近年来，工艺自动控制系统已应用于国内污水处理厂，并在实际运行过程中取得一定成效。利用基于模型的工艺自动控制系统不仅有助于污水厂应对日益严格的排放标准，而且还可以在保证在出水稳定达标的基础上，达到节约能耗的目的。为实现以上目标，提高工艺运行效率，上海白龙港污水处理厂二期扩建80万吨工程中，采用BioChem精确曝气控制系统自动控制溶解氧。
1.上海白龙港污水处理厂项目简介
上海白龙港污水处理厂分期设计、建设，目前整个污水厂占地272km²，服务356万人口，规划规模为345万m³。2008年9月一期升级改造工程完成后，处理规模为达200万m³。上海白龙港污水处理厂二期扩建工程2010年初开始开工建设，于2014年4月正式投产，处理规模为80万m³。该工程采用A/A/O处理工艺，为了满足上海市政府提出的水环境污染减排要求，二期扩建工程的出水水质要求达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级B标准，设计进、出水水质见表1。"
二期扩建工程采用完全相同的8组AAO生物池进行处理，运用BioChem生物池智能优化控制系统BIOS+生物池精确曝气控制系统自动控制生物池溶解氧，每组生物池的池型、溶解氧控制区的划分、空气管路的布置、在线分析仪表的位置以及阀门、流量计位置等设备的信息如图1所示。
图1 单组生物池设备的配置
以下表格中为BIOS+BACS系统在上海白龙港污水处理厂二期扩建项目中配套设备的数据收集与处理。
2. 在上海白龙港污水处理厂二期扩建工程中BIOS+BACS系统最终运行准则如下：
1.BIOS系统根据进水负荷与设置的出水标准对于DO设定值进行实时前馈计算；
2.BACS系统根据收到的DO设定值（手动输入或BIOS计算得到）进行气量设定值的计算。
3.根据各个风量设定值计算鼓风机系统总风量设定值，并发送至鼓风机总协调柜MCP要求鼓风机进行风量追踪；
4.同时计算各个廊道阀门开度设定值，待鼓风机总风量要求被满足后，进行各个阀门的开度调配，使得每一个控制区域的气量设定值被满足，最终保证溶解氧的追踪精度。
3. BIOS+BACS运行效果分析
溶解氧数据对比：
简述：在整个生物池处于手动控制状态下，鼓风机系统与阀门系统均处于人工操作状态，因此当进水负荷发生变化时，无法第一时间进行总风量/阀门的调整，直接的结果就是生物池中溶解氧的读数会产生较大的波动，直接反应进水水质的变化；而使用生物池曝气控制系统BACS接管整个生物池的曝气控制后，会自动根据好氧速率等指标直接计算到所需维持溶解氧设定值所需的风量，继而控制鼓风机系统与各个空气调节阀，最后使得溶解氧能够稳定在设定值周围较小范围内。
上图为一周时间内，该廊道溶解氧在手动控制下的变化趋势，溶解氧变化范围：0.8mg/L-4.7mg/L，波动较为明显。
上图为一周时间内，同样该廊道溶解氧在BACS系统全面控制下的变化趋势，溶解氧设定值为1.3mg/L，经过数据分析，得到溶解氧实际值在1.3±0.3mg/L的范围内的时间为93.07%。
能耗数据对比：
简述：手动生物池控制状态下，鼓风机的总风量依靠手动在各台风机上进行百分比调节，具有较大的延时性以及非精确性，同时，也无法能够实时的进行调节，因此，当遇到进水低谷的时候，便无法对于风量进行及时的降低，造成能耗的浪费；利用曝气控制系统自动对于溶解氧进行控制，在进水负荷降低的时候，能够有效的降低整个系统中的鼓风机总风量，继而降低能耗。
上图为自5月22日-7月20日中，每日的进水水量与进水氨氮的数据。该时间段中，整个生物池系统处于完全手动运行状态，进水氨氮浓度平均值：30.72mg/L；进水水量平均值：53.14万吨/日。
上图为自8月21日-10月20日中，每日的进水水量与进水氨氮的数据。该段时间中，整个生物池处于完全BACS系统控制状态下，进水氨氮浓度平均值：36.99mg/L；进水水量平均值：62.42万吨/日。
能耗对比数据处理方法：
每处理一万吨水所需鼓风机能耗=每日鼓风机系统总能耗/当日进水量（万吨）
5月22日-7月20日，每万吨水鼓风机处理能耗均值为：1038.59kwh
8月21日-10月20日，每万吨水鼓风机处理能耗均值为：835.09kwh
因此，通过这4个月运行数据对比，得到曝气控制系统BACS运行下，相对手动运行，约降低鼓风机系统能耗19.59%