一種深床反硝化濾池控制氮?dú)忉尫趴刂品椒?br> 【專利摘要】本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于污水處理深床反硝化濾池工藝的氮?dú)忉尫偶夹g(shù)，水頭損失總量控制氮?dú)忉尫偶夹g(shù)設(shè)定氮?dú)忉尫砰g隔周期內(nèi)濾床中堆積懸浮物、生物淤泥和氮?dú)庖鸬淖畲笏^損失為固定值ΔHmax，將該值輸入控制系統(tǒng)，當(dāng)過濾及反硝化過程濾床水頭損失測(cè)量參數(shù)增至ΔHmax，氮?dú)忉尫艈?dòng)，本方案氮?dú)忉尫偶夹g(shù)通過濾床截留懸浮物產(chǎn)生的水頭損失經(jīng)驗(yàn)曲線或時(shí)間控制氣水全反沖，該氮?dú)忉尫偶夹g(shù)增加懸浮物和生物淤泥引起水頭損失進(jìn)行參數(shù)修正，動(dòng)態(tài)模擬濾床堆積氮?dú)庠籴尫诺獨(dú)獾倪^程，準(zhǔn)確判斷各個(gè)氮?dú)忉尫胖芷冢娱L(zhǎng)濾池過濾周期，降低濾池氮?dú)忉尫蓬l率，降低濾池運(yùn)行的能耗和水耗。
【專利說明】一種深床反硝化濾池控制氮?dú)忉尫趴刂品椒?br>
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明應(yīng)用于污水處理廠深床反硝化濾池，主要通過優(yōu)化氮?dú)忉尫偶夹g(shù)，提高深 床反硝化濾池使用性能。

【背景技術(shù)】
[0002] 污水處理廠深度處理常采用深床反硝化濾池作為反硝化脫氮和過濾工藝。反硝化 過程，缺氧環(huán)境下微生物利用碳源，將硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)?，氮?dú)夥肿油ㄟ^碰撞形成氣泡，占 據(jù)濾料之間間隙，使得濾床水頭損失快速增加，需要定期釋放，恢復(fù)濾床過濾能力。
[0003] 深床反硝化濾池氮?dú)忉尫欧绞綖?，采用一定?qiáng)度水反沖濾料層，水流牽引濾床中 氣泡向上移動(dòng)排出。氮?dú)忉尫潘礇_時(shí)間大約1-3分鐘。氮?dú)忉尫挪桓淖優(yōu)V床截留懸浮物 和生物淤泥引起的水頭損失，只消除氮?dú)舛逊e引起的水頭損失。
[0004] 氮?dú)忉尫胚^程的控制方法有：（方法一）相鄰氮?dú)忉岄g隔時(shí)間稱為氮?dú)忉尫砰g隔 周期，通常通過經(jīng)驗(yàn)設(shè)定為固定值，氮?dú)忉尫砰g隔周期設(shè)定，不考慮進(jìn)水流量變化或硝基氮 濃度變化對(duì)氮?dú)猱a(chǎn)生量的影響，定時(shí)釋放氮?dú)?。（方法二）氮?dú)舛逊e負(fù)荷總量控制技術(shù)用于 氮?dú)忉尫?，該技術(shù)設(shè)定濾床的能夠堆積氮?dú)獾呢?fù)荷為固定值。氮?dú)馑礇_釋放結(jié)束后，開始 累積計(jì)算氮?dú)獾漠a(chǎn)生量，達(dá)到設(shè)定值，水反沖啟動(dòng)，釋放氮?dú)狻Ｔ摷夹g(shù)忽略懸浮物和生物淤 泥堆積對(duì)氮?dú)舛逊e的影響，能夠有效控制過濾周期前半期的氮?dú)忉尫牛珵V池運(yùn)行后半期 濾床堆積的懸浮物和生物淤泥將對(duì)氮?dú)庠跒V床中的堆積負(fù)荷影響加劇，后半期的氮?dú)忉尫?無法有效控制。
[0005] 實(shí)際應(yīng)用過程，進(jìn)水流量降低或進(jìn)水硝基氮濃度降低時(shí)，氮?dú)猱a(chǎn)生量減少，氮?dú)忉?放間隔周期應(yīng)當(dāng)延長(zhǎng)，氮?dú)忉尫蓬l率應(yīng)當(dāng)降低；流量增加或進(jìn)水硝基氮濃度增加時(shí)，氮?dú)忉?放頻率也應(yīng)適當(dāng)增加。氮?dú)忉尫砰g隔周期設(shè)定為固定值并不能夠因流量或進(jìn)水硝基氮濃度 變化而調(diào)整，造成濾床水頭損失或者過早恢復(fù)，增加能耗；或者未能及時(shí)恢復(fù)，增加能耗， 縮短過濾周期，增加反沖水耗。
[0006] 深床反硝化濾池采用石英砂作為濾料，石英砂濾料空隙率約為42 %，即濾料顆粒 之間空隙體積總和約為濾料堆積體積的42%。懸浮物和生物淤泥在濾床中的堆積體積約 為濾床空隙體積的10 %，計(jì)算可知濾床能夠堆積懸浮物和生物淤泥體積約為濾床體積的 4. 2%。濾床能夠堆積最大氮?dú)饬繛?0克/立方米，計(jì)算濾床能夠堆積的氮?dú)獾亩逊e體積 為濾床體積的2. 3%。隨著濾床堆積懸浮物和生物游泥濃度的增加，氮?dú)庠跒V床中的堆積負(fù) 荷也將減少。因此，為有效控制深床反硝化濾池的氮?dú)忉尫艖?yīng)考慮濾床堆積懸浮物和生物 淤泥的影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 深床反硝化濾池反硝化過程產(chǎn)生氮?dú)舛逊e在濾床內(nèi)，使得濾床水頭損失快速增 力口，影響深床反硝化濾池正常運(yùn)行，需要在單個(gè)過濾周期內(nèi)多次釋放氮?dú)狻V床截留的的懸 浮物、反硝化產(chǎn)生的生物淤泥和氮?dú)夤餐饔檬沟脼V床水頭損失增加。水頭損失總量控制 氮?dú)忉尫偶夹g(shù)設(shè)定氮?dú)忉尫砰g隔周期內(nèi)濾床中堆積懸浮物、生物淤泥和氮?dú)庖鸬淖畲笏?頭損失為固定值△ Hmax，將該值輸入控制系統(tǒng)，當(dāng)過濾及反硝化過程，濾床水頭損失測(cè)量參 數(shù)增至AHmax，氮?dú)忉尫艈?dòng)。本方案氮?dú)忉尫偶夹g(shù)通過濾床截留懸浮物產(chǎn)生的水頭損失 經(jīng)驗(yàn)曲線或時(shí)間控制氣水全反沖。該方案氮?dú)忉尫偶夹g(shù)增加懸浮物和生物淤泥引起水頭損 失進(jìn)行參數(shù)修正，動(dòng)態(tài)模擬濾床堆積氮?dú)庠籴尫诺獨(dú)獾倪^程，準(zhǔn)確判斷各個(gè)氮?dú)忉尫胖芷凇?延長(zhǎng)濾池過濾周期，降低濾池氮?dú)忉尫蓬l率，降低濾池運(yùn)行的能耗和水耗。
[0008] 水頭損失總量控制氮?dú)忉尫偶夹g(shù)為新型的氮?dú)忉尫趴刂萍夹g(shù)，實(shí)際應(yīng)用過程，深 床反硝化濾池（5)每格濾池安裝在線水頭損失檢測(cè)儀（15)和濾池液位（7)向自動(dòng)控制系 統(tǒng)（8)實(shí)時(shí)反饋每格濾池水頭損失信號(hào)。設(shè)定氮?dú)忉尫砰g隔周期內(nèi)濾床中堆積懸浮物、生 物游泥和氮?dú)庖鸬淖畲笏^損失為固定值△Hmax，輸入控制系統(tǒng)（8)。
[0009] 相鄰氮?dú)忉尫砰g隔周期內(nèi)，濾床截留懸浮物、生物淤泥和氮?dú)夤餐饔檬沟迷跒V 床水頭損失快速增加，如圖2,水頭損失在線檢測(cè)儀（15)給控制系統(tǒng)（8)反饋水頭損失測(cè)量 值并繪制曲線（1)，當(dāng)測(cè)量水頭損失曲線（1)觸及氮?dú)忉尫潘^損失設(shè)定值△Hmax時(shí)，氮?dú)?釋放流程啟動(dòng)，水反沖脫除濾床中堆積的氮?dú)?，消除氮?dú)庖鸬乃^損失，恢復(fù)濾池的過濾 及反硝化能力。
[0010] 水頭損失信號(hào)在常規(guī)濾池應(yīng)用中參與濾池氣水反沖的啟動(dòng)控制，而在本發(fā)明中水 頭損失信號(hào)參與氮?dú)忉尫诺膯?dòng)控制。濾池的氣水全反沖，通過：(a)時(shí)間控制，即設(shè)定固 定的濾池過濾周期，累計(jì)時(shí)間達(dá)到設(shè)定值，濾池氣水全反沖啟動(dòng)；(b)如圖3,水頭損失經(jīng)驗(yàn) 曲線控制，即根據(jù)懸浮物平均去除濃度、硝基氮平均去除濃度和平均濾速，確定濾床截留進(jìn) 水懸浮物和反硝化產(chǎn)生的生物淤泥共同作用形成的水頭損失經(jīng)驗(yàn)曲線（4)，隨著過濾進(jìn)程， 經(jīng)驗(yàn)曲線觸及水頭損失氣水反沖設(shè)定值ΛΗ &?Ψ，濾池氣水全反沖流程啟動(dòng)。
[0011] 本發(fā)明將帶來以下有益效果:
[0012] 1.水頭損失總量控制氮?dú)忉尫偶夹g(shù)適用于流量和進(jìn)水硝基氮變化或不變的任何 狀況的實(shí)際應(yīng)用。
[0013] 2.確保每次氮?dú)忉尫虐l(fā)生在正確的時(shí)間。
[0014] 3.提高深床反硝化濾池系統(tǒng)運(yùn)行效率，降低能耗，延長(zhǎng)過濾周期。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1水頭損失測(cè)量曲線及氮?dú)忉尫趴刂茍D
[0016] 圖2水頭損失測(cè)量曲線、氮?dú)忉尫趴刂坪蜌馑礇_控制圖
[0017] 圖3深床濾池系統(tǒng)
[0018] 圖4氮?dú)忉尫趴刂屏鞒?br> [0019] 圖5濾池氣水全反沖流程
[0020] 1-水頭損失測(cè)量曲線，2-氮?dú)忉尫抛畲笏^損失設(shè)定值，3-氣水反沖水頭損失最 大值，4-懸浮物和生物淤泥形成的水頭損失經(jīng)驗(yàn)曲線，5-深床濾池，6-進(jìn)水閥，7-排水堰， 8-控制系統(tǒng)，9-排水閥，10-進(jìn)氣閥，11-風(fēng)機(jī)，12-出水閥，13-反沖水進(jìn)水閥，14-反沖水 泵，15水頭損失儀。

【具體實(shí)施方式】
[0021] 水頭損失總量控制氮?dú)忉尫殴に囮P(guān)鍵控制因素為：(a)水頭損失在線檢測(cè)儀表 (15)參與氮?dú)忉尫趴刂疲?b)水頭損失在線檢測(cè)儀表15不參與氣水反沖控制，通過計(jì)算SS 和生物淤泥的累積量和最大堆積負(fù)荷比較來控制氣水反沖。
[0022] 氮?dú)忉尫帕鞒蹋?br> [0023] ?水頭損失在線檢測(cè)儀表15測(cè)量值大于等于設(shè)定值，啟動(dòng)氮?dú)忉尫懦绦?br> [0024] ?關(guān)閉進(jìn)水閥6和出水閥12
[0025] ?打開反沖水進(jìn)水閥13,啟動(dòng)反沖水泵14
[0026] ?水反沖30-90秒
[0027] ?關(guān)閉反沖水泵14和反沖水進(jìn)水閥13
[0028] ?打開出水閥12
[0029] ?打開進(jìn)水閥6
[0030] 氣水反沖控制：
[0031] 將深床反硝化濾池系統(tǒng)進(jìn)水平均懸浮物濃度和出水懸浮物濃度參數(shù)輸入控制系 統(tǒng)，將進(jìn)出水硝基氮濃度參數(shù)輸入控制系統(tǒng)，即可獲得本系統(tǒng)進(jìn)水懸浮物和反硝化產(chǎn)生的 生物淤泥形成的水頭損失經(jīng)驗(yàn)曲線（4)，隨著過濾進(jìn)程，水頭損失經(jīng)驗(yàn)曲線的ΛΗ不斷升 高，觸及水頭損失氣水反沖設(shè)定值ΔΗ &?Ψ，濾池氣水反沖流程：
[0032] ?關(guān)閉進(jìn)水閥6和出水閥12
[0033] ?打開排水閥9
[0034] ?啟動(dòng)反沖風(fēng)機(jī)11，打開反沖空氣進(jìn)氣閥10,空氣反沖90-180秒
[0035] ?啟動(dòng)反沖水泵14,打開反沖水進(jìn)水閥13,氣水同時(shí)反沖300-600秒
[0036] ?關(guān)閉反沖風(fēng)機(jī)11，關(guān)閉反沖空氣進(jìn)氣閥10,單獨(dú)水反沖300-600秒
[0037] ?關(guān)閉反沖水泵14和反沖水進(jìn)水閥13
[0038] ?打開出水閥12
[0039] ?關(guān)閉排水閥9
[0040] ?打開進(jìn)水閥6。
【權(quán)利要求】
1. 一種深床反硝化濾池控制氮?dú)忉尫趴刂品椒?，深床反硝化濾池（5)每格濾池安裝 在線水頭損失檢測(cè)儀（15)，向自動(dòng)控制系統(tǒng)（8)實(shí)時(shí)反饋每格濾池水頭損失信號(hào)。設(shè)定 氮?dú)忉尫砰g隔周期內(nèi)濾床中堆積懸浮物、生物淤泥和氮?dú)庖鸬淖畲笏^損失為固定值 Λ Hmax，輸入控制系統(tǒng)（8)，水頭損失在線檢測(cè)儀（15)給控制系統(tǒng)（8)反饋水頭損失測(cè)量值 并繪制曲線（1)，當(dāng)測(cè)量水頭損失曲線（1)觸及氮?dú)忉尫潘^損失設(shè)定值△Hmax時(shí)，氮?dú)忉?放流程啟動(dòng)，濾池的氣水全反沖，通過：(a)時(shí)間控制，即設(shè)定固定的濾池過濾周期，累計(jì)時(shí) 間達(dá)到設(shè)定值，濾池氣水全反沖啟動(dòng)；(b)如圖3,水頭損失經(jīng)驗(yàn)曲線控制，即根據(jù)懸浮物平 均去除濃度、硝基氮平均去除濃度和平均濾速，確定濾床截留進(jìn)水懸浮物和反硝化產(chǎn)生的 生物淤泥共同作用形成的水頭損失經(jīng)驗(yàn)曲線（4)，隨著過濾進(jìn)程，經(jīng)驗(yàn)曲線觸及水頭損失氣 水反沖設(shè)定值Δ Η 濾池氣水全反沖流程啟動(dòng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種深床反硝化濾池控制氮?dú)忉尫趴刂品椒ㄖ械牡獨(dú)忉尫帕?程的控制步驟： ?水頭損失在線檢測(cè)儀表（15)測(cè)量值大于等于設(shè)定值，啟動(dòng)氮?dú)忉尫懦绦??關(guān)閉進(jìn)水閥（6)和出水閥（12) ?打開反沖水進(jìn)水閥（13)，啟動(dòng)反沖水泵（14) ?水反沖30-90秒 ?關(guān)閉反沖水泵（14)和反沖水進(jìn)水閥（13) ?打開出水閥（12) ?打開進(jìn)水閥（6)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種深床反硝化濾池控制氮?dú)忉尫趴刂品椒ㄖ械臑V池氣水全 反沖流程的控制步驟： ?關(guān)閉進(jìn)水閥（6)和出水閥（12) ?打開排水閥（9) ?啟動(dòng)反沖風(fēng)機(jī)（11)，打開反沖空氣進(jìn)氣閥（10)，空氣反沖90-180秒 ?啟動(dòng)反沖水泵（14)，打開反沖水進(jìn)水閥（13)，氣水同時(shí)反沖300-600秒 ?關(guān)閉反沖風(fēng)機(jī)（11)，關(guān)閉反沖空氣進(jìn)氣閥（10)，單獨(dú)水反沖300-600秒 ?關(guān)閉反沖水泵（14)和反沖水進(jìn)水閥（13) ?打開出水閥（12) ?關(guān)閉排水閥（9) ?打開進(jìn)水閥（6)。
【文檔編號(hào)】C02F3/28GK104192999SQ201410377835
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月4日
【發(fā)明者】霍祥明, 周國棟, 張效剛, 錢健, 趙錦輝, 翟鵬翔, 宋建峰, 李建華 申請(qǐng)人:江蘇優(yōu)聯(lián)環(huán)境發(fā)展有限公司