自控閥2與用氣工藝點3之間的管路上還設(shè)有壓力表10和流量表11。

一種冷軋廢水處理的供氣節(jié)能裝置的使用方法，包括以下步驟：

Ⅰ開啟供氣風(fēng)機1，壓縮空氣通過管道送至用氣工藝點3，各用氣工藝點3管路上的自控閥2呈開啟狀態(tài)，氣量、壓力逐漸正常，用氣工藝點3正常用氣；

Ⅱ系統(tǒng)正常供氣后，用氣工藝點3的監(jiān)測表計4反饋監(jiān)測數(shù)據(jù)，實時傳遞至控制器5，監(jiān)測數(shù)據(jù)反映出用氣工藝點3用氣效果的變化趨勢；

Ⅲ當(dāng)用某一用氣工藝點的監(jiān)測數(shù)據(jù)達到預(yù)期設(shè)定值時，說明供氣效果已經(jīng)體現(xiàn)，信號反饋至控制器5，控制器5傳遞出調(diào)整供氣風(fēng)機1和自控閥2的信號，對達值用氣工藝點的供氣進行減量調(diào)整，維持低耗運行；

Ⅳ當(dāng)多各用氣工藝點監(jiān)測數(shù)據(jù)達到預(yù)期設(shè)定值時，信號反饋至控制器5，控制器5傳遞出調(diào)整供氣風(fēng)機1和自控閥2的信號，對整體供氣進行減量調(diào)整，維持低耗運行；

Ⅴ供氣量減少后，用氣工藝點的監(jiān)測數(shù)據(jù)將反映出這一調(diào)整效果，在滿足工藝需求的前提下，根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)對供氣量進行臺階式調(diào)整，避免監(jiān)測數(shù)據(jù)過于精確而導(dǎo)致的頻繁調(diào)整；

Ⅵ調(diào)整全過程參數(shù)的變化在顯示器9顯示和記錄。

所述用氣工藝點的預(yù)期設(shè)定值，根據(jù)用氣工藝點不同而不同，用氣工藝點包括調(diào)節(jié)池、氣浮、好氧池、過濾反洗等。具體設(shè)計值見表1所示；

表1供氣監(jiān)測數(shù)值表

本實施例以某冷軋廠廢水處理站區(qū)為試驗對象，廢水站原工藝流程如圖2所示。應(yīng)用本發(fā)明后的工藝流程如圖3所示。

對原有供氣系統(tǒng)的改造為：增加PLC控制柜（控制器）；將供氣設(shè)備（供氣風(fēng)機）由直啟改為變頻調(diào)節(jié)，由PLC柜控制；在系統(tǒng)的6個用氣工藝點加裝電動閥（自控閥），由PLC柜控制；4、在6個用氣工藝點的用氣水處理構(gòu)筑物中或進氣管道上安裝監(jiān)測表計，并反饋信號至PLC柜（控制器）。

A環(huán)節(jié)：超濾循環(huán)的反洗的用氣，間歇使用，用氣參數(shù)為用氣量與用氣壓力，設(shè)置遠傳儀表為流量計與壓力計；

B環(huán)節(jié)：MBR（膜生物反應(yīng)器）曝氣充氧用氣，連續(xù)使用，用氣參數(shù)為用氣量、溶氧量與氧化還原電位，設(shè)置遠傳儀表流量計、溶氧儀（DO）和氧化還原電位儀（ORP）；

C環(huán)節(jié)：好氧池曝氣充氧用氣，連續(xù)使用，用氣參數(shù)為用氣量、溶氧量與氧化還原電位，設(shè)置遠傳儀表流量計、DO儀和ORP儀；

D環(huán)節(jié)：酸性廢水調(diào)節(jié)池的曝氣充氧用氣，連續(xù)使用，用氣參數(shù)為用氣量、溶氧量與氧化還原電位，設(shè)置遠傳儀表流量計、DO儀和ORP儀；

E環(huán)節(jié)：多介質(zhì)過濾器的反洗的用氣，間歇使用，用氣參數(shù)為用氣量與用氣壓力，設(shè)置遠傳儀表為流量計與壓力計。

具體過程如下：

A環(huán)節(jié)超濾設(shè)備的反洗的用氣，在使用時，單設(shè)備進氣量與供氣壓力通過閥門調(diào)整，不能滿足時，調(diào)整供氣設(shè)備，保證供氣量；

B環(huán)節(jié)：MBR（膜生物反應(yīng)器）曝氣充氧用氣，連續(xù)使用，用氣參數(shù)為用氣量、系統(tǒng)溶氧量與氧化還原電位，設(shè)置儀表流量計、溶氧儀（DO）和氧化還原電位儀（ORP）；

C環(huán)節(jié)：好氧池曝氣充氧用氣，連續(xù)使用，用氣參數(shù)為用氣量、系統(tǒng)溶氧量與氧化還原電位，設(shè)置儀表流量計、DO儀和ORP儀；

D環(huán)節(jié)：酸性廢水調(diào)節(jié)池的曝氣充氧用氣，連續(xù)使用，用氣參數(shù)為用氣量、系統(tǒng)溶氧量與氧化還原電位，設(shè)置儀表流量計、DO儀和ORP儀；

E環(huán)節(jié)：多介質(zhì)過濾器的反洗的用氣，間歇使用，用氣參數(shù)為用氣量與用氣壓力，設(shè)置儀表為流量計與壓力計。

參照附圖4，在實施例中，采用A模式（即本發(fā)明方法與裝置）的供氣在調(diào)節(jié)池、氣浮、好氧池和過濾器反洗等工藝環(huán)節(jié)的電耗均不同程度的低于B模式（即傳統(tǒng)的直啟供氣方法），結(jié)合用氣量加權(quán)后，本發(fā)明的運行電耗可降低近32%；A模式下系統(tǒng)的調(diào)整時間較B模式有顯著縮短，這是由于采用動態(tài)的供氣調(diào)整，可實現(xiàn)先多后少的供氣，縮短系統(tǒng)的充氧與反應(yīng)時間，使系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性大幅提升，調(diào)整更為靈活快捷，有效保證了處理效果。