[發明專利]污水廠自動實時控制溶解氧、污泥負荷和污泥齡的方法有效

申請號：	201410305517.1	申請日：	2014-06-30
公開（公告）號：	CN104090488B	公開（公告）日：	2017-08-04
發明（設計）人：	朱奧;王浩昌;趙冬泉;霍志華;馮江	申請（專利權）人：	北京清控人居環境研究院有限公司
主分類號：	G05B13/04	分類號：	G05B13/04;C02F3/12;C02F3/30
代理公司：	北京青松知識產權代理事務所(特殊普通合伙)11384	代理人：	鄭青松
地址：	100083 北京市海***	國省代碼：	北京;11
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摘要：
搜索關鍵詞：	污水自動實時控制溶解氧污泥負荷方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及環保技術領域，尤其涉及污水廠自動實時控制溶解氧、污泥負荷和污泥齡的方法。

背景技術

水質環境的嚴重惡化，制約著國民經濟的可持續發展，提高了民眾的生活成本和健康風險；水污染控制規模和水平的提高將極大地促進水環境的質量改善。水污染控制的主體是污水處理廠，污水處理廠的穩定運行及節能降耗，可以顯著提高水環境質量，并降低治理成本。

在我國的污水處理廠中，AAO(Anaerobic-Anoxic-Oxic)工藝是城市污水處理廠最常用的活性污泥法工藝之一，其基本主體生化段構型為厭氧區、缺氧區、好氧區和二沉池。在污水處理的過程中，為了最大化的發揮AAO工藝的脫氮除磷優勢，必須考慮在入水水質水量的雙重動態干擾下，通過穩定系統的污泥負荷、污泥齡和好氧池溶解氧，以使普通異養菌、氨氧化菌、聚磷菌能在厭氧、缺氧、好氧、沉淀的空間交替循環中得到適量的底物，并獲得代謝的適宜環境，同時又有足夠的持留時間而不被排出系統。污泥負荷過高或污泥齡過低容易引起生物泡沫和非絲狀膨脹等問題；而污泥負荷過低或污泥齡過長容易引起污泥老化和絲狀膨脹等問題。只有當污泥負荷、污泥齡穩定，系統才具備達到穩態工作狀態的基礎。

當前國內大量的AAO工藝在控制中并未充分考慮入水水質水量的雙重動態波動性，而僅采用固定曝氣量、固定污泥回流量和固定剩余污泥排放量的控制策略，并且大部分污水廠還停留在采用人工手動調節的水平。這種運行控制模式，無法對強烈的水質水量波動性進行有效識別和應變，造成各類功能菌群的可代謝底物濃度總是過高或過低，環境條件總是不適于特定代謝需求，細菌在系統中的持留時間總體過長，從而導致出水水質強烈依從于入水水質。嚴重時會產生污泥膨脹、生物泡沫、二沉池跑泥和系統老化等諸多伴生問題。總之，傳統的運行控制方法極大地降低了系統的穩定性，造成能源分配不合理，使得我國污水廠呈現高耗低效的整體運行狀態。

因此，如何穩定有效地維持并提高污水處理的效果并降低污水處理過程中的能耗就成為亟待解決的問題。

發明內容

本發明提供了污水廠的自動實時控制溶解氧、污泥負荷和污泥齡的方法，該方法適用于傳統AAO工藝及其若干改進形式，如：倒置AAO、改良AAO、UCT、MUCT、分段/分級進水AAO及其它任何包含厭氧-缺氧-好氧組合形式的污水生物處理工藝。本發明方法能夠自動識別入水水質水量波動帶來的微生物代謝水平變化，通過實時調整污泥回流量穩定污泥負荷；同時為了穩定整個生化反應過程，同步提供了曝氣池溶解氧穩定控制功能和污泥齡實時控制功能。

具體包括以下步驟：

參數設定步驟，設置好氧池溶解氧儀、好氧池比耗氧速率、污泥齡和二沉池泥位的設定值；

數據采集步驟，通過進水流量計、好氧池污泥濃度計、溶解氧儀、氣體流量計、在線耗氧速率儀、剩余污泥流量計、剩余污泥濃度計、出水污泥濃度計、二沉池泥位儀和出水流量計采集參數；

數據處理步驟，通過數據采集步驟采集到的參數，計算好氧池溶解氧、比耗氧速率、污泥齡和二沉池泥位的測量值；

系統調節步驟，將數據處理步驟得到處理后的測量值與數據設定步驟中的設定值進行比較，并根據比較結果進行自動反饋調節。

數據處理步驟中比耗氧速率根據以下公式計算：

數據處理步驟中污泥齡根據以下公式計算：

系統調節步驟包括：實時調控污泥回流流量、總供氣量、曝氣支路閥門開度、剩余污泥排放流量。

所述污泥回流量的調控通過污泥回流控制器控制，所述剩余污泥排放量的調控通過污泥排放控制器控制，總供氣量和曝氣支路閥門開度的調控通過精確曝氣智能控制器控制。

調控污泥回流流量包括：

若數據處理步驟測得比耗氧速率高于參數設定步驟中好氧池比耗氧速率設定值，則通過污泥回流控制器提高污泥回流量以增加好氧池中的污泥濃度；

若數據處理步驟測得比耗氧速率低于參數設定步驟中好氧池比耗氧速率設定值，則通過污泥回流控制器降低污泥回流量以降低好氧池中的污泥濃度。