[發明專利]一種低碳源城市污水高效脫氮除磷的裝置及方法

有效

• 申請號: 201410144042.2
• 申請日: 2014-04-10
• 公開（公告）號: CN103936151A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 彭永臻;劉文龍;苗圓圓;王淑瑩
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

1.低碳源城市污水高效脫氮除磷裝置，其特征在于：原水箱（1）通過進水管連接進水泵（2）和進水閥門（3）與SBR反應器（4）連接；SBR反應器（4）還設有出水管、曝氣管、溢流管（27）和取樣口（25）；出水管上設置出水閥門（26）；曝氣管與轉子流量計（6）和氣泵（5）連接；

在SBR反應器內置攪拌器（8）、黏砂塊曝氣頭（7）、加熱棒（9）、溶解氧濃度DO傳感器（12）、pH傳感器（14）和氧化還原電位ORP傳感器（16）；溶解氧濃度DO傳感器（12）、pH傳感器（14）和氧化還原電位ORP傳感器（16）經數據線分別與DO測定儀（11）、pH測定儀（13）和ORP測定儀（14）連接后與計算機（17）的數據信號輸入接口連接；計算機（17）通過數據信號線（18）與過程控制器（19）連接；過程控制器的進水泵繼電器（20）、進水管閥門繼電器（21）、氣泵繼電器（22）、攪拌器繼電器（23）和出水管閥門繼電器（24）分別與進水泵（2）、進水閥門（3）、氣泵（5）、攪拌器（8）和出水閥門（26）連接。

2.利用權利要求1的低碳源城市污水高效脫氮除磷裝置高效脫氮除磷工藝及過程控制方法，其特征在于，為一種脈沖式SBR運行工藝，采用實時過程控制耦合缺好氧交替的運行方式穩定實現了系統的短程硝化反硝化，并采用三段遞減進水方式充分利用了原水中的碳源，高效去除了污水中的有機物和氮磷污染物質，具體包括如下：

Ⅰ進水根據設計進水量確定進水時間，并通過過程控制器控制進水泵和進水閥門的開閉，系統啟動后，啟動進水泵和進水閥門將待處理污水注入SBR反應器，當達到預先設定的時間后自動關閉進水泵和進水閥門，進水結束；

Ⅱ厭氧攪拌進水結束后，攪拌器自動開啟，系統進入厭氧攪拌階段，由在線ORP傳感器實時監控系統中的ORP值，并通過數據采集實時將所獲得的ORP值數據信息傳輸到計算機中，當過程控制得到表征厭氧釋磷完成的信號后，進入第Ⅲ道工序；

Ⅲ曝氣啟動氣泵，空氣通過曝氣管、轉子流量計和黏砂塊曝氣頭擴散到SBR反應器中，系統進入好氧硝化階段；由在線DO傳感器和pH傳感器分別監測水中的DO和pH值，采集的DO和pH值信息實時輸入到計算機中進行濾波和求導處理，得到過程控制變量，并通過控制策略對得出的實時控制變量進行對比，當滿足好氧硝化結束條件時，結束好氧硝化過程，氣泵自動關閉，曝氣停止；

Ⅳ加原水缺氧攪拌根據第二段進水量確定進水時間，并通過過程控制器自動開啟進水泵和進水管閥門，當達到設定進水時間后自動關閉進水泵和進水管閥門；第二段進水完畢后，系統進入缺氧反硝化階段，反硝化過程由在線ORP傳感器和pH傳感器監控，實時將所獲得的數據信息傳輸到計算機進行處理，處理后的數據作為缺氧反硝化的實時控制參數，當過程實時控制其得到表征反硝化完成的信號后，進入第Ⅴ道工序；

Ⅴ曝氣開啟氣泵對系統進行第二次曝氣，重復第Ⅲ道工序中的曝氣過程，實時監測系統中的DO和pH值，并通過過程控制器控制曝氣過程；

Ⅵ加原水缺氧攪拌重復第Ⅳ道工序，投加第三批原水，此時反應器已滿負荷運行，實時監測系統中的ORP和pH值，并通過過程控制器控制反硝化過程；

Ⅶ曝氣重復第Ⅴ道工序中的曝氣過程，進行第三次曝氣，實時監測系統中的DO和pH值，并通過過程控制器控制曝氣過程；當曝氣結束后，同時關閉氣泵和攪拌器，系統進入第Ⅷ道工序；

Ⅷ沉淀和排水根據計算機中設定的沉淀時間控制系統中的時間控制器，直到沉淀完成自動打開出水管閥門，處理后的水經過出水管排出反應器外，達到設定的排水時間后自動關閉出水管閥門；

Ⅸ閑置排水結束后，根據計算機中設定的閑置時間進行反應器的閑置，通過實時過程控制器控制系統中的時間控制器，當達到預定的閑置時間后系統自動進入下一個周期的第Ⅰ道工序。

3.按照權利要求2的方法，其特征在于，第Ⅱ道工序中厭氧釋磷完成的條件為ORP穩定在-200mV以下，且超過10min。

4.按照權利要求2的方法，其特征在于，第Ⅲ道工序中好氧硝化結束的條件為：pH的一階導數由負變正，且曝氣時間t>2h時；或DO>2mg/L，且曝氣時間t>2h時。

5.按照權利要求2的方法，其特征在于，第Ⅴ和第Ⅶ道工序中好氧硝化結束的條件為：pH的一階導數絕對值小于0.002min^-1，且曝氣時間t>0.5h時；或DO>2mg/L，且曝氣時間t>1h時。