在对剩余污泥进行好氧消化处理时(如下图所示),有机氮进行硝化反应,会消耗碱度,进而影响好氧消化池内pH。为应对这种情况,除了添加碱性化学药品,还有一种方法就是将好氧消化池的运行由持续曝气改为间断性曝气。在曝气期间,硝酸盐浓度增加,在非曝气阶段利用硝酸盐进行的反硝化反应会生成碱度,如果所有产生的硝酸盐都被反硝化消耗,总体上碱度将不会发生变化,pH也会保持恒定。
下面就根据上图中的工艺流程,介绍如何使用BioWin 控制器 (BioWin Controller),基于好氧消化池中NOx (NO2+NO3) 的浓度对曝气进行控制。在以下示例中,好氧消化池中NOx浓度进行在线监测(设为Measured variable)。通过控制曝气开启/关闭使得NOx浓度保持在0.5-4mg N/L之间,也就是在NOx浓度高于4mg N/L时,关闭曝气;在NOx低于0.5 mgN/L时,开启曝气。假设曝气量为2000m3/h.
1. 点击BioWin工具栏上的控制器按钮,将会打开一个控制器的空白界面。
2. 点击界面左下方的Add按钮,会弹出命名窗口,此示例中将控制器命名为“Air On/Off controller”,然后点击OK。
3. 点击“Select measured variable”按钮会打开一个对话框,列出了BioWin流程图中所有的工艺单元以及其中的变量。用户也可以设置变量类型 (State variables or Water chemistry) 、采样位置 (Output or Underflow) 和变量单位 (Concentration or Mass rate)。
4. 将工艺单元选择为“Aerobic Digestion”,变量类型 (Variable type)选择为“Combined”,再从右侧列表中选择“Nitrate+Nitrite”。点击OK。
5. 点击“Select manipulated variable”按钮,同样会弹出一个类似的窗口列出流程中的工艺单元以及可操控的变量。在此示例中选择工艺单元为“Aerobic Digester”,操控
6. 在“Controller type”部分选择 “On/Off [High/Low]”。

7. 按上图所示,在“Controller Parameters”部分输入:
· 标准1 (Criterion 1)中监测参数上限为 4 mg NOx/L
· 输出为:空气流量 0 m3/h
· 标准2 (Criterion 2)中监测参数下限为 0.5 mg NOx/L
· 输出为:空气流量 2000 m3/h
8. 设置控制间隔 (Control interval)为1 分钟
9. 这样就完成了对控制器界面的设置。 用户可以点击按钮,将对控制器设置进行自检。
接下来就可以运行动态模拟,来查看控制器对模拟结果的影响。