高氨氮高有機(jī)物廢水深度脫氮處理系統(tǒng)的控制方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供高氨氮高有機(jī)物廢水深度脫氮處理系統(tǒng)的控制方法及裝置。裝置中的原水調(diào)節(jié)池依次與ASBR反應(yīng)器、中間調(diào)節(jié)池以及SBR反應(yīng)器相連通，ASBR反應(yīng)器與儲(chǔ)氣罐相連通，SBR反應(yīng)器與空氣壓縮機(jī)相連通。方法步驟：將高氨氮高有機(jī)物廢水送至ASBR反應(yīng)器，在保持其恒溫的同時(shí)進(jìn)行機(jī)械攪拌；將ASBR反應(yīng)器處理后的出水與原水調(diào)節(jié)池中的原水混合后注入中間水池；將碳氮比為4:1到6:1之間的高氨氮高有機(jī)物廢水從中間池送至SBR反應(yīng)器先進(jìn)行內(nèi)碳源貯存過程，后進(jìn)行硝化與反硝化處理；在硝化結(jié)束后，進(jìn)行缺氧攪拌，直至內(nèi)源反硝化結(jié)束；反應(yīng)結(jié)束后，停止攪拌，進(jìn)行泥水分離，最后排水。本發(fā)明解決在處理高氨氮高有機(jī)物廢水脫氮過程中碳源利用率低及脫氮效率低的問題。
【專利說明】高氨氮高有機(jī)物廢水深度脫氮處理系統(tǒng)的控制方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及污水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是高氨氮高有機(jī)物廢水深度脫氮處理系統(tǒng)的控制方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們的生活水平逐漸提高，水污染問題已經(jīng)由有機(jī)物的污染逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榈椎奈廴荆鹚w富營養(yǎng)化，尤其是高氨氮廢水，會(huì)嚴(yán)重影響水環(huán)境。例如，垃圾滲濾液作為高氨氮廢水的一種，I噸滲濾液約相當(dāng)于loot城市污水所含污染物的濃度。而目前我國垃圾滲濾液產(chǎn)量迅速增加，污染日益嚴(yán)重。高氨氮高有機(jī)物廢水水質(zhì)獨(dú)特、成份復(fù)雜、污染物濃度高、污染程度強(qiáng)，一旦進(jìn)入水環(huán)境，會(huì)對其造成不可恢復(fù)的損害。然而至今尚未發(fā)現(xiàn)完善、有效的聞氣氣聞?dòng)袡C(jī)物廢水的處理技術(shù)。聞氣氣聞?dòng)袡C(jī)物廢水的脫氣問題一直是國內(nèi)外研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。目前，雖然可以通過傳統(tǒng)的好氧工藝如SBR、A/0、生物濾池和生物轉(zhuǎn)盤等能將污水中絕大多數(shù)的氨氮轉(zhuǎn)化成亞硝態(tài)氮或者硝態(tài)氮，但由于碳源的不足，因此對總氮的去除十分不理想。若要將總氮完全去除，則需外加碳源，勢必大大增加處理成本。所以研究開發(fā)先進(jìn)的高氨氮高有機(jī)物廢水的處理技術(shù)刻不容緩。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提供對高氨氮高有機(jī)物廢水深度脫氮處理系統(tǒng)的控制方法及裝置，并 且在處理過程中可解決碳源利用率低及脫氮效率低的缺點(diǎn)。包括以下步驟:
[0004]Al，將高氨氮高有機(jī)物廢水輸送至原水調(diào)節(jié)池中，通過pH傳感器監(jiān)測水中的pH值，根據(jù)PH值加酸加堿，使pH值在7.5-7.8的范圍之內(nèi)。待pH值滿足相應(yīng)要求時(shí)，通過實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中的時(shí)間控制器進(jìn)行計(jì)時(shí)，控制ASBR反應(yīng)器的進(jìn)水。系統(tǒng)啟動(dòng)后，進(jìn)水泵ASBK和進(jìn)水管閥門ASBK自動(dòng)開啟，將原水調(diào)節(jié)池中的溶液注入ASBR反應(yīng)器中，當(dāng)ASBR反應(yīng)器的進(jìn)水量達(dá)到ASBR反應(yīng)器容積的50%時(shí)，進(jìn)水泵塑和進(jìn)水管閥門ASBK自動(dòng)關(guān)閉，進(jìn)水結(jié)束。
[0005]A2，進(jìn)水結(jié)束后，攪拌器ASBK自動(dòng)開啟，加熱棒開始工作，反應(yīng)器中的溫度保持在33-35度進(jìn)行恒溫機(jī)械攪拌。ASBR反應(yīng)器在厭氧狀態(tài)下去除原水中高濃度的有機(jī)物，在此條件下，原水中有機(jī)物在水解酸化細(xì)菌，產(chǎn)甲烷菌等微生物的作用下，小部分作為微生物新陳代謝的能量被消耗掉，大部分被微生物轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳。ASBR反應(yīng)器所攪拌后所產(chǎn)生的氣體通過氣體過濾器輸入儲(chǔ)氣罐中。厭氧過程由在線PH傳感器監(jiān)控水中的pH值，通過PH測定儀ASBK將數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)采集卡輸入到計(jì)算機(jī)當(dāng)中，數(shù)據(jù)作為有機(jī)物去除的實(shí)時(shí)控制參數(shù);ASBR反應(yīng)器中有機(jī)物去除完成的條件為pH —階導(dǎo)數(shù)由負(fù)變正，再由正變負(fù)，結(jié)束有機(jī)物去除過程，攪拌器八.自動(dòng)關(guān)閉；在反應(yīng)結(jié)束后，停止攪拌，進(jìn)行泥水分離。
[0006]A3,ASBR反應(yīng)器的沉淀時(shí)間，通過實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中的時(shí)間控制器進(jìn)行計(jì)時(shí)，當(dāng)達(dá)到Ih后開始排水，排水時(shí)間通過實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中的時(shí)間控制器進(jìn)行計(jì)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)開啟出水管閥門ASBK，處理后的水經(jīng)出水管ASBK進(jìn)入中間水箱，當(dāng)排水量達(dá)到ASBR反應(yīng)器容積的50%后，出水管閥門ASBK自動(dòng)關(guān)閉；
[0007]A4,排水結(jié)束后,系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入下Iv周期的Al ；
[0008]BI，ASBR反應(yīng)器的出水與原水調(diào)節(jié)池的出水進(jìn)入中間水箱，使其混合后的碳氮比達(dá)到4:1到6:1之間，再輸送至SBR反應(yīng)器中進(jìn)行內(nèi)碳源的貯存、硝化與反硝化處理；SBR反應(yīng)器的進(jìn)水由實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中的時(shí)間控制器進(jìn)行計(jì)時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)后，進(jìn)水泵SBK和進(jìn)水管閥門SBK自動(dòng)開啟，將中間水箱中的混合液注入SBR反應(yīng)器中。當(dāng)進(jìn)水量達(dá)到SBR反應(yīng)器容積的20%后,進(jìn)水栗SBR和進(jìn)水管閥門SBR自動(dòng)關(guān)閉，進(jìn)水結(jié)束。
[0009]B2，進(jìn)水結(jié)束后，攪拌器SBK自動(dòng)開啟，SBR反應(yīng)器在攪拌過程中進(jìn)行碳源貯存過程，通過實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中的時(shí)間控制器進(jìn)行計(jì)時(shí)，當(dāng)達(dá)到0.5h后，碳源貯存過程結(jié)束，進(jìn)入間歇曝氣硝化過程。
[0010]B3，間歇曝氣開始階段，空氣經(jīng)過曝氣管和曝氣頭擴(kuò)散到SBR反應(yīng)器中，SBR反應(yīng)器開始間歇曝氣，間歇攪拌的短程硝化-反硝化過程，曝氣0.5h，攪拌0.5h，循環(huán)數(shù)次，直至硝化結(jié)束。該過程由在線PH傳感器SBK和DO傳感器SBK分別監(jiān)測水中的pH值及溶解氧濃度D0,通過pH測定儀SBK和DO測定儀SBK將數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)采集卡輸入到計(jì)算機(jī)當(dāng)中，數(shù)據(jù)作為短程硝化的實(shí)時(shí)控制參數(shù)；當(dāng)SBR反應(yīng)器中反應(yīng)完成的條件為曝氣階段的pH—階導(dǎo)數(shù)由負(fù)變正，間歇曝氣總時(shí)間大于6h，同時(shí)DO濃度>2mg/L，結(jié)束短程硝化過程，空氣壓縮機(jī)SBK自動(dòng)關(guān)閉。
[0011]B4，短程硝化結(jié)束后，不添加外加碳源，SBR反應(yīng)器在攪拌過程中進(jìn)入缺氧內(nèi)源反硝化過程，缺氧內(nèi)源反硝化進(jìn)程由在線ORP傳感器SBK監(jiān)控，并通過數(shù)據(jù)采集卡實(shí)時(shí)將所獲得的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，當(dāng)SBR反應(yīng)器中缺氧反硝化完成的條件為ORP的一階導(dǎo)數(shù)由大于-25mv/min突變?yōu)樾∮?30mv/min,停止攪拌,進(jìn)行泥水分離。
[0012]B5，SBR反應(yīng)器的沉淀時(shí)間，通過實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中的時(shí)間控制器進(jìn)行計(jì)時(shí)，當(dāng)達(dá)到Ih后開始排水，排水時(shí)間通過實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中的時(shí)間控制器進(jìn)行計(jì)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)開啟出水管閥門SBK，當(dāng)排水量達(dá)到SBR反應(yīng)器容積的20%后，出水管閥門SBK自動(dòng)關(guān)閉；
[0013]B5,排水結(jié)束后，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入下Iv周期的BI。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0015]本發(fā)明主要是對高氨氮高有機(jī)物廢水進(jìn)行處理，在處理廢水脫氮過程中碳源利用率低及脫氣效率低的問題。通過本發(fā)明可以去除聞氣氣聞?dòng)袡C(jī)物廢水中90%左右的C0D,使出水中的COD為600mg/L左右，并且可以在不添加任何有機(jī)碳源的條件下，去除系統(tǒng)中99%的氨氮以及95%以上的總氮，將出水中的總氮控制在40mg/L以內(nèi)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明裝置部分的結(jié)構(gòu)圖；
[0017]圖2為本發(fā)明控制方法部分的流程圖；
[0018]圖3為本發(fā)明的效果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0020]如圖1所示，本發(fā)明提供一種高氨氮高有機(jī)物廢水深度脫氮處理系統(tǒng)的裝置。高氨氮高有機(jī)物廢水通過進(jìn)水管(I)連接原水調(diào)節(jié)池(2 )，原水調(diào)節(jié)池通過(2 )通過進(jìn)水管ASBK(6 )、進(jìn)水泵ASBK (5 )和進(jìn)水閥門ASBK (7 )與ASBR反應(yīng)器(8 )連接，同時(shí)原水調(diào)節(jié)池(2 )還通過進(jìn)水管巾肖水箱^^、進(jìn)水泵+1W7MS(33)和進(jìn)水閥門巾1W_(35)與中間水箱(16)連接；ASBR反應(yīng)器連接氣體過濾器(9)，再連接儲(chǔ)氣罐(10);ASBR反應(yīng)器(8)通過出水管ASBK (14)和出水閥門ASBr (15)與中間水箱(16)連接；中間水箱(16)通過進(jìn)水管SBK (18)、進(jìn)水泵SBK (17)和進(jìn)水閥門SBK (19)與SBR反應(yīng)器(20)連接；SBR反應(yīng)器(20)連接出水管SBK (32)和出水閥門.(31)。
[0021 ] 原水調(diào)節(jié)池(2 )內(nèi)部設(shè)有pH傳感器原水調(diào)節(jié)池(4 )；ASBR反應(yīng)器中內(nèi)部設(shè)有攪拌器ASBK(口夂卩^專感器璧(12)。SBR反應(yīng)器(20)內(nèi)部設(shè)有攪拌器SBK (30)、？!1傳感器咖(27)、DO傳感器SBK (28)和ORP傳感器SBK (29);同時(shí)SBR反應(yīng)器(20)還連接曝氣頭(21)、空氣壓縮機(jī)SBK (23)和氣體流量計(jì)(22)。卩11傳感器原_節(jié)池(4)、？!1傳感器璧(12)、pH傳感器SBE (27)、DO傳感器SBK (28)和ORP傳感器SBK (29)經(jīng)數(shù)據(jù)線分別與pH測定儀原水調(diào)節(jié)池(3)、PH傳感器_ (11)、ρΗ傳感器SBK (24)、D0傳感器SBK (25)和ORP傳感器SBK (26)連接后與計(jì)算機(jī)(38 )的數(shù)據(jù)信號輸入接口( 36 )連接，計(jì)算機(jī)(38 )通過數(shù)據(jù)信號輸出接口與過程控制器(50)連接，過程控制器的進(jìn)水泵ASBK繼電器、進(jìn)水閥門ASBK繼電器、攪拌器繼電器、出水閥門塑繼電器、進(jìn)水泵+繼電器、進(jìn)水閥門+繼電器、進(jìn)水泵SBK繼電器、進(jìn)水閥門SBR繼電器、攪拌器SBR繼電器、空氣壓縮機(jī)SBK繼電器、出水閥門SBK繼電器分別與進(jìn)水泵ASBK
(5)、進(jìn)水閥門ASBE (7)、攪拌器SBK (13)、出水閥門ASBE (15)、進(jìn)水泵中間水箱(33)、進(jìn)水閥門中間水箱(35)、進(jìn)水泵SBK (17)、進(jìn)水閥門SBK (19)、攪拌器SBK (30)、空氣壓縮機(jī)SBK (23)、出水閥門SBE (31)連接。
[0022]高氨氮高有機(jī)物廢水在ASBR反應(yīng)器中主要是去除原水中高濃度的有機(jī)物。它具有耐沖擊負(fù)荷，反應(yīng)推動(dòng)力大，污泥截留特性好，反應(yīng)器構(gòu)造簡單，負(fù)荷高，污泥產(chǎn)量小，能耗低，可以回收能源等優(yōu)點(diǎn)，不僅可以避免直接采用好氧生物處理法造成的能耗大，剩余污泥量大等缺點(diǎn)，還可以為后續(xù)工藝的脫氮?jiǎng)?chuàng)造良好的條件，調(diào)高系統(tǒng)的硝化及反硝化效率。
[0023]SBR反應(yīng)器的主要功能是去除系統(tǒng)中的總氮，此外，還將進(jìn)一步降解系統(tǒng)中剩余的可生化C0D。該SBR反應(yīng)器不但具有傳統(tǒng)SBR工藝中反應(yīng)器構(gòu)造簡單，反應(yīng)推動(dòng)力大，污泥沉降性好等優(yōu)點(diǎn)，其操作方式靈活的特點(diǎn)被充分挖掘。該發(fā)明改變了現(xiàn)有SBR反應(yīng)器進(jìn)水-曝氣-靜沉-排水-閑置的運(yùn)行方式，在進(jìn)水后先進(jìn)行厭氧攪拌，進(jìn)行內(nèi)碳源吸附過程，然后采用間歇攪拌間歇曝氣的運(yùn)行方式，直至硝化結(jié)束。最后進(jìn)行缺氧攪拌，其主要作用是進(jìn)行內(nèi)源反硝化，達(dá)到徹底脫氮的效果。
[0024]如圖2所示，本發(fā)明還提供一種高氨氮高有機(jī)物廢水深度脫氮處理系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟:
[0025]Al，將高氨氮高有機(jī)物廢水輸送至原水調(diào)節(jié)池中，通過pH傳感器監(jiān)測水中的pH值，根據(jù)PH值加酸加堿，使pH值在7.5-7.8的范圍之內(nèi)。待pH值滿足相應(yīng)要求時(shí)，通過實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中的時(shí)間控制器進(jìn)行計(jì)時(shí)，控制ASBR反應(yīng)器的進(jìn)水。系統(tǒng)啟動(dòng)后，進(jìn)水泵ASBK和進(jìn)水管閥門ASBK自動(dòng)開啟，將原水調(diào)節(jié)池中的溶液注入ASBR反應(yīng)器中，當(dāng)ASBR反應(yīng)器的進(jìn)水量達(dá)到ASBR反應(yīng)器容積的50%時(shí)，進(jìn)水泵塑和進(jìn)水管閥門ASBK自動(dòng)關(guān)閉，進(jìn)水結(jié)束。
[0026]A2，進(jìn)水結(jié)束后，攪拌器ASBK自動(dòng)開啟，加熱棒開始工作，反應(yīng)器中的溫度保持在33-35度進(jìn)行恒溫機(jī)械攪拌。ASBR反應(yīng)器通過厭氧去除原水中高濃度的有機(jī)物，在此條件下，原水中有機(jī)物在水解酸化細(xì)菌，產(chǎn)甲烷菌等微生物的作用下，小部分作為微生物新陳代謝的能量被消耗掉，大部分被微生物轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳。ASBR反應(yīng)器所攪拌后所產(chǎn)生的氣體通過氣體過濾器輸入儲(chǔ)氣罐中。厭氧過程由在線PH傳感器監(jiān)控水中的pH值，通過PH測定儀ASBK將數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)采集卡輸入到計(jì)算機(jī)當(dāng)中，數(shù)據(jù)作為有機(jī)物去除的實(shí)時(shí)控制參數(shù);ASBR反應(yīng)器中有機(jī)物去除完成的條件為pH —階導(dǎo)數(shù)由負(fù)變正，再由正變負(fù)，結(jié)束有機(jī)物去除過程，攪拌器八.自動(dòng)關(guān)閉；在反應(yīng)結(jié)束后，停止攪拌，進(jìn)行泥水分離。
[0027]A3，ASBR反應(yīng)器的沉淀時(shí)間，通過實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中的時(shí)間控制器進(jìn)行計(jì)時(shí)，當(dāng)達(dá)到Ih后開始排水，排水時(shí)間通過實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中的時(shí)間控制器進(jìn)行計(jì)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)開啟出水管閥門ASBK，處理后的水經(jīng)出水管ASBK進(jìn)入中間水箱，當(dāng)排水量達(dá)到ASBR反應(yīng)器容積的50%后，出水管閥門ASBK自動(dòng)關(guān)閉；
[0028]A4,排水結(jié)束后,系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入下Iv周期的Al ；
[0029]BI, ASBR反應(yīng)器的出水與原水調(diào)節(jié)池的出水進(jìn)入中間水箱，使其混合后的碳氮比(廢水中有機(jī)物質(zhì)量濃度與總氮質(zhì)量濃度的比值)達(dá)到4:1到6:1之間，再輸送至SBR反應(yīng)器中進(jìn)行內(nèi)碳源的貯存、硝化與反硝化處理；SBR反應(yīng)器的進(jìn)水由實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中的時(shí)間控制器進(jìn)行計(jì)時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)后，進(jìn)水泵SBK和進(jìn)水管閥門SBK自動(dòng)開啟，將中間水箱中的混合液注入SBR反應(yīng)器中。當(dāng)進(jìn)水量達(dá)到SBR反應(yīng)器容積的20%后，進(jìn)水泵SBK和進(jìn)水管閥門SBK自動(dòng)關(guān)閉，進(jìn)水結(jié)束。
[0030]B2，進(jìn)水結(jié)束后，攪拌器SBK自動(dòng)開啟，SBR反應(yīng)器在攪拌過程中進(jìn)行碳源貯存過程，通過實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中的時(shí)間控制器進(jìn)行計(jì)時(shí)，當(dāng)達(dá)到0.5h后，碳源貯存過程結(jié)束，進(jìn)入間歇曝氣硝化過程。
[0031]B3，間歇曝氣開始階段，空氣經(jīng)過曝氣管和曝氣頭擴(kuò)散到SBR反應(yīng)器中，SBR反應(yīng)器開始間歇曝氣，間歇攪拌的短程硝化-反硝化過程，曝氣0.5h，攪拌0.5h，循環(huán)數(shù)次，直至硝化結(jié)束。該過程由在線PH傳感器SBK和DO傳感器SBK分別監(jiān)測水中的pH值及溶解氧濃度D0,通過pH測定儀SBK和DO測定儀SBK將數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)采集卡輸入到計(jì)算機(jī)當(dāng)中，數(shù)據(jù)作為短程硝化的實(shí)時(shí)控制參數(shù)；當(dāng)SBR反應(yīng)器中反應(yīng)完成的條件為曝氣階段的pH—階導(dǎo)數(shù)由負(fù)變正，間歇曝氣總時(shí)間大于6h，同時(shí)DO濃度>2mg/L，結(jié)束短程硝化過程，空氣壓縮機(jī)SBK自動(dòng)關(guān)閉。
[0032]B4，短程硝化結(jié)束后，不添加外加碳源，SBR反應(yīng)器在攪拌過程中進(jìn)入缺氧內(nèi)源反硝化過程，缺氧內(nèi)源反硝化進(jìn)程由在線ORP傳感器SBK監(jiān)控，并通過數(shù)據(jù)采集卡實(shí)時(shí)將所獲得的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，當(dāng)SBR反應(yīng)器中缺氧反硝化完成的條件為ORP的一階導(dǎo)數(shù)由大于-25mv/min突變?yōu)樾∮?30mv/min,停止攪拌,進(jìn)行泥水分離。
[0033]B5，SBR反應(yīng)器的沉淀時(shí)間，通過實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中的時(shí)間控制器進(jìn)行計(jì)時(shí)，當(dāng)達(dá)到Ih后開始排水，排水時(shí)間通過實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中的時(shí)間控制器進(jìn)行計(jì)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)開啟出水管閥門SBK，當(dāng)排水量達(dá)到SBR反應(yīng)器容積的20%后，出水管閥門SBK自動(dòng)關(guān)閉；
[0034]B5,排水結(jié)束后,系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入下一個(gè)周期的BI。
[0035] 本發(fā)明的具體流程為:高氨氮高有機(jī)物廢水送至ASBR反應(yīng)器，在水解酸化菌和產(chǎn)甲烷菌的共同作用下，將大多數(shù)的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為甲烷，二氧化碳等氣體，同時(shí)，出水中的COD相比原水大幅度降低，有效地減輕了后續(xù)SBR反應(yīng)器的有機(jī)負(fù)荷，提高了其硝化和反硝化的效率。ASBR反應(yīng)器的出水和部分原水在一同被送至中間水箱后，送至SBR反應(yīng)器。ASBR反應(yīng)器的出水摻入原水的主要目的是為SBR反應(yīng)器后續(xù)的反硝化提供碳源。混合液進(jìn)入SBR反應(yīng)器后，先進(jìn)行厭氧攪拌，讓反硝化菌充分的吸收碳源。然后進(jìn)行間歇曝氣間歇攪拌的操作方式。在硝化結(jié)束后，停止曝氣后，繼續(xù)進(jìn)行缺氧攪拌，此時(shí)，系統(tǒng)發(fā)生內(nèi)源反硝化作用，當(dāng)系統(tǒng)完成反硝化時(shí)，停止攪拌，靜沉，最后排水。
[0036]本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)案例為:
[0037]以北京市某垃圾衛(wèi)生填埋場所產(chǎn)生的早期滲濾液為處理對象，在成功啟動(dòng)后，系統(tǒng)經(jīng)過長時(shí)間的連續(xù)運(yùn)行，獲得了穩(wěn)定的出水水質(zhì)。
[0038](I)系統(tǒng)的進(jìn)水水質(zhì)為:C0D為6000mg/L左右，氨氮為900mg/L左右，氧化態(tài)氮(NO2^和NO3-)濃度為5mg/L以內(nèi)。
[0039](2)原水首先進(jìn)入ASBR反應(yīng)器進(jìn)行處理。ASBR反應(yīng)器的HRT為24h，排水比為50%，反應(yīng)溫度為35°C，機(jī)械攪拌的速率為50rpm。其出水與原水相比，COD去除85%左右，亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮變化不大，而氨氮略有增加。由此可見，ASBR反應(yīng)器具有良好的降解早期垃圾滲濾液中有機(jī)物的能力。不僅如此，所產(chǎn)生的氣體(甲烷氣體約占65%左右)作為能源，產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益。
[0040](3)為了保證滲濾液的碳氮比為4:1到6:1之間，以達(dá)到SBR反應(yīng)器深度脫氮的目的，ASBR反應(yīng)器的出水與原水混合后進(jìn)入SBR反應(yīng)器。SBR反應(yīng)器的HRT為36h，排水比為20%，曝氣時(shí)，DO控制在0.5mg/L左右，曝氣間隔為0.5h，反應(yīng)溫度為25°C，機(jī)械攪拌的速速率為50rpm。出水中的COD相比ASBR反應(yīng)器有進(jìn)一步的降低，而氨氮、硝態(tài)氮，亞硝態(tài)氮的濃度均低于5mg/L。
[0041]本發(fā)明提供的 高氨氮高有機(jī)物廢水深度脫氮處理系統(tǒng)的控制方法與裝置具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0042]在本發(fā)明中，第一階段的ASBR反應(yīng)器的主要作用是去除有機(jī)物。在厭氧菌生長緩慢特性以及高氨氮高有機(jī)物廢水毒性抑制的雙重作用下，反應(yīng)器的厭氧活性污泥將保持增長和衰減的動(dòng)態(tài)平衡。在反應(yīng)器長期運(yùn)行的過程中，雖然污泥活性尤其是產(chǎn)甲烷菌一直保持在較高水平，但污泥濃度增長緩慢，甚至不增長，泥齡接近于無限長，極大地減少了污泥處置費(fèi)用，節(jié)約了處理成本。
[0043]在本發(fā)明中，由于高氨氮高有機(jī)物廢水中的硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮含量極低，反應(yīng)器為完全厭氧產(chǎn)甲烷反應(yīng)器。在此條件下，同為異養(yǎng)的反硝化菌難以生長，系統(tǒng)為產(chǎn)甲烷菌創(chuàng)造了良好的生存環(huán)境，大部分COD化為甲烷氣體。在穩(wěn)態(tài)條件下，ASBR反應(yīng)器可以去除高氨氮高有機(jī)物廢水中80%以上的C0D，并產(chǎn)生大量甲烷氣體。
[0044]在本發(fā)明中，由于ASBR反應(yīng)器的出水COD過低，直接進(jìn)入SBR反應(yīng)器會(huì)造成碳氮比不足，影響脫氮效果。因此，在進(jìn)入SBR反應(yīng)器時(shí)，需與原高氨氮高有機(jī)物廢水混合，使碳氮比達(dá)到4:1到6:1。如此，不僅增加了系統(tǒng)的處理能力，提高了系統(tǒng)總氮的去除率，還充分利用了原水中的碳源。
[0045]在本發(fā)明中，在硝化階段維持低溶解氧，不僅可以減少能耗，降低成本，還可以將硝化過程控制為短程硝化，減少后續(xù)反硝化所需要的碳源，同時(shí)，還可以減輕在反硝化階段對反硝化菌的影響，提高總氮去除率。
[0046]如圖3所示，整個(gè)系統(tǒng)的出水與原高氨氮高有機(jī)物廢水相比，整個(gè)系統(tǒng)出水COD的去除率達(dá)到了 90%以上，氨氮的去除率達(dá)到了 99.5%，總氮的去除率達(dá)到了 95%。[0047]本發(fā)明以實(shí)際的高氨氮高有機(jī)物廢水為處理對象，以充分利用原水中的有機(jī)碳源為思路，在合理的反應(yīng)器類型和科學(xué)操控條件下，可以經(jīng)濟(jì)高效的處理高氨氮高有機(jī)物廢水，達(dá)到深度脫氮的目的。首先，所選擇的SBR反應(yīng)器具有反應(yīng)推動(dòng)力大，反應(yīng)效率高，操作靈活多變，操作管理簡單，可間歇進(jìn)水等特點(diǎn)，特別適合高氨氮高有機(jī)物廢水的處理。其次，ASBR反應(yīng)器作為處理的第一單元，可以充分發(fā)揮其優(yōu)勢。在大幅度降低有機(jī)物，減輕后續(xù)反應(yīng)器處理負(fù)荷的同時(shí)，產(chǎn)生大量能源，產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益。這是充分利用原水有機(jī)碳源思路的具體體現(xiàn)之一。最后，SBR改變傳統(tǒng)的進(jìn)水-曝氣-沉淀-排水的運(yùn)行方式，進(jìn)水后先厭氧攪拌，然后采用間歇攪拌間歇曝氣的運(yùn)行方式。在曝氣結(jié)束后，繼續(xù)攪拌，實(shí)現(xiàn)內(nèi)源反硝化，最終將系統(tǒng)中的總氮真正脫除而不用添加任何碳源。這是充分利用原水有機(jī)碳源思路的具體體現(xiàn)之二。整套系統(tǒng)在合理的操作條件下，不但可以回收能源，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高效的總氮脫除，還能實(shí)現(xiàn)污泥減量，進(jìn)一步降低處理成本。
[0048]本發(fā)明ASBR+SBR處理高氨氮高有機(jī)物廢水深度脫氮處理工藝的機(jī)理:ASBR反應(yīng)器具有厭氧反應(yīng)器和序批式反應(yīng)器兩者共同的優(yōu)點(diǎn)，其主要作用是去除原水中的有機(jī)物，降低后續(xù)工藝去除有機(jī)物的負(fù)荷，為SBR反應(yīng)器硝化和反硝化創(chuàng)造最優(yōu)條件。此外，ASBR反應(yīng)器還可以回收能源(甲烷XSBR反應(yīng)器改變了傳統(tǒng)的運(yùn)行方式，在保持較低溶解氧的條件下間歇攪拌，間歇曝氣。在此條件下，硝化菌和反硝化菌同時(shí)作用，可以達(dá)到較高的同步硝化反硝化效果。硝化結(jié)束后的缺氧攪拌，反硝化菌進(jìn)行內(nèi)源反硝化，將剩余的氮素從系統(tǒng)中脫除。此種操作方式，不但可以節(jié)省碳源，還可以達(dá)到污泥減量的效果。
[0049]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任 何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.高氨氮高有機(jī)物廢水深度脫氮處理系統(tǒng)的裝置，其特征在于:高氨氮高有機(jī)物廢水通過進(jìn)水管(I)連接原水調(diào)節(jié)池(2)，原水調(diào)節(jié)池通過(2)通過進(jìn)水管ASBK (6)、進(jìn)水泵ASBK (5)和進(jìn)水閥門ASBK (7)與ASBR反應(yīng)器(8)連接，同時(shí)原水調(diào)節(jié)池(2)還通過進(jìn)水管巾__(34)、進(jìn)水泵+1W7MS(33)和進(jìn)水閥門巾1W_(35)與中間水箱(16)連接；ASBR反應(yīng)器連接氣體過濾器(9)，再連接儲(chǔ)氣罐(10) ;ASBR反應(yīng)器(8)通過出水管ASBK(14)和出水閥門ASBK (15)與中間水箱(16)連接；中間水箱(16)通過進(jìn)水管SBK (18)、進(jìn)水泵SBK (17)和進(jìn)水閥門SBK (19)與SBR反應(yīng)器(20)連接；SBR反應(yīng)器(20)連接出水管SBK(32)和出水閥門SBE (31)； 原水調(diào)節(jié)池(2 )內(nèi)部設(shè)有pH傳感器原水調(diào)節(jié)池(4 )；ASBR反應(yīng)器中內(nèi)部設(shè)有攪拌器ASBK( 13 )、pH傳感器ASBK (12);SBR反應(yīng)器(20)內(nèi)部設(shè)有攪拌器SBK (30)、pH傳感器SBK (27)、DO傳感器SBK (28)和ORP傳感器SBK (29);同時(shí)SBR反應(yīng)器(20)還連接曝氣頭(21)、空氣壓縮機(jī)SBK(23)和氣體流量計(jì)(22) ;pH傳感器(4)、pH傳感器ASBK (12)、pH傳感器SBK (27)、DO傳感器SBK (28)和ORP傳感器SBK (29)經(jīng)數(shù)據(jù)線分別與pH測定儀原水調(diào)節(jié)池(3)、？!1傳感器璧(11)、pH傳感器SBK (24)、DO傳感器SBK (25)和ORP傳感器SBK (26)連接后與計(jì)算機(jī)(38)的數(shù)據(jù)信 號輸入接口( 36 )連接，計(jì)算機(jī)(38 )通過數(shù)據(jù)信號輸出接口與過程控制器(50 )連接，過程控制器的進(jìn)水泵ASBK繼電器、進(jìn)水閥門ASBK繼電器、攪拌器ASBK繼電器、出水閥門ASBK繼電器、進(jìn)水泵+!繼電器、進(jìn)水閥門+!繼電器、進(jìn)水泵SBK繼電器、進(jìn)水閥門SBK繼電器、攪拌器SBK繼電器、空氣壓縮機(jī)SBK繼電器、出水閥門SBK繼電器分別與進(jìn)水泵 (5)、進(jìn)水閥門ASBK (7)、攪拌器SBK (13)、出水閥門ASBK (15)、進(jìn)水泵中間水箱(33)、進(jìn)水閥門中間水箱(35)、進(jìn)水泵SBK (17)、進(jìn)水閥門SBK (19)、攪拌器SBK (30)、空氣壓縮機(jī)SBK (23)、出水閥門SBK (31)連接。
2.應(yīng)用權(quán)利要求1所述的裝置的控制方法，其特征在于，包括以下步驟: Al，將高氨氮高有機(jī)物廢水輸送至原水調(diào)節(jié)池中，通過pH傳感器監(jiān)測水中的pH值，根據(jù)PH值加酸加堿，使pH值在7.5-7.8的范圍之內(nèi)；待pH值滿足相應(yīng)要求時(shí)，通過實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中的時(shí)間控制器進(jìn)行計(jì)時(shí)，控制ASBR反應(yīng)器的進(jìn)水；系統(tǒng)啟動(dòng)后，進(jìn)水泵ASBK和進(jìn)水管閥門塑自動(dòng)開啟，將原水調(diào)節(jié)池中的溶液注入ASBR反應(yīng)器中，當(dāng)ASBR反應(yīng)器的進(jìn)水量達(dá)到ASBR反應(yīng)器容積的50%時(shí)，進(jìn)水泵塑和進(jìn)水管閥門ASBK自動(dòng)關(guān)閉，進(jìn)水結(jié)束； A2，進(jìn)水結(jié)束后，攪拌器ASBK自動(dòng)開啟，加熱棒開始工作，反應(yīng)器中的溫度保持在33-35度進(jìn)行恒溫機(jī)械攪拌；ASBR反應(yīng)器在厭氧狀態(tài)下去除原水中高濃度的有機(jī)物，在此條件下，原水中有機(jī)物在水解酸化細(xì)菌，產(chǎn)甲烷菌等微生物的作用下，小部分作為微生物新陳代謝的能量被消耗掉，大部分被微生物轉(zhuǎn)化成甲烷和二氧化碳；ASBR反應(yīng)器所攪拌后所產(chǎn)生的氣體通過氣體過濾器輸入儲(chǔ)氣罐中；厭氧過程由在線PH傳感器監(jiān)控水中的pH值，通過PH測定儀ASBK將數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)采集卡輸入到計(jì)算機(jī)當(dāng)中，數(shù)據(jù)作為有機(jī)物去除的實(shí)時(shí)控制參數(shù);ASBR反應(yīng)器中有機(jī)物去除完成的條件為pH —階導(dǎo)數(shù)由負(fù)變正，再由正變負(fù)，結(jié)束有機(jī)物去除過程，攪拌器八.自動(dòng)關(guān)閉；在反應(yīng)結(jié)束后，停止攪拌，進(jìn)行泥水分離； A3，ASBR反應(yīng)器的沉淀時(shí)間，通過實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中的時(shí)間控制器進(jìn)行計(jì)時(shí)，當(dāng)達(dá)到Ih后開始排水，排水時(shí)間通過實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中的時(shí)間控制器進(jìn)行計(jì)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)開啟出水管閥門ASBK，處理后的水經(jīng)出水管ASBK進(jìn)入中間水箱，當(dāng)排水量達(dá)到ASBR反應(yīng)器容積的50%后，出水管閥門ASBK自動(dòng)關(guān)閉；A4，排水結(jié)束后，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入下一個(gè)周期的Al ； BI, ASBR反應(yīng)器的出水與原水調(diào)節(jié)池的出水進(jìn)入中間水箱，使其混合后的碳氮比達(dá)到4:1到6:1之間，再輸送至SBR反應(yīng)器中進(jìn)行內(nèi)碳源的貯存、硝化與反硝化處理；SBR反應(yīng)器的進(jìn)水由實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中的時(shí)間控制器進(jìn)行計(jì)時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)后，進(jìn)水泵SBK和進(jìn)水管閥門SBK自動(dòng)開啟，將中間水箱中的混合液注入SBR反應(yīng)器中；當(dāng)進(jìn)水量達(dá)到SBR反應(yīng)器容積的20%后，進(jìn)水泵SBR和進(jìn)水管閥門SBR自動(dòng)關(guān)閉，進(jìn)水結(jié)束； B2，進(jìn)水結(jié)束后，攪拌器SBK自動(dòng)開啟，SBR反應(yīng)器在攪拌過程中進(jìn)行碳源貯存過程，通過實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中的時(shí)間控制器進(jìn)行計(jì)時(shí)，當(dāng)達(dá)到0.5h后，碳源貯存過程結(jié)束，進(jìn)入間歇曝氣硝化過程； B3，間歇曝氣開始階段，空氣經(jīng)過曝氣管和曝氣頭擴(kuò)散到SBR反應(yīng)器中，SBR反應(yīng)器開始間歇曝氣，間歇攪拌的短程硝化-反硝化過程，曝氣0.5h，攪拌0.5h，循環(huán)數(shù)次，直至硝化結(jié)束；該過程由在線PH傳感器SBK和DO傳感器SBK分別監(jiān)測水中的pH值及溶解氧濃度D0，通過PH測定儀SBK和DO測定儀SBK將數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)采集卡輸入到計(jì)算機(jī)當(dāng)中，數(shù)據(jù)作為短程硝化的實(shí)時(shí)控制參數(shù)；當(dāng)SBR反應(yīng)器中反應(yīng)完成的條件為曝氣階段的pH—階導(dǎo)數(shù)由負(fù)變正，間歇曝氣總時(shí)間大于6h，同時(shí)DO濃度>2mg/L，結(jié)束短程硝化過程，空氣壓縮機(jī)SBK自動(dòng)關(guān)閉； B4，短程硝化結(jié)束后，不添加外碳源，SBR反應(yīng)器在攪拌過程中進(jìn)入缺氧內(nèi)源反硝化過程，缺氧內(nèi)源反硝化進(jìn)程由在線ORP傳感器SBK監(jiān)控，并通過數(shù)據(jù)采集卡實(shí)時(shí)將所獲得的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，當(dāng)SBR反應(yīng)器中缺氧反硝化完成的條件為ORP的一階導(dǎo)數(shù)由大于-25mv/min突變?yōu)樾∮?30mv/min，停止攪拌，進(jìn)行泥水分離； B5，SBR反應(yīng)器的沉淀時(shí)間，通過實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中的時(shí)間控制器進(jìn)行計(jì)時(shí)，當(dāng)達(dá)到Ih后開始排水，排水時(shí)間通過實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中的時(shí)間控制器進(jìn)行計(jì)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)開啟出水管閥門SBK，當(dāng)排水 量達(dá)到SBR反應(yīng)器容積的20%后，出水管閥門SBK自動(dòng)關(guān)閉； B5，排水結(jié)束后，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入下一個(gè)周期的BI。
【文檔編號】G05B19/418GK103936149SQ201410117050
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年3月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月26日
【發(fā)明者】王淑瑩, 曹天昊, 苗蕾, 彭永臻, 王凱, 薛曉飛, 龐洪濤 申請人:北京工業(yè)大學(xué), 北控水務(wù)(中國)投資有限公司