[實(shí)用新型]污水處理精確曝氣系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220302120.3
• 申請(qǐng)日: 2012-06-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202671310U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇創(chuàng)博工程技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): C02F7/00
• 分類號(hào): C02F7/00;C02F3/30;G05D21/02
• 代理公司: 無(wú)錫華源專利事務(wù)所 32228
• 代理人: 孫力堅(jiān)

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于環(huán)境工程領(lǐng)域，具體涉及一種用于污水處理的精確曝氣系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展以及環(huán)保要求的逐步提高，我國(guó)建設(shè)了越來(lái)越多的污水處理廠，而污水處理廠的優(yōu)化運(yùn)行顯得尤其重要。一方面，污水處理廠的正常運(yùn)行需要優(yōu)化來(lái)節(jié)能減排；另一方面，污水處理廠的排放標(biāo)準(zhǔn)也日益嚴(yán)格，需要優(yōu)化來(lái)提高處理能力。眾所周知，曝氣是整個(gè)污水處理工藝的核心，且能量消耗占了整個(gè)污水處理廠的50％～70％，所以優(yōu)化曝氣具有實(shí)際意義且節(jié)能潛力巨大。目前大部分污水處理廠采用“粗獷”型曝氣方式。只要出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，曝氣量基本不會(huì)改變。只有當(dāng)出水水質(zhì)（氨氮、總氮等）超標(biāo)時(shí)，才會(huì)改變曝氣量。

進(jìn)水負(fù)荷變化時(shí)，出水水質(zhì)就會(huì)產(chǎn)生波動(dòng)。進(jìn)水負(fù)荷偏高時(shí)，出水會(huì)超標(biāo)；進(jìn)水負(fù)荷偏低時(shí)，又會(huì)造成浪費(fèi)。在污水處理廠應(yīng)用在線水質(zhì)分析儀器，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)進(jìn)水負(fù)荷，通過(guò)生物處理模型優(yōu)化處理從而實(shí)現(xiàn)精確曝氣優(yōu)化控制。

污水處理廠生化降解處理脫氮過(guò)程中，除了溶解氧外，還有兩個(gè)重要的分析參數(shù)不容忽視，那就是氨氮和硝酸氮（硝氮），這些參數(shù)對(duì)于污水處理廠在低能耗狀態(tài)下，實(shí)現(xiàn)高處理效率和效果起著至關(guān)重要的作用。這三個(gè)參數(shù)互相關(guān)聯(lián)，它們之間的濃度對(duì)應(yīng)關(guān)系調(diào)整的好壞直接關(guān)系到污水處理的效果和風(fēng)機(jī)的電力消耗。

一個(gè)完整的脫氮過(guò)程包含硝化和反硝化過(guò)程。在硝化過(guò)程中，風(fēng)機(jī)引入足量的空氣，溶氧濃度升高并維持在約2mg/l的平均水平，在好氧環(huán)境下把氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸氮。此時(shí)，氨氮濃度會(huì)逐步減小，硝酸氮濃度相應(yīng)增大。在反硝化過(guò)程中，風(fēng)機(jī)停止工作，在缺氧環(huán)境下硝酸氮逐步被還原成氮?dú)猓^(guò)程成功完成，同時(shí)污水中的氨氮濃度逐漸增高。在此反應(yīng)過(guò)程中，實(shí)時(shí)檢測(cè)水體的氨NH4+、硝酸氮NO3-、溶解氧的濃度，可以進(jìn)行準(zhǔn)確的工藝模型構(gòu)建。同時(shí)污水處理廠要想讓出水的氨氮和總氮都達(dá)標(biāo)，且具有較高的處理效率，就需要通過(guò)精確工藝模型構(gòu)建基礎(chǔ)上對(duì)曝氣進(jìn)行精確控制。

污水處理廠傳統(tǒng)典型的曝氣控制類型主要有兩大類：

第一類是直接控制風(fēng)機(jī)，如圖1所示。系統(tǒng)采集安裝在好氧池中的溶解氧分析儀測(cè)得的溶解氧值，與系統(tǒng)的設(shè)定值（此設(shè)定值可以由用戶設(shè)定）進(jìn)行比較。如果實(shí)際溶解氧值比設(shè)定值大，則減小風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，從而減少曝氣量，逐漸使好氧池的溶解氧下降，最終與設(shè)定值一致。如果實(shí)際溶解氧值比設(shè)定值小，則增大風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，從而增大曝氣量，逐漸使好氧池的溶解氧上升，最終與設(shè)定值一致。對(duì)于這種控制方式，曝氣管道的空氣壓力會(huì)有一定波動(dòng)，不利于曝氣的控制，一般用于小型污水處理廠的曝氣控制。

第二類是直接控制閥門(mén)，如圖2所示。系統(tǒng)采集安裝在好氧池中的溶解氧分析儀測(cè)得的溶解氧值，與系統(tǒng)的設(shè)定值進(jìn)行比較，按照上述第一類的控制方式去控制閥門(mén)開(kāi)度。同時(shí)，系統(tǒng)采集曝氣管道的壓力，并與壓力設(shè)定值比較。如果實(shí)際壓力比設(shè)定值大，則減小風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速；如果實(shí)際壓力比設(shè)定值小，則增大風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速；最終使曝氣管道的壓力保持恒定。對(duì)于這種控制方式，在曝氣管道壓力恒定的情況下，閥門(mén)開(kāi)度與曝氣量的線性關(guān)系比較好，能夠較好的控制曝氣量，一般用于大、中型污水處理廠的曝氣控制。

以上兩種傳統(tǒng)控制方法的缺點(diǎn)在于：

一是由于時(shí)間延遲，即從開(kāi)始曝氣到池內(nèi)DO（dissolved?oxygen，溶解氧）變化需要一段時(shí)間，造成溶解氧的控制波動(dòng)很大；

二是傳統(tǒng)方法能耗高，為了保證安全運(yùn)行，系統(tǒng)的DO設(shè)定值只能保持在較高的數(shù)值上，保持了過(guò)大的余度而造成浪費(fèi)；

三是過(guò)大的波動(dòng)會(huì)使得池內(nèi)的生物環(huán)境不穩(wěn)定，干擾生物系統(tǒng)的工作。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有曝氣控制方式的上述缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供一種污水處理精確曝氣系統(tǒng)，通過(guò)實(shí)時(shí)在線溶解氧、氨氮、硝酸氮參數(shù)變化率檢測(cè)和趨勢(shì)分析，得出最佳曝氣量的控制參數(shù)，從而驅(qū)動(dòng)曝氣流量控制模塊的輸出，得到最佳需氧量控制效果。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

一種污水處理精確曝氣系統(tǒng)，包括順序連接的厭氧池、缺氧池以及好氧池，空氣源通過(guò)流量控制模塊輸入好氧池內(nèi)；所述好氧池內(nèi)安裝有溶解氧分析儀，所述好氧池末端安裝有第一氨氮硝氮分析儀，所述溶解氧分析儀和第一氨氮硝氮分析儀的輸出連接至中央處理模塊，所述中央處理模塊的輸出控制所述流量控制模塊。

其進(jìn)一步的技術(shù)方案為：所述厭氧池前端安裝有第二氨氮硝氮分析儀，所述第二氨氮硝氮分析儀的輸出連接至中央處理模塊。

以及，其進(jìn)一步的技術(shù)方案為：所述第一氨氮硝氮分析儀、第二氨氮硝氮分析儀采集氨氮和硝酸氮兩個(gè)參數(shù)。

以及，其進(jìn)一步的技術(shù)方案為：所述流量控制模塊為流量調(diào)節(jié)閥。