高效缺氧/好氧生物脫氮工藝控制裝置的製作方法
2023-05-23 21:40:26
專利名稱：高效缺氧/好氧生物脫氮工藝控制裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種汙水生物處理控制系統。
背景技術：
氮、磷過量排放引起的水體富營養化是當前國家政府和公眾最為關注的環境問題之一，以控制富營養化為目的的氮、磷去除已成為各國主要的奮鬥目標。氮化合物(如NH4+-N和NO3--N)的分子量比較小，無法通過投加藥劑來去除；另外，如果利用膜技術來去除氮化合物，僅有反滲透膜技術是最有效的，而反滲透膜技術脫氮極其昂貴。只有利用生物脫氮技術才是最合理可行的。另一方面，汙水中的磷化合物利用生物處理方法有時不易去除，但通過投藥混凝可實現滿意的除磷效果。因此氮的去除是汙水處理的難點和重點。
傳統的缺氧/好氧生物脫氮工藝，採用恆定曝氣量、恆定DO濃度，或恆定內循環回流量或恆定內循環回流比控制運行，未能實現動態在線自動控制。由於城市汙水的水質水量隨時間變化很大，不但有瞬間變化、日變化、周變化，還有季節性變化，因此導致系統運行費用較高、運行不穩定、出水氨氮和總氮濃度不達標、脫氮效率低等問題。另一方面，城市汙水處理廠的排放標準逐漸嚴格，2003年7月1日正式實施的《城鎮汙水處理廠汙染物排放標準》，對出水氨氮和總氮濃度排放標準提出了更嚴格的要求。因此，汙水處理廠急需解決運行能耗高、出水水質不達標、工藝的自動在線控制問題。
發明內容
本實用新型的目的是提供一種高效缺氧/好氧生物脫氮工藝控制裝置，要解決缺氧/好氧生物脫氮工藝運行工況的優化控制問題。
本實用新型的技術方案這種高效缺氧/好氧生物脫氮工藝控制裝置，包括首尾相連的缺氧區、好氧區和二沉池，其特徵在於其缺氧區分成至少兩個底部相通的格室，好氧區分成至少五個上下交錯相通的格室，缺氧區內有攪拌器，並與進水管連通，好氧區內設有曝氣器，由好氧區出水管連接二沉池，二沉池與出水管連通，二沉池底部連接剩餘汙泥排泥管和汙泥回流管，汙泥回流管與缺氧區入口連通，好氧區出口與缺氧區入口之間連接內循環回流管，在缺氧池第一格室設有外碳源投加裝置，在缺氧區每個格室內設置pH傳感器，在最後格室設置氧化還原電位傳感器，即ORP傳感器，在好氧區內每個格室內設置pH傳感器和溶解氧濃度傳感器，即DO傳感器，在好氧區最後一個格室內設置ORP傳感器；上述各傳感器的信號輸出端與硝化反硝化反應在線控制器連接，硝化反硝化反應在線控制器包括輸入鍵盤和模擬數字轉換器；用於存儲上述ORP、DO、pH檢測值和設定值的存儲器；用於將採集上述ORP、DO、pH測定值與ORP、DO、pH設定值進行比較的比較器；計算控制量偏差的微處理器；與數字模擬轉換器和控制信號輸出裝置相連的內循環回流控制閥門、汙泥回流控制閥門和外碳源投加控制閥門。
本實用新型在控制好氧區第1格室曝氣量恆定的前提下，該格室的DO濃度(DOfirst)和進水氨氮負荷具有較好的相關性；好氧區首端和末端的pH差值(ΔpH)也和進水氨氮負荷具有較好的相關性，聯合DOfirst和ΔpH可實現進水氨氮負荷的預測以及曝氣量的優化控制。
缺氧/好氧生物脫氮工藝的好氧區進行有機物的氧化、有機氮的氨化以及氨氮的硝化等生化反應。硝化反應需要嚴格的好氧條件，硝化效果的好壞直接決定著系統的總氮去除率，硝化反應不充分或受到抑制，將造成出水氨氮濃度增加，反硝化反應所需硝酸氮濃度不充足。當混合液DO濃度較低時，不但硝化反應將受到抑制，而且曝氣池中絲狀菌將大量繁殖，導致汙泥膨脹；當DO濃度較高時，除了增加運行費用外，強烈的空氣攪拌會使汙泥絮體打碎從而影響出水水質；硝化液回流也會把好氧區DO帶入缺氧區對反硝化反應產生影響。
當缺氧區DO濃度含量高時，氧將與硝酸鹽競爭有限的電子供體，抑制硝酸鹽還原酶的合成及其活性。曝氣能耗約佔城市汙水處理廠所有運行費用的50％或更多，由於汙水處理的運行費用是龐大的、長期的，如果通過有效控制，能將城市汙水處理廠的運行費用節省1％，也是個天文數字。曝氣量的優化控制不但可以實現出水氨氮的達標排放，而且可以節約運行費用，降低對反硝化的影響。
反硝化反應最有效的兩個控制變量是內循環回流量、外碳源投加量。為了提高工藝反硝化效率，需要把好氧區生成的硝酸氮回流到缺氧區，維持缺氧區硝酸氮充足，通過控制內循環可以充分保證缺氧區的缺氧環境，避免內循環回流量不足，從而避免無法充分發揮缺氧區的反硝化潛力，導致硝酸氮沒有充分去除的情況；另外也避免較高的內循環回流量導致好氧區大量DO進入缺氧區，影響缺氧區反硝化環境，並消耗進水碳源。從而提高反硝化效率、提高對進水COD的利用率。另外採用內循環回流量控制後，如果進水碳源不足，仍然滿足不了出水硝酸氮和總氮濃度的排放標準時，為了保證反硝化的順利進行，需外投碳源。然而由於汙水廠進水水質的巨大波動，很難確定外碳源的準確投加量，採用過程控制後，不但保證出水硝酸氮濃度滿足出水水質要求，同時可優化外碳源投加量，降低系統運行費用；避免外碳源投加過量，增加藥劑消耗費用、汙泥產量和耗氧量的情況，同時也避免外碳源投加量不足，不能實現出水硝酸氮濃度滿足排放標準的要求。
由於缺氧/好氧生物脫氮工藝是我國城市汙水廠應用最廣泛的脫氮工藝，因此，缺氧/好氧生物脫氮工藝模糊控制系統的應用，可根據原水水質水量的變化實時控制曝氣量、內循環回流量和外碳源投加量；同時可以利用DO、pH和ORP值的在線監測，準確地把握硝化、反硝化反應過程進行的程度，及時地調節曝氣量、內循環回流量和外碳源投加量，從而大大提高系統脫氮的穩定性和可控制性，這無論對於確保出水水質達標，還是儘可能節省運行費用，都具有重要的應用價值。而且對進一步實現其它生物脫氮工藝的在線優化控制也有重要的理論意義與應用價值。
本實用新型根據原水水質水量的變化來調節和控制曝氣量、內循環回流量和外碳源投加量的控制。在保證出水水質的前提下節省能耗，使系統高效穩定運行。與已有技術相比具有的有益效果本實用新型根據進水水質和水量的變化實時控制好氧區曝氣量、內循環回流量和外碳源投加量，保證出水水質達標排放的前提下，有效地提高了缺氧/好氧生物脫氮工藝的脫氮效率，降低了運行費用，提高了系統的穩定性。本實用新型針對不同進水水質，即不同進水C/N比，選擇能夠在線檢測、響應時間短、精確度較高的DO、pH和ORP值，作為缺氧/好氧生物脫氮工藝反應過程的被控制變量。經過大量的實驗研究表明，DO、pH和ORP在線傳感器能在線檢測、響應快，具有控制精度高、價格低、維護費用低、便於計算機接口等優點。本實用新型確定工藝優化運行中上述被控制變量的控制範圍或最優設定值，根據有機物降解、硝化、反硝化等生物化學反應過程中DO、pH和ORP值變化規律和DO、pH和ORP值的實時變化信息，準確地把握硝化、反硝化生化反應過程進行的程度，以及在線測定信息和出水水質、系統運行狀態的關係，最後根據獲得的相關關係，確定控制參數的設定值和控制方法，建立基於DO、pH和ORP在線測定信息的綜合控制系統，從而對曝氣量、內循環回流量和外碳源投加量做出相應的調節與優化控制，來解決運行過程中出現的出水氨氮和TN濃度不達標、難以控制的實際問題。為工藝的實際推廣應用提供可靠的運行工況，從而達到高效低耗的處理水平，增強脫氮工藝的運行優化水平。
本實用新型在處理澱粉廢水時，通過DO、pH和ORP在線傳感器測定信息，動態指示系統的運行狀態和處理效果，從而在線控制曝氣量、內循環回流量或外碳源投加量，缺氧/好氧區生物脫氮系統對氨氮和TN去除率可達到95％和80％以上。
圖1是本實用新型的結構示意圖；圖2好氧區第1格室DO濃度和進水氨氮的曲線圖表；圖3是好氧區pH差值(ΔpH)與進水氨氮濃度關係的曲線圖表；
圖4是各反應區進水氨氮濃度曲線變化規律的曲線圖表；圖5是各反應區pH值變化規律的曲線圖表；圖6是好氧區最後格室ORP值與出水氨氮和硝酸氮濃度關係的曲線圖表；圖7是缺氧區出水硝酸氮濃度與ORP值相關性的曲線圖表；圖8是進水、出水氨氮濃度和好氧區第1格室DO濃度變化趨勢的曲線圖表；圖9是出水硝酸氮濃度、缺氧區末端和好氧區出水ORP值變化趨勢的曲線圖表。
圖10是應用本實用新型的控制流程圖。
1-缺氧區、2-好氧區、3-ORP傳感器4、-硝化反硝化反應在線控制器、5-DO傳感器、6-pH傳感器、7-好氧區出水管、8-曝氣器、9-外碳源投加控制閥門、10-外碳源投加裝置、11-進水管、12-剩餘汙泥管控制閥門、13-攪拌器、14-二沉池、15-出水管、16-剩餘汙泥排泥管、17-汙泥回流管、18-內循環回流管、19-內循環回流控制閥門、20-汙泥回流控制閥門。
具體實施方式
本實用新型的高效缺氧/好氧生物脫氮工藝控制裝置包括首尾相連的缺氧區1、好氧區2和二沉池14。其缺氧區1分成至少兩個底部相通的格室，好氧區2分成至少五個上下交錯相通的格室，缺氧區1內有攪拌器13，並與進水管11連通，好氧區2內設有曝氣器8，由好氧區出水管7連接二沉池14，二沉池與出水管15連通，二沉池底部連接剩餘汙泥排泥管16和汙泥回流管17，汙泥回流管與缺氧區入口連通，好氧區出口與缺氧區入口之間連接內循環回流管18，在缺氧池第一格室設有外碳源投加裝置10，在缺氧區每個格室內設置pH傳感器6，在最後格室設置氧化還原電位傳感器，即ORP傳感器3，在好氧區內每個格室內設置pH傳感器和溶解氧濃度傳感器，即DO傳感器5，在好氧區最後一個格室內設置ORP傳感器；上述各傳感器的信號輸出端與硝化反硝化反應在線控制器4連接，硝化反硝化反應在線控制器包括輸入鍵盤和模擬數字轉換器；用於存儲上述ORP、DO、pH檢測值和設定值的存儲器；用於將採集上述ORP、DO、pH測定值與ORP、DO、pH設定值進行比較的比較器；計算控制量偏差的微處理器；與數字模擬轉換器和控制信號輸出裝置相連的內循環回流控制閥門19、汙泥回流控制閥門20和外碳源投加控制閥門9。
本實用新型通過控制缺氧區末端的ORP值，來動態的控制內循環回流量；由好氧區首端的DO濃度，動態推測進水氨氮濃度，同時結合好氧區pH值曲線類型，來動態控制好氧區曝氣量；而以最後好氧格室的ORP值大小動態，控制外碳源投加量。本實用新型應用DO、pH和ORP實現缺氧/好氧生物脫氮工藝運行優化和在線控制，其運行操作工序如圖1所示首先待處理生活汙水從水箱由進水蠕動泵控制進入缺氧區1，同時回流汙泥管17由二沉池14通過蠕動泵回流到缺氧區1，在缺氧區由攪拌器13把活性汙泥攪拌起來，並和好氧區2末端回流來的硝化液，以硝酸鹽氮為電子受體、有機碳源為電子供體，通過反硝化菌的作用，進行反硝化反應。然後高氨氮汙水進入好氧區，進行有機物的繼續降解和氨氮的硝化反應，利用DO傳感器5、pH傳感器6和ORP傳感器3實時監測反應池內的DO濃度、pH值以及ORP值，通過控制內循環回流控制閥門19、汙泥回流控制閥門20和外碳源投加控制閥門9，對系統曝氣量、內循環回流量和外碳源投加量進行控制。
本實用新型高效缺氧/好氧生物脫氮工藝控制裝置的在線控制方法有以下三個步驟(1)、在好氧池中設置DO傳感器、pH傳感器和ORP傳感器，在缺氧池中設置ORP傳感器、pH傳感器，檢測各階段生物化學反應過程中的DO、pH和ORP變化率，以及與硝化/反硝化反應之間的定量關係，包括好氧區第一格室DO濃度和進水氨氮負荷間的關係、好氧區pH曲線類型和硝化反應進程的關係、缺氧區pH曲線類型和反硝化反應進程的關係、好氧區最後格室ORP值和出水水質的關係、缺氧區最後格室ORP值和反硝化反應進程的關係；(2)、根據上述檢測結果，找出DO濃度控制範圍、pH曲線類型以及內循環回流量控制ORP值和外碳源投加量控制ORP值的控制範圍，確定曝氣量、內循環回流量和外碳源投加量的優化控制設定值。好氧區第一格室的曝氣量維持恆定，控制為0.1m3/h。好氧區最後格室的DO濃度維持恆定，控制為1.5mg/L。缺氧池出水ORP設定值維持在-85mV--95mV。好氧池出水ORP設定值維持在40-60mV之間。
(3)、將上述設定值輸入到硝化反硝化反應在線控制器中，該控制器根據設定值與測定值相比較得出的差值，向內循環回流控制閥門、汙泥回流控制閥門和外碳源投加控制閥門輸出控制信號；根據缺氧區末端的ORP值，來動態的控制內循環回流量；由好氧區首端格室的DO濃度，動態推測進水氨氮濃度，同時結合好氧區pH值曲線類型，來動態控制好氧區曝氣量；以最後好氧區格室的ORP值大小，動態控制外碳源投加量。
DO、pH和ORP在線傳感器測定信息和硝化反硝化過程的相關性分析DO濃度和進水氨氮關係如圖2所示，設定好氧區第1格室曝氣量不變(0.1m3/h)，改變進水COD、氨氮濃度或進水量。可見好氧區第1格室DO濃度和進水氨氮表現為較好的線性相關性。由DO濃度的變化可動態反映進水氨氮負荷的高低，從而相應調整其它格室的曝氣量，降低進水負荷對系統所造成的幹擾。實現提高系統硝化效果，降低運行費用的目的。
pH值和進水氨氮的相關性參見圖3，好氧區最後格室和第1格室的pH差值(ΔpH)和進水氨氮濃度具有較好的相關性，應用ΔpH大小可預測進水氨氮負荷，並作為供氣量的反饋控制參數，也可通過pH差值大小和進水氨氮濃度之間的相關性，來分析系統硝化反應進行的程度和硝化效果的好壞。
好氧區進水氨氮濃度和pH值曲線的變化規律參見圖4、圖5，由好氧區pH曲線可指示系統硝化反應進行的程度以及運行狀態信息，從而優化工藝運行。圖4是氨氮在反應池各格室的變化情況。如圖5，當進水氨氮濃度等於53mg/L時，pH值從好氧區第1格室到好氧區第4格室一直降低，隨後pH值上升。因此在pH曲線上出現一個「氨氮谷點」，該特徵點出現意味著硝化反應完成，該情況對應的pH曲線類型稱為好氧「上升型曲線」。當進水氨氮濃度等於75mg/L時，pH值從好氧區第1格室到好氧區最後格室一直降低，這種pH曲線定義為好氧區「下降型pH曲線」，表明硝化沒有完成，為了提高系統硝化效果，應增加曝氣量或補充進水鹼度。當進水氨氮濃度等於30mg/L時，pH值從好氧區第1格室到好氧區最後格室一直升高，在pH曲線上也沒有出現「氨氮谷點」，在好氧區2格室硝化就已完成。它不同於第一種情況，其主要原因在於進水氨氮濃度很低，硝化早早完成，出現這種情況可判斷系統低負荷運行，應充分降低曝氣，節約運行費用。這種情況對應的pH曲線也可稱為「上升型曲線」。
好氧區末端ORP值和出水水質的關係如圖6所示，控制最後好氧區DO濃度恆定(1.5mg/L)，可見好氧區出水ORP值和出水氨氮、硝酸氮濃度具有較好的相關性，可以間接指示系統出水硝酸氮濃度或系統硝化效果的好壞，出水氨氮濃度和ORP值具有很好的多項式關係，而出水硝酸氮濃度和ORP值具有很好的指數關係。當ORP值控制在40-60mV可以獲得較好的出水水質。當ORP相對較低時，ORP值受氨氮濃度的影響較大，而ORP值相對較高時，受硝酸氮濃度的影響較大。可以通過控制曝氣量或外碳源投加量維持好氧區末端的ORP值處於設定範圍40-60mV。
缺氧區末端硝酸氮濃度和ORP值的關係如圖7所示，缺氧區出水硝酸氮濃度和ORP值具有很好的相關性，當ORP值控制在-90mV時可以獲得硝酸氮的最大去除，實現反硝化反應的最優控制，因此當ORP＞-90mV時，降低內循環回流量，而ORP＜-90mV時，增加內循環回流量，維持缺氧區末端的ORP值處於最優設定值。
缺氧區pH值曲線它也可一定程度反映反硝化反應是否完成、內循環回流硝酸氮是否充足。當缺氧區pH值降低時，表示反硝化已完成或回流的硝酸氮嚴重不足，相應需增加回循環回流量或降低外碳源投加量。而缺氧區pH值上升時，表明缺氧區一直在進行反硝化，硝酸氮濃度相對充足，缺氧區pH曲線也可以定義為下降型曲線和上升型曲線。
應用實施例反應池體積為50L，共有7個格室(每個格室平均為7L)，其中前2個格室缺氧運行，後5個格室好氧運行。當然反應池體積可大可小，反應池格室數也可根據需要設定，在線控制系統同樣可以使用。進水量為150L/d，溫度由自動溫控儀控制在20-21℃，SRT為12-15d，MLSS為2400-2700mg/L，進水pH控制在6.5-7.5之間，好氧區第1格室的曝氣量恆定，好氧區最後格室的DO濃度為1.5mg/L，汙泥回流比為0.6，內循環回流比為2.5。應用建立的硝化反硝化反應在線控制系統，研究處理澱粉廢水的實際效果。缺氧區各格室安裝pH傳感器，缺氧區最後格室安裝有ORP傳感器。後面5個好氧格室都安裝有DO傳感器和pH傳感器，從而獲得好氧區不同格室的DO和pH值，在好氧區最後格室也安裝有ORP傳感器。基於以上傳感器可以觀察缺氧區各格室pH值變化規律以及好氧區各格室DO濃度和pH值的變化規律。可以通過缺氧區末端的ORP值來動態的控制內循環回流量；由好氧區首端的DO濃度動態推測進水氨氮濃度，同時結合好氧區pH值曲線類型來動態控制好氧區曝氣量；而以最後好氧格室的ORP值大小動態控制外碳源投加量。
圖8、圖9是硝化反硝化反應控制系統的試驗結果，由圖可知雖然系統進水負荷動態變化仍然獲得較好的出水水質，出水氨氮和硝酸氮濃度分別小於4mg/L和14mg/L，通過控制曝氣量和外碳源投加量，好氧區最後格室的ORP值基本小於60mV，通過控制內循環回流量缺氧區的ORP值基本維持在-90mV。和恆定內循環回流量和曝氣量相比出水氨氮、總氮濃度和曝氣量分別降低了15％、12％和18％。
在線控制系統的建立及其實施控制參見圖10為了實現缺氧/好氧工藝硝化反硝化反應的綜合控制，優化工藝運行條件，提高出水水質，應用DO、pH和ORP在線測定信息，建立了硝化反應和反硝化反應在線控制系統如圖8。系統的建立需要以下幾個設定條件(1)好氧區第1格室的曝氣量維持恆定(本研究中規定為0.1m3/h)；(2)好氧區最後格室的DO濃度恆定(規定為1.5mg/L)；(3)好氧區最後格室的ORP設定值範圍為40-60mV；(4)缺氧區最後格室的最優ORP設定值為-90mV。(5)DO、ORP和pH值在線測定，每30分鐘對在線控制變量-曝氣量、內循環回流量和外碳源投加量調節一次，避免執行設備的頻繁開停，破壞系統的穩定性。
系統首先在線測定DO、ORP和pH信息包括缺氧區和好氧區pH值曲線、缺氧區和好氧區末端ORP值、好氧區DO濃度、好氧區pH差值和好氧區1室DO1。首先分析進水pH值，當pH小於6時，投加鹼性物質；而當pH值大於8時投加酸性物質，維持進水保持在中性範圍。
隨後分析好氧區和缺氧區pH曲線類型，需要注意好氧區和缺氧區的pH曲線類型分析同時進行。首先來看缺氧區pH曲線類型，如果屬於下降型，表明缺氧區硝酸氮濃度不充足或回流硝酸氮已完全反硝化，應提高內循環回流量，然後繼續分析pH曲線類型，直到pH曲線類型變為上升型；如果pH曲線類型為上升型，分析缺氧區末端ORP設定值是否處於最優設定值-90mV，如果處於-90mV，說明系統反硝化反應運行在最優條件下，維持當前內循環回流量不變。如果ORP值未在最優設定值處，調整內循環回流量直到ORP最優設定值維持在-90mV。
然後分析好氧區pH曲線類型，如果屬於上升型，表明硝化反應已完成，為了降低系統運行費用，首先降低曝氣量和好氧區DO濃度。然後再分析好氧區pH曲線類型，直到好氧區pH曲線類型剛好變為下降型；繼續檢測好氧區最後格室的ORP值，分析它是否小於設定的上限值60mV，如果小於上限值，說明系統出水水質和運行狀態較好，維持當前運行狀態不變。如果ORP值大於上限值60mV，說明出水硝酸氮濃度較高，然後分析缺氧區的ORP值是否處於最優設定值-90mV，如果未處於最優設定值處，調節內循環回流量，直到它處於最優設定值附近；如果缺氧區末端ORP值處於最優設定值處。說明進水碳源不足，應外投碳源，直到好氧區末端的ORP設定值小於最大設定值60mV。
如果好氧區的pH曲線類型屬於下降型，說明系統硝化沒有完成，下面分析系統硝化反應的程度和硝化未完成的原因。首先分析好氧區出水ORP值，如果ORP值大於其上限值60mV，一方面說明系統的硝化將近完成，另一方面說明出水硝酸氮濃度較高，反硝化不充分；然後和上面一樣首先調整內循環回流量，如果調整內循環回流量後仍無效，外投碳源，提高系統反硝化效果。
如果好氧區出水ORP值小於其下限值40mV，說明系統的硝化效果較差，並分析其原因。首先分析好氧區DO濃度，如果DO濃度較低(＜1.0mg/L)，表明DO濃度低是硝化效果差的主要因素，並提高好氧區DO濃度；如果DO濃度正常或較高，則說明DO濃度不是硝化差的主要原因。分析好氧區第1格室的DO濃度(DO1)，如果DO1較低(＜0.6mg/L)說明進水負荷增加，其中可能是氨氮負荷或COD負荷，增加反應池MLSS濃度或降低進水負荷。如果DO1不低，繼續分析好氧區的pH降低幅度(也就是好氧區末端和首端pH的差值)，如果pH下降幅度較大(＞0.5)，其原因可能是進水鹼度不足，導致pH下降到很低程度，嚴重抑制了硝化反應進程，應投加鹼性物質。如果pH下降幅度不大，然後分析反應池運行溫度，如果溫度較低(＜17℃)，說明低溫抑制了硝化反應的正常進行，導致系統硝化效果變差，應降低汙泥排放量、降低系統汙泥負荷或進水負荷，來改善系統硝化效果。如果溫度不低，繼續分析好氧區體積大小，如果好氧區體積較小(體積比＜0.6)，則說明參與硝化反應的硝化菌數量不足，應增大好氧區體積、降低汙泥排放量(減少硝化菌的流失)或降低進水C/N比(維持硝化菌較好的生長環境)。如果好氧區體積充足，則系統有可能中毒，硝化菌的生長被抑制，則應分析進水中毒性負荷的來源，補充新鮮汙泥或加進水調節池，當毒性負荷過後，再把進水引入反應池。
基於上述分析直到改善系統的硝化效果。另外當好氧區末端的ORP值處於50-60mV之間可以維持當前運行狀態，不需調節反應條件。應用上述在線控制系統處理澱粉廢水和實際生活汙水研究了A/O工藝小試和中試試驗裝置的運行效果，研究獲得滿意的試驗結果，無論從提高出水水質和系統穩定，還是節約運行費用上，都優於未採用控制的系統。
權利要求1.一種高效缺氧/好氧生物脫氮工藝控制裝置，包括首尾相連的缺氧區、好氧區和二沉池，其特徵在於其缺氧區分成至少兩個底部相通的格室，好氧區分成至少五個上下交錯相通的格室，缺氧區內有攪拌器，並與進水管連通，好氧區內設有曝氣器，由好氧區出水管連接二沉池，二沉池與出水管連通，二沉池底部連接剩餘汙泥排泥管和汙泥回流管，汙泥回流管與缺氧區入口連通，好氧區出口與缺氧區入口之間連接內循環回流管，在缺氧池第一格室設有外碳源投加裝置，在缺氧區每個格室內設置pH傳感器，在最後格室設置氧化還原電位傳感器，即ORP傳感器，在好氧區內每個格室內設置pH傳感器和溶解氧濃度傳感器，即DO傳感器，在好氧區最後一個格室內設置ORP傳感器；上述各傳感器的信號輸出端與硝化反硝化反應在線控制器連接，硝化反硝化反應在線控制器包括輸入鍵盤和模擬數字轉換器；用於存儲上述ORP、DO、pH檢測值和設定值的存儲器；用於將採集上述ORP、DO、pH測定值與ORP、DO、pH設定值進行比較的比較器；計算控制量偏差的微處理器；與數字模擬轉換器和控制信號輸出裝置相連的內循環回流控制閥門、汙泥回流控制閥門和外碳源投加控制閥門。
專利摘要一種高效缺氧/好氧生物脫氮工藝控制裝置，其缺氧區內有攪拌器，好氧區內設有曝氣器，二沉池底部連接剩餘汙泥排泥管和汙泥回流管，汙泥回流管與缺氧區入口連通，好氧區出口與缺氧區入口之間連接內循環回流管，在缺氧池第一格室設有外碳源投加裝置，在缺氧區每個格室內設置pH傳感器，在最後格室設置ORP傳感器，在好氧區內每個格室內設置pH傳感器和DO傳感器，在好氧區最後一個格室內設置ORP傳感器；各傳感器的信號輸出端與硝化反硝化反應在線控制器連接，由硝化反硝化反應在線控制器向循環回流控制閥門、汙泥回流控制閥門和外碳源投加控制閥門輸出控制信號。可保證出水水質達標，節省運行費用，提高系統的穩定性。
文檔編號C02F3/30GK2928835SQ20062020038
公開日2007年8月1日 申請日期2006年4月17日 優先權日2006年4月17日
發明者彭永臻, 馬勇, 王淑瑩 申請人:彭永臻