一种污水强化反硝化脱氮系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种污水强化反硝化脱氮系统和方法，该污水强化反硝化脱氮系统包括依次连接的厌氧池、缺氧池、好氧池和二沉池，还包括：控制系统，控制系统与曝气系统和碳源投加系统连接；控制系统控制曝气机曝气，使得好氧池DO浓度为0.5‑2.9mg/L，出水氨氮浓度为0.5‑1.5mg/L；碳源投加系统将硝酸氮在线监测仪将硝酸氮反馈至控制系统，当好氧池出水硝酸氮浓度高于设定值10mg/L时，控制系统控制碳源投加装置按5‑7单位碳源/单位硝酸盐投入缺氧池。本发明专利技术实现污水处理厂间隙曝气使得出水稳定达标并节约曝气能耗，同时，在缺氧区利用碳源投加系统根据出水硝酸氮浓度精确投药实现高效脱氮，能节约曝气能耗，减少回流液DO浓度，并根据硝酸盐氮浓度精确投加碳源，从而实现高效反硝化并节约碳源成本。

【技术实现步骤摘要】
一种污水强化反硝化脱氮系统和方法
本专利技术涉及一种脱氮系统，尤其是一种污水强化反硝化脱氮系统，还涉及方法，属于污水处理领域。
技术介绍
随着经济的不断发展以及环保要求的不断提高，我国对污水处理厂水质的要求越来越严格，特别是对重点流域（“三湖三河”）的污水处理厂要求更加严格。对于缺水城市污水处理厂尾水可作为再生水，用于城市绿化、河道补水和道路浇洒等，由此对污水处理厂尾水的水质越来越受到人们的重视。城市污水处理厂主要是去除污水中的COD、TP和TN等污染物。污水中COD通过微生物作用很容易就能去除，目前污水处理的难点是脱氮和除磷。脱氮除磷主要采用基于厌氧、缺氧和好氧工艺的生物硝化反硝化以及生物化学除磷相结合的工艺。经研究我国城市污水处理厂进水磷可通过生物除磷和化学混凝沉淀相结合的方式去除且可稳定达《城镇污水厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。氮现阶段只能通过微生物作用去除，进而氮是影响污水处理厂出水稳定达标的主要指标。在脱氮过程中主要是硝化菌在好氧区将氨氮转化为硝酸盐，在缺氧区反硝化菌利用碳源将硝酸盐氮转化为氮气。我国城市污水存在低碳源特点，所以进水中有效碳源相对较低，难以支撑反硝化菌有效的脱氮；而且，传统的脱氮除磷工艺中，存在反硝化菌和聚磷菌竞争碳源问题，脱氮和除磷难以同时达到最佳效率。在污水处理过程中内外回流也是影响脱氮除磷的因素，好氧区末端DO浓度控制不好，内回流会使得好氧池进入缺氧池的溶解氧增加，从而消耗进水中有机碳源，影响反硝化脱氮的效率。由此对污水处理厂好氧区实施精确梯度曝气，同时在缺氧投加碳源可有效的增加污水处理厂的脱氮效率。传统污水处理厂存在好氧区曝气量难控制，造成溶解氧过高污泥老化和能耗浪费；内回流溶解氧过高导致缺氧区有限碳源被耗氧无效利用；进水碳源不足导致反硝化收到抑制，出水TN浓度过高等问题。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提出一种污水强化反硝化脱氮系统和方法，利用自控系统精确控制污水处理厂好氧区溶解氧，同时在缺氧精确投加碳源实现高效脱氮目的。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种污水强化反硝化脱氮系统，包括依次连接的厌氧池、缺氧池、好氧池和二沉池，还包括：控制系统，控制系统与曝气系统和碳源投加系统连接；曝气系统，包括第一DO在线监测仪、第二DO在线监测仪、第三DO在线监测仪、氨氮在线监测仪和曝气机，第一DO在线监测仪、第二DO在线监测仪和第三DO在线监测仪分别设于好氧池的前端、中端和末端附近；氨氮在线监测仪设于好氧池的3/4区域附近，将好氧池前端、中端和后端的DO浓度以及好氧池后端的氨氮浓度反馈至控制系统，控制系统控制曝气机曝气，使得好氧池DO浓度为0.5-2.9mg/L，出水氨氮浓度为0.5-1.5mg/L；碳源投加系统，包括设于好氧池末端的硝酸氮在线监测仪和设于缺氧池前端的碳源投加装置，硝酸氮在线监测仪将硝酸氮反馈至控制系统，当好氧池出水硝酸氮浓度高于设定值10mg/L时，控制系统控制碳源投加装置按5-7单位碳源/单位硝酸盐投入缺氧池。进一步地，第一DO在线监测仪、第二DO在线监测仪、第三DO在线监测仪、氨氮在线监测仪和硝酸氮在线监测仪均包括探头。进一步地，曝气机和碳源投加装置上还设有电磁流量计和电动调节阀，电磁流量计和电动调节阀与控制系统连接。进一步地，二沉池还与厌氧池前端连通，好氧池还与缺氧池前端连通，连通的管路上还设有电磁流量计和电磁调节阀。进一步地，厌氧池中设有一个搅拌器，缺氧池中的前端和后端各设有一个搅拌器。本专利技术涉及的基于上述的系统的污水强化反硝化脱氮方法，按以下进行：在控制系统的人机界面上设置好氧池的DO浓度、出水氨氮浓度和出水硝酸氮浓度；污水经过厌氧池、缺氧池、好氧池和二沉池后排出，第一DO在线监测仪、第二DO在线监测仪和第三DO在线监测仪分别监测好氧池的前端、中端和后端的DO浓度，氨氮在线监测仪监测好氧池的出水氨氮浓度，硝酸氮在线监测仪监测出水硝酸氮浓度，并反馈至控制系统；当出水氨氮低于0.5mg/L时，控制系统控制曝气系统停止曝气，不进行DO调控；当出水氨氮高于1.5mg/L后，控制系统控制曝气系统曝气，控制好氧池DO浓度范围为0.5-2.9mg/L，如果池内DO浓度大于2.9mg/L，则减少曝气量，池内DO浓度小于0.5mg/L，则增加曝气量，使得出水氨氮浓度范围为0.5-1.5mg/L；当好氧池出水硝酸氮浓度高于设定值10mg/L时，控制系统控制碳源投加装置按5-7单位碳源/单位硝酸盐投入缺氧池。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：对于已建成的污水处理厂，本专利技术通过在线DO监测仪、在线氨氮监测仪，在线硝酸氮监测仪、电动调节阀和流量计及总控制系统联合机动实现污水处理厂系统高效脱氮效果。控制系统控制曝气模式实现污水处理厂精确供氧，同时，利用出水氨氮浓度控制整个污水处理厂曝气系统的启停，使得好氧池DO浓度为0.5-2.9mg/L，出水氨氮浓度为0.5-1.5mg/L，实现污水处理厂间隙曝气使得出水稳定达标并节约曝气能耗，同时，在缺氧区利用碳源投加系统根据出水硝酸氮浓度精确投药实现高效脱氮。通过精准控制，根据进水污染物负荷变化，改变曝气区DO浓度实现精确硝化并节约曝气能耗，减少回流液DO浓度，并根据硝酸盐氮浓度精确投加碳源，从而实现高效反硝化，并节约碳源成本。附图说明图1是本专利技术的污水强化反硝化脱氮系统的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是对本专利技术一部分实例，而不是全部的实例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，本实施例的污水强化反硝化脱氮系统，包括依次连接的厌氧池、缺氧池、好氧池和二沉池。还设有总控制系统，总控制系统与曝气系统2和碳源投加系统1连接；总控制系统接收碳源投加系统1和曝气系统2的好氧池的实时状态，对碳源投加量和曝气量进行准确控制。碳源投加系统1包括设于好氧池末端的硝酸氮在线监测仪1.3和设于缺氧池前端的碳源投加装置，碳源投加装置包括碳源储罐1.1和控制装置1.2，硝酸氮在线监测仪1.3将好氧池的硝酸氮含量反馈至控制装置1.2，然后反馈至总控制系统，当好氧池出水硝酸氮浓度高于设定值10mg/L时，控制系统控制碳源投加装置按5-7单位碳源/单位硝酸盐投入缺氧池，促进缺氧区反硝化效率达到强化脱氮效果。碳源储罐1.1与缺氧池前端连通的管路上还设有电磁调节阀1.6和电磁流量计1.7，控制装置1.2通过电磁调节阀1.6和电磁流量计1.7对碳源添加量进行控制。曝气系统2包括第一DO在线监测仪2.2、第二DO在线监测仪2.3、第三DO在线监测仪2.5、氨氮在线监测仪2.4和曝气机2.1，第一DO在线监测仪2.2、第二DO在线监测仪2.3和第三DO在线监测仪2.5分别设于好氧池的前端、中端和末端附近；氨氮在线监测仪2.4设于好氧池的3/4区域附近，以给曝气调控预留反应时间。第一DO在线监测仪2.2、第二DO在线监测仪2.3、第三DO在线监测仪2.5、氨氮在线监测仪2.4将好氧池前端、中端和后端的DO浓度以及好氧池后端的氨氮浓度反馈至总控制系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种污水强化反硝化脱氮系统，包括依次连接的厌氧池、缺氧池、好氧池和二沉池，其特征在于：还包括：控制系统，控制系统与曝气系统和碳源投加系统连接；曝气系统，包括第一DO在线监测仪、第二DO在线监测仪、第三DO在线监测仪、氨氮在线监测仪和曝气机，第一DO在线监测仪、第二DO在线监测仪和第三DO在线监测仪分别设于好氧池的前端、中端和末端附近；氨氮在线监测仪设于好氧池的3/4区域附近，将好氧池前端、中端和后端的DO浓度以及好氧池后端的氨氮浓度反馈至控制系统，控制系统控制曝气机曝气，使得好氧池DO浓度为0.5‑2.9mg/L，出水氨氮浓度为0.5‑1.5mg/L；碳源投加系统，包括设于好氧池末端的硝酸氮在线监测仪和设于缺氧池前端的碳源投加装置，硝酸氮在线监测仪将硝酸氮反馈至控制系统，当好氧池出水硝酸氮浓度高于设定值10mg/L时，控制系统控制碳源投加装置按5‑7单位碳源/单位硝酸盐投入缺氧池。

【技术特征摘要】
1.一种污水强化反硝化脱氮系统，包括依次连接的厌氧池、缺氧池、好氧池和二沉池，其特征在于：还包括：控制系统，控制系统与曝气系统和碳源投加系统连接；曝气系统，包括第一DO在线监测仪、第二DO在线监测仪、第三DO在线监测仪、氨氮在线监测仪和曝气机，第一DO在线监测仪、第二DO在线监测仪和第三DO在线监测仪分别设于好氧池的前端、中端和末端附近；氨氮在线监测仪设于好氧池的3/4区域附近，将好氧池前端、中端和后端的DO浓度以及好氧池后端的氨氮浓度反馈至控制系统，控制系统控制曝气机曝气，使得好氧池DO浓度为0.5-2.9mg/L，出水氨氮浓度为0.5-1.5mg/L；碳源投加系统，包括设于好氧池末端的硝酸氮在线监测仪和设于缺氧池前端的碳源投加装置，硝酸氮在线监测仪将硝酸氮反馈至控制系统，当好氧池出水硝酸氮浓度高于设定值10mg/L时，控制系统控制碳源投加装置按5-7单位碳源/单位硝酸盐投入缺氧池。2.根据权利要求1所述的污水强化反硝化脱氮系统，其特征在于：第一DO在线监测仪、第二DO在线监测仪、第三DO在线监测仪、氨氮在线监测仪和硝酸氮在线监测仪均包括探头。3.根据权利要求1所述的污水强化反硝化脱氮系统，其特征在于：曝气机和碳源投加装置上还设有电磁流量计和电动调节阀，电磁流量计和电动调节阀与控制系统连接。...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭玉梅，刘波，吴毅晖，郭昉，林阳，杜吉灿，周平，张琳，潘国强，
申请(专利权)人：昆明滇池水务股份有限公司，
类型：发明
国别省市：云南,53