在污水處理廠中，鼓風曝氣系統的能耗通常占據整體能耗的60%左右，因此，它是實現全廠節能的關鍵環節。為了實現節能，最根本的措施是提高曝氣系統的控制效率，減少氧氣的浪費，從而降低所需的風量。據相關調查，通過以溶解氧（DO）作為控制風量的指標，可達到約33%的節電量。由于風機的風量與能耗之間存在密切關系，電耗會隨風量的變化而顯著變化，因此，對氣量進行控制能夠顯著降低能耗，且功率越大，節能效果越為明顯。當然，氣量并不能無限制地減小，它受到多種因素的影響。

從處理工藝的角度來看，對精確曝氣系統進行控制是必要的。如果曝氣系統的操作不當，例如曝氣量過小，二次沉淀池可能會因缺氧而導致污泥腐化，即池底污泥發生厭氧分解，產生大量氣體，進而促使污泥上浮。相反，如果曝氣時間過長或曝氣量過大，曝氣池中可能會發生高度硝化作用，導致混合液中硝酸鹽濃度升高。在這種情況下，沉淀池中可能會因為反硝化作用而產生大量氮氣，同樣會導致污泥上浮。

此外，曝氣量分布的均衡性和穩定性也是影響處理效果和能耗的重要因素。在曝氣系統運行過程中，由于各種干擾因素的存在，曝氣量的分布可能會發生變化。例如，某個曝氣頭堵塞會導致該處氣體流量減少，同時也會引起其他地方流量增大；而曝氣頭破損則會導致氣體流量大增，同時也會造成其他地方流量銳減。這些情況都會導致生物反應失衡，處理質量下降。為了達到預期的處理效果，不得不調整曝氣量，但此時某一點的溶解氧變化可能無法準確反映生物池的處理狀態，使得以溶解氧為指標的控制變得不穩定，進而增加能耗。

精確曝氣系統具有以下特點：

1）污水輸入量是一個隨機變量，其外部環境存在許多不確定因素，因此很難建立精確的曝氣生物系統數學模型；

2）曝氣系統的參數維數較高、強耦合，且具有高度非線性；

3）溶解氧存在較大的時滯，系統平衡難以在短時間內實現；

4）污水處理工藝中需要大量熟練操作人員的實踐經驗和知識；

5）曝氣流量分布的穩定性和均勻性是控制處理效果和節能的基礎。

因此，為了更好地控制精確曝氣系統，應從兩個方面進行改進：一是解決曝氣池空氣流量的平衡和穩定問題，二是尋找適合溶解氧控制的空氣流量控制策略。

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