[發(fā)明專利]一種用于污水廠的總氮控制系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210135621.5
• 申請(qǐng)日: 2022-02-14
• 公開（公告）號(hào): CN114538538A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張克江;楊耕;吳蘅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都科衡環(huán)保技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): C02F1/00
• 分類號(hào): C02F1/00
• 代理公司: 北京百歐知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11930
• 代理人: 秦健

本申請(qǐng)屬于污水處理廠運(yùn)營(yíng)管理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于污水廠的總氮控制系統(tǒng)及方法；總氮控制系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)采集單元，包括設(shè)置在污水廠中預(yù)定位置處預(yù)定類型的監(jiān)測(cè)儀，用于采集污水中與總氮相關(guān)的水質(zhì)參數(shù)；處理單元，用于獲取數(shù)據(jù)采集單元采集的水質(zhì)參數(shù)，并根據(jù)各水質(zhì)參數(shù)與對(duì)應(yīng)預(yù)設(shè)值的對(duì)比結(jié)果，生成對(duì)應(yīng)的控制指令并將其對(duì)外發(fā)送；控制單元，用于接收處理單元發(fā)送的控制指令，并根據(jù)對(duì)應(yīng)的控制指令對(duì)相應(yīng)的控制裝置進(jìn)行控制，從而調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)水質(zhì)參數(shù)的數(shù)值。本申請(qǐng)的用于污水廠的總氮控制系統(tǒng)及方法，可實(shí)現(xiàn)污水廠對(duì)污水處理過程中總氮的智能精確化控制和管理，提高市政污水廠出水水質(zhì)的可控性、可靠性，且裝置成本低、占地小、適應(yīng)性強(qiáng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)屬于污水處理廠的運(yùn)營(yíng)管理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于污水廠的總氮控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

總氮(TN)，是水中各種形態(tài)的無(wú)機(jī)氮和有機(jī)氮的總和。其中無(wú)機(jī)氮一般包括NO₃^-、NO₂^-和NH₄⁺，有機(jī)氮一般包括蛋白質(zhì)、氨基酸和有機(jī)氨等，是衡量污水水質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。目前國(guó)內(nèi)市政污水處理廠對(duì)于出水總氮的排放有著嚴(yán)格的要求。如GB18918-2002一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)要求城鎮(zhèn)污水廠出水TN不得高于15mg/L。TN常被用來表示水體受營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)污染的程度。地表水中氮、磷物質(zhì)超標(biāo)時(shí)，微生物會(huì)大量繁殖，浮游生物生長(zhǎng)旺盛，導(dǎo)致水體的富營(yíng)養(yǎng)化。污水廠實(shí)際的運(yùn)營(yíng)維護(hù)管理中，總氮的去除是污水處理廠出水水質(zhì)達(dá)到國(guó)家或地方相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的關(guān)鍵。

總氮的去除與進(jìn)水有機(jī)物濃度(COD值)、可生化性(B/C值)和碳氮(CN)比密切相關(guān)。污水廠對(duì)于總氮的去除主要依賴硝化/反硝化工藝。硝化反應(yīng)是指在有氧的條件下，氨氮被硝化菌氧化成為亞硝酸鹽和硝酸鹽，自養(yǎng)好氧微生物的群體(亞硝酸細(xì)菌和硝酸細(xì)菌)共同完成硝化反應(yīng)，即氨氮被氧化成亞硝酸鹽氮，進(jìn)而被氧化為硝酸鹽氮。這一系列的氧化作用分別由亞硝酸菌、硝酸菌完成的，并從氧化過程中獲得能量。通常以CO₃^2-，HCO^-，CO₂等無(wú)機(jī)碳化合物作為碳源。反硝化過程是指在缺氧條件下，利用反硝化菌將亞硝酸鹽和硝酸鹽還原為氮?dú)獠奈鬯幸莩觯瑥亩_(dá)到除氮的目的。硝化反應(yīng)產(chǎn)生的硝酸鹽氮會(huì)被微生物還原成氮氧化物或氮?dú)狻＿@種反硝化作用是異養(yǎng)型兼性厭氧微生物群體成在缺氧條件下完成的，即溶解氧極低時(shí)硝酸鹽氮或亞硝酸鹽被反硝化細(xì)菌還原成N₂或N₂O。

采用活性污泥法的污水處理廠的核心是活性污泥中的大量微生物在生長(zhǎng)過程需要一部分氮作為體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成，用以維持微生物的正常生長(zhǎng)。這部分在微生物生長(zhǎng)過程中去除的污水中的氮為同化作用去除的氮。通過同化作用去除的氮是比較少的。碳C：氮N：磷P的比例100：5：1是指維持微生物基本生存所需要的營(yíng)養(yǎng)組分，也就是污水廠的微生物能正常生長(zhǎng)繁殖所能去除的氮大概占碳源的1/20。實(shí)際上，污水中所含的氮源遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于這個(gè)比例。

目前大多數(shù)污水廠完成了氨氮向硝酸鹽和亞硝酸鹽的轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致出水氨氮達(dá)標(biāo)了，但總氮仍然沒有達(dá)標(biāo)。既有污水廠的提標(biāo)改造主要是總氮的去除，而污水廠運(yùn)營(yíng)管理人員缺乏系統(tǒng)的技術(shù)支撐以達(dá)到精確控制出水總氮的排放要求。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的至少一個(gè)技術(shù)問題，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N用于污水廠的總氮控制系統(tǒng)及方法。

第一方面，本申請(qǐng)公開了一種用于污水廠的總氮控制系統(tǒng)，包括：

數(shù)據(jù)采集單元，所述數(shù)據(jù)采集單元包括設(shè)置在污水廠中預(yù)定位置處預(yù)定類型的監(jiān)測(cè)儀，用于采集污水中與總氮相關(guān)的水質(zhì)參數(shù)；

處理單元，用于獲取所述數(shù)據(jù)采集單元采集的水質(zhì)參數(shù)，并根據(jù)各水質(zhì)參數(shù)與其對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)值的對(duì)比結(jié)果，生成對(duì)應(yīng)的控制指令并將其對(duì)外發(fā)送；

控制單元，用于接收所述處理單元發(fā)送的控制指令，并根據(jù)對(duì)應(yīng)的控制指令對(duì)相應(yīng)的控制裝置進(jìn)行控制，從而調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)水質(zhì)參數(shù)的數(shù)值。