[發(fā)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?zhí)枺?/td>: 201410144042.2
• 申請日: 2014-04-10
• 公開（公告）號: CN103936151A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭永臻;劉文龍;苗圓圓;王淑瑩
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于短程硝化反硝化的脈沖式SBR強(qiáng)化低碳源城市污水高效脫氮除磷的裝置及工藝，屬于污水處理領(lǐng)域。

背景技術(shù)

氮、磷元素導(dǎo)致的水體富營養(yǎng)化已經(jīng)成為一個(gè)全球性難題。為解決這個(gè)難題，人們制定了越來越嚴(yán)格的污水排放標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)人們也在不斷改進(jìn)污水處理工藝。對于市政污水的脫氮除磷而言，生物處理法是最為經(jīng)濟(jì)的。然而，污水中的碳源不足使得污水處理廠無法實(shí)現(xiàn)高效的脫氮除磷。因此，解決原水碳源的限制性問題成為了一個(gè)重要的研究方向。

目前研究的途徑主要集中在以下兩點(diǎn)：（1）原水碳源利用率的最大化；（2）碳源使用量的最小化。分段進(jìn)水是最大化利用原水碳源的有效途徑，該工藝通過采用原水分流方式和過程控制，不但強(qiáng)化了厭缺氧微生物對于原水碳源的有效利用，而且盡可能地減少了好氧階段的有機(jī)負(fù)荷，節(jié)約了曝氣消耗，進(jìn)而大大提高了氮磷的去除效果。不過，分段進(jìn)水工藝的處理效果依舊受原水C/N的限制，當(dāng)所處理的城市污水的C/N小于5時(shí)，不投加外碳源也無法實(shí)現(xiàn)出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。

短程生物脫氮技術(shù)是將生物硝化過程控制在氨氧化階段，而后直接進(jìn)行反硝化的脫氮途徑。相比于全程脫氮，它不但節(jié)省了進(jìn)一步曝氣氧化所需的能源，而且也節(jié)省了反硝化所需的碳源。對于處理低碳源城市污水而言，短程脫氮的實(shí)現(xiàn)可以從減少碳源使用量的角度大大緩解原水碳源的限制性問題。然而，如何實(shí)現(xiàn)短程脫氮的穩(wěn)定和短程脫氮過程中亞硝酸鹽積累對微生物代謝的毒害作用是制約短程脫氮工藝得以應(yīng)用的最大難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明專利的目的在于提出了一套針對低碳氮比城市污水同步脫氮除磷的處理裝置及實(shí)時(shí)控制方法。本發(fā)明通過改變傳統(tǒng)SBR法的運(yùn)行方式，采用遞減進(jìn)水缺好氧交替的運(yùn)行方法，充分利用了原污水中的碳源有機(jī)物，并結(jié)合實(shí)時(shí)過程控制合理分配了每一段的硝化、反硝化時(shí)間，穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的短程硝化反硝化，并通過設(shè)置厭氧段的方式滿足了聚磷菌對于生物除磷的要求。

本發(fā)明的目的是通過以下解決方案來解決的：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(jìn)水管連接進(jìn)水泵（2）和進(jìn)水閥門（3）與SBR反應(yīng)器（4）連接；SBR反應(yīng)器（4）還設(shè)有出水管、曝氣管、溢流管（27）和取樣口（25）；出水管上設(shè)置出水閥門（26）；曝氣管與轉(zhuǎn)子流量計(jì)（6）和氣泵（5）連接。

在SBR反應(yīng)器內(nèi)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）；上述傳感器經(jīng)數(shù)據(jù)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(jì)算機(jī)（17）的數(shù)據(jù)信號輸入接口連接；計(jì)算機(jī)（17）通過數(shù)據(jù)信號線（18）與過程控制器（19）連接；過程控制器的進(jìn)水泵繼電器（20）、進(jìn)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(jìn)水泵（2）、進(jìn)水閥門（3）、氣泵（5）、攪拌器（8）和出水閥門（26）連接。

本發(fā)明提供的一種低碳源城市污水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(yùn)行工藝，采用實(shí)時(shí)過程控制耦合缺好氧交替的運(yùn)行方式穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的短程硝化反硝化，并采用三段遞減進(jìn)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(jī)物和氮磷污染物質(zhì)，具體工序如下：

Ⅰ進(jìn)水根據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)水量確定進(jìn)水時(shí)間，并通過過程控制器控制進(jìn)水泵和進(jìn)水閥門的開閉，系統(tǒng)啟動后，啟動進(jìn)水泵和進(jìn)水閥門將待處理污水注入SBR反應(yīng)器，當(dāng)達(dá)到預(yù)先設(shè)定的時(shí)間后自動關(guān)閉進(jìn)水泵和進(jìn)水閥門，進(jìn)水結(jié)束；

Ⅱ厭氧攪拌進(jìn)水結(jié)束后，攪拌器自動開啟，系統(tǒng)進(jìn)入?yún)捬鯏嚢桦A段，由在線ORP傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)中的ORP值，并通過數(shù)據(jù)采集實(shí)時(shí)將所獲得的ORP值數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中，當(dāng)過程控制得到表征厭氧釋磷完成的信號后，進(jìn)入第Ⅲ道工序；

Ⅲ曝氣啟動氣泵，空氣通過曝氣管、轉(zhuǎn)子流量計(jì)和黏砂塊曝氣頭擴(kuò)散到SBR反應(yīng)器中，系統(tǒng)進(jìn)入好氧硝化階段；由在線DO傳感器和pH傳感器分別監(jiān)測水中的DO和pH值，采集的DO和pH值信息實(shí)時(shí)輸入到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行濾波和求導(dǎo)處理，得到過程控制變量，并通過控制策略對得出的實(shí)時(shí)控制變量進(jìn)行對比，當(dāng)滿足好氧硝化結(jié)束條件時(shí)，結(jié)束好氧硝化過程，氣泵自動關(guān)閉，曝氣停止；