[實用新型]循環式活性污泥法分段進水深度脫氮過程控制實驗裝置

有效

• 申請號: 200820108486.0
• 申請日: 2008-06-06
• 公開（公告）號: CN201229714Y
• 公開（公告）日: 2009-04-29
• 發明（設計）人: 彭永臻;馬娟;王麗;王淑瑩;甘一萍;常江
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G09B25/02
• 分類號: G09B25/02
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司
• 代理人: 張 慧

技術領域

本實用新型涉及CAST(循環式活性污泥法)分段進水深度脫氮過程控制的教學實驗裝置，適用于含氮工業廢水處理和城鎮污水深度處理，屬于序批式活性污泥法(SBR)及其變型工藝污水生物脫氮技術領域。

背景技術

富營養化問題是當今世界各國面臨的最主要的水污染問題之一，近年來盡管我國城市污水的處理率不斷提高，但是由氮、磷污染引起的水體富營養化問題沒有得到根本的解決，甚至有日益嚴重的趨勢。我國的大型淡水湖泊和近岸海域均達中度或重度的富營養污染。我國在2002年新頒布的《城鎮污水處理廠污染物排放標準》中增加了總氮、總磷最高允許排放濃度，同時也對出水氨氮提出了更嚴格的要求，可見污水處理的主要矛盾已逐漸由有機污染物的去除轉變為氮磷污染物的去除。污水中的磷通常可以通過投加混凝劑去除，但由于氮化合物(如NH₄⁺及NO₃^-)的分子量比較小，無法通過投加藥劑去除；另外，如果利用膜技術來去除氮化合物，僅反滲透膜技術是最有效的，但該方法成本過于昂貴，難以推廣應用；而其它的膜處理技術，如納濾、微濾等方法均無法有效去除污水中的氮化合物，因此氮的去除是污水深度處理的難點和重點，只有利用生物脫氮技術才能徹底去除。

生物脫氮過程主要分為兩部分，即通過硝化作用將氨氮轉化為硝酸鹽氮，再通過反硝化作用將硝酸鹽氮轉化為氮氣從水中逸出。傳統的污水生物脫氮技術如A/O、A²/O工藝，其運行過程的可控性較差，且氮的去除率很難達到80％以上。

CAST是SBR法的一種變形工藝，在SBR的基礎上增設一個生物選擇器，以期取得抑制絲狀菌污泥膨脹發生和良好脫氮除磷效果，然而在實踐中該工藝的脫氮除磷效果多不理想。

在現有的CAST工藝中，進水-反應、沉淀、排水各階段的時間是固定不變的，例如一個典型的運行周期包括4個小時，其中2小時為進水-曝氣階段，1小時為沉淀階段，另外1小時為排水階段，這樣的運行方式是針對原水的平均水質而確定的。而原水水質是波動變化并不是固定不變的，顯然這種固定的運行方式不是一種優化的方式。例如，當進水中污染物濃度比平均濃度增高時，如果2個小時的進水時間不變，同時曝氣量也不變，那么2個小時的曝氣反應時間就不足；同樣，當進水中污染物濃度降低時，那么2個小時的曝氣反應時間就過多而浪費。而且，2個小時的曝氣反應時間盡管可能滿足硝化反應的需要，但由于沒有足夠的缺氧反硝化時間，總氮的去除效率會受到影響。因此，為了實現節能降耗，并保證工藝出水水質，需要一種可根據原水水質調節各階段時間的優化運行方式。

實用新型內容

本實用新型目的是提供一種CAST分段進水深度脫氮過程控制的教學實驗裝置，該裝置不僅能夠提高處理效率、降低了運行成本，而且在進水污染物濃度發生較大變化時，由于采用了在線實時過程控制仍能準確地控制交替好氧/缺氧時間，使整個系統的抗沖擊負荷能力大大提高。

本實用新型采用分多次進水的運行方式與實時控制系統的集成，并充分利用了原污水中的有機碳源，最大程度上節省了外投碳源量，同時科學合理的分配每一階段硝化、反硝化的時間。增加缺氧攪拌階段，并采用變時長好氧/缺氧的方式運行，而控制好氧曝氣和缺氧攪拌的時間由實時過程控制策略來實現。

本實用新型采取了如下技術方案。本實用新型包括有選擇器1、主反應區2、連接在選擇器1上的進水閥3和進水泵4、選擇器內的攪拌器5、主反應區2內的潷水器6和底部所設曝氣器7、連接在曝氣器7上的進氣閥8和空氣壓縮機9、連接在潷水器6上的排水閥10、用于將污泥從主反應區2回流至選擇器1的回流污泥泵12和回流污泥閥11、用于排放主反應區2內剩余污泥的排泥閥13、設置在主反應區2內的潛水攪拌器14、與選擇器1相連接的碳源投加計量泵17、實時控制系統15，與實時控制系統15相連接的DO(溶解氧)、ORP(氧化還原電位)、pH傳感器16。所述的實時控制系統15包括連接在進水泵4、攪拌器5、潷水器6、空氣壓縮機9、潛水攪拌器14、碳源投加計量泵17的時間繼電器、計算機以及連接在計算機上的數據采集卡。

采用上述裝置對污水進行脫氮處理時，包括以下步驟：

1)進水??打開進水閥3和進水泵4并開啟選擇器1內攪拌器5，由預先設定的時間控制廢水處理量，當達到預定時間后停止進水；進水的同時開啟回流污泥閥11和污泥回流泵12，在預先設定的回流量下，污泥由主反應區2末端回流至選擇器1；