采用先进的控制算法来优化工艺和曝气性能制造技术

一种自动控制的废水处理工艺可以包括自动控制水源中的硝化和反硝化能力。硝化和反硝化能力可以被同步地自动控制。此外，废水处理工艺还可以包括自动控制水源中的固体停留时间(SRT)和生物除磷，以及自动控制从容纳装置中除水。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2012年11月16日提交的美国临时申请序列号61/727,517的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
本专利技术涉及废水处理工艺，特别地，涉及自动控制的废水处理工艺。
技术介绍
目前的废水处理批处理工艺采用时间启动系统，该系统将流入的废水引入容纳装置，然后在各种条件下处理废水。处理阶段通常被称为反应阶段，其中使用好氧、缺氧和/或厌氧条件来处理流入的废水。在好氧条件下，溶解氧被引入容纳装置并与流入的废水和各种微生物混合。好氧条件将废水中含有的铵和有机氮转化为硝酸盐。这通常被称为硝化。如本文所用，铵(NH4)被用来描述氨(NH3)、氨态氮(NH3-N)和铵态氮(NH4-N)。某些处理工艺也使用缺氧条件将硝酸盐转化为氮气，这被称为反硝化。废水的反硝化是通过在缺少溶解氧的环境下将硝酸盐和微生物混合来实现的。进一步地，当废水中含有磷时，在好氧条件之后使用厌氧条件除磷。在厌氧工艺中，在既缺少溶解氧又缺少化学结合氧的环境下将废水和微生物混合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于自动控制水源中的硝化能力的方法，所述方法包括：测量水源中的氮和水源的温度；在处理循环开始时，为所述水源确定在所述处理循环中待硝化的氮的量；根据所述待硝化的氮的量，计算溶解氧设定值、好氧处理阶段的时间段或其组合；以及使氧溶解于所述水源中，其中基于所计算的溶解氧设定值、好氧处理阶段的时间段或其组合，通过控制单元来自动控制溶解于所述水源中的氧的量和持续时间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.11.16 US 61/727,517;2013.11.15 US 14/081,7181.一种用于自动控制水源中的硝化能力的方法，所述方法包括：
测量水源中的氮和水源的温度；
在处理循环开始时，为所述水源确定在所述处理循环中待硝化的氮的量；
根据所述待硝化的氮的量，计算溶解氧设定值、好氧处理阶段的时间段
或其组合；以及
使氧溶解于所述水源中，
其中基于所计算的溶解氧设定值、好氧处理阶段的时间段或其组合，通
过控制单元来自动控制溶解于所述水源中的氧的量和持续时间。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包括确定所述水源中的有机物质的
量。
3.如权利要求1所述的方法，进一步包括识别所述水源中生物质的量。
4.如权利要求1所述的方法，其中在所述处理循环中所述待硝化的氮的
量是通过在所述处理循环开始时，比较所测量的所述水源中的氮和输入的目
标氮设定值来确定的。
5.如权利要求1所述的方法，其中用于所述水处理循环中针对硝化的所
述溶解氧设定值是通过方程式(I)来确定的：
DO=(KO)(NRX)[NH4+KN](NRMAX)(NH4)-(NRX)[NH4+KN]---(I)]]>其中，NRx＝硝化速率，NRMAX＝最大硝化速率，DO＝溶解氧浓度，K0＝溶解氧
的半饱和常数，NH4＝出水铵浓度，以及KN＝硝化细菌的半饱和常数。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述硝化速率和最大硝化速率是根据
之前进行的水处理循环、当前的水处理循环、已建立的硝化速率或其组合来
确定的。
7.如权利要求5所述的方法，其中所述水源的所述硝化速率是通过的方
程(II)来确定的：
NRX=NNHMLSS×AT---(II)]]>其中，NRx＝硝化速率，NNIT＝待硝化的氮的量，MLSS＝容纳装置1中的生物质
的量，以及AT＝好氧时间。
8.如权利要求1所述的方法，其中在所述水处理循环中用于硝化的所述
好氧处理阶段的所述时间段是根据所计算的溶解氧设定值、输入的溶解氧设
定值、在所述水处理循环开始时所确定的氮的量、在所述水源中所检测到的
有机负荷的量、所述水源中的生物质的量或其组合来确定的。
9.如权利要求1所述的方法，其中在所述水处理循环中用于硝化的所述
好氧阶段的时间长度是通过方程(III)来确定的：
AT=NNHMLSS×NRX---(III)]]>其中，NRx＝水处理工艺的硝化速率，NNIT＝待硝化的氮的量，MLSS＝容纳装置
中的生物质的量，以及AT＝每个循环的好氧时间。
10.如权利要求1所述的方法，进一步包括当确定了所述目标氮设定值无
法达到时，调整所计算的溶解氧设定值或所计算的在所述水处理循环中用于
所述好氧处理阶段的时间段。
11.一种用于自动控制水源中的反硝化能力的方法，所述方法包括：
测量水源中的氮和水源的温度；
在处理循环开始时，为所述水源确定在所述处理循环中待反硝化的氮的
量；
计算用于反硝化的缺氧处理阶段的时间段；以及
终止向所述水源的氧气供给，
其中，基于所计算的用于所述缺氧处理阶段的时间段，通过控制单元来
自动控制所述终止氧气供给的持续时间。
12.如权利要求11所述的方法，进一步包括确定所述水源中的有机物质
的量。
13.如权利要求11所述的方法，进一步包括识别所述水源中生物质的量。
14.如权利要求11所述的方法，其中在所述处理循环中所述待硝化的氮
的量是通过在所述处理循环开始时，比较所测量的所述水源中的氮和输入的
目标氮设定值来确定的。
15.如权利要求11所述的方法，其中用于所述水处理循环中反硝化的所
述缺氧处理的所述时间段是通过反硝化速率来确定的。
16.如权利要求15所述的方法，其中所述反硝化速率是根据之前进行的
水处理循环、当前的水处理循环、已建立的反硝化速率或其组合来确定的。
17.如权利要求15所述的方法，其中所述水源的所述反硝化速率是通过
方程(IV)来确定的：
DNRx=NDENITMLSS×AXT---(IV)]]>其中，DNRx＝反硝化速率，NDENIT＝待反硝化的氮的量，MLSS＝容纳装置中的
生物质的量，以及AXT＝缺氧时间。
18.如权利要求17所述的方法，其中在所述水处理循环中用于反硝化的
所述缺氧阶段的时间长度是通过方程(V)来确定的：
AXT=NDENITMLSS×DNRX---(V)]]>其中，DNRx＝反硝化速率，NDENIT＝待反硝化的氮的量，MLSS＝容纳装置中的
生物质的量，以及AXT＝每个循环的缺氧时间。
19.如权利要求11所述的方法，进一步包括当确定了所述目标氮设定值
无法达到时，调整所述水处理循环中用于所述缺氧处理阶段的所述时间段。
20.如权利要求11所述的方法，进一步包括当所述氧气供给被终止时，
搅拌所述水源。
21.一种用于自动控制水源中的固体停留时间(SRT)的方法，所述方法
包括：
测量水源中的总悬浮固体、铵、硝酸盐、温度或其组合；
确定消耗的生物质的量；
计算所述水源的硝化细菌生长速率；
使用所述硝化细菌生长速率计算所述水源的目标SRT；以及
计算将要消耗的生物质的目标量，
其中，基于修改消耗的持续时间、消耗的流率或其组合，通过控制单元

【专利技术属性】
技术研发人员：萨拉·奥利维亚·艾尔加，约翰·爱德华·科赫三世，阿萨·海伦娜·格兰德司道特·亨里克森，
申请(专利权)人：赛莱默水处理美国有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US