碳源药剂投加设备与投加方法技术

本发明专利技术属于污水处理技术领域，具体涉及一种碳源药剂精准投加设备，其进水水量监测模块、前置硝氮监测模块和后置硝氮反馈模块各自的输出接口分别与该计算控制模块的输入接口电连接，其计算控制模块的输出接口与该加药控制模块的输入接口电连接，实现了污水处理厂碳源药剂投加的动态精准控制，避免人工依靠经验判定碳源投量造成的恒定过量投加、延时过量投加、波动冲量投加等过量投加，节约了药剂投加量及成本。本发明专利技术进一步涉及使用该设备进行碳源药剂精准投加的方法。

【技术实现步骤摘要】
碳源药剂投加设备与投加方法
本专利技术属于污水处理
，具体涉及一种碳源药剂精准投加设备，进一步涉及使用该设备进行碳源药剂精准投加的方法。
技术介绍
随着我国社会经济的发展，人口增加、企业规模增大，造成污水排进水水量日益增多，因此开发针对污水高效处理的技术和药剂是非常必要的。采用以活性污泥法为基础的生化除氮工艺是目前国内乃至世界污水处理厂的主流技术。待处理污水首先入生化池(例如AAO处理单元)进行硝氮氧化处理，利用污水中硝化细菌在曝气好氧条件下将污水中的硝氮氧化成硝氮，处理水体经沉淀后送入反硝化滤池进行深度处理，即利用污水中反硝化细菌在缺氧条件下将硝酸盐还原，释放出分子态氮(N2)或一氧化二氮(N2O)的方法去除总氮。大部分反硝化细菌是异养菌，在反硝化过程中需要碳源作为细胞生命活动所需的能量，进行无氧呼吸，从而去除污水中的总氮。国内由于污水管网行业的问题，绝大部分污水厂进水C/N比值(COD/总氮)普遍偏低，总氮去除的反硝化过程中常需要添加碳源，外投加碳源是C/N较低的污水生化处理厂运行中必不可少的药剂投加过程。同时，绝大部分污水处理厂受季节、降雨、时间、居民用水习惯、工业水掺杂等因素影响，均存在进水水量和进水总氮浓度等指标的波动情况。污水处理厂为了保证出水的稳定达标合格，针对去除总氮的碳源药剂不得不人工控制加药，且常采用恒定过量投加、延时过量投加、波动冲量投加等过量投加方式，造成了碳源药剂投加成本的浪费和出水指标的不稳定性。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的问题，本专利技术的一个目的在于，提供一种碳源药剂投加设备，该系统能够极大的减少因进水水量及总氮浓度无规律波动造成的碳源药剂过量投加情况，同时可以大大增强系统抗波动的冲击性和出水稳定性。实现碳源药剂的精准自动投加，能够有效地提高药剂投加效率、实现碳源药剂成本的控制和降低。具体而言，本专利技术的碳源药剂投加设备(1)包括计算控制模块(10)，加药控制模块(20)、进水水量监测模块(30)、前置硝氮监测模块(41)和后置硝氮反馈模块(42)，该进水水量监测模块(30)、该前置硝氮监测模块(41)和该后置硝氮反馈模块(42)各自的输出接口分别与该计算控制模块(10)的输入接口电连接，该计算控制模块(10)的输出接口与该加药控制模块(20)的输入接口电连接。本专利技术的碳源药剂投加设备(1)基于前置和后置双向反馈模式，前置反馈为对进水水量和硝氮浓度变量造成碳源变量的预判型前置反馈，后置反馈为对工艺深度处理后段/出水稳定达标进行的碳源变量的补偿式后置反馈，通过对进水水量、碳源投加量、生化工艺系统前段和后段硝氮/总氮浓度的动态变化，得出整个系统总氮去除出水达标所需的实际碳源投加量，能够针对不同的生化工艺(AAO、AO、氧化沟、MBR、反硝化滤池等)，实现对工艺去除过程初始前段缺氧区首/内回流/碳源投加点位的硝氮数据、以及后段深度处理工艺出/后置滤池进出水的硝氮/总氮去除数据的实时监测和动态反馈，是一款采用变频控制、流量控制和电动阀等控件相结合的实时智能动态控制设备。进一步地：该进水监测模块(30)用于获得并输出进水(6)的进水水量动态检测值a，该前置硝氮监测模块(41)用于获得并输出生化池(7)中前置反馈硝氮浓度监测值b，该后置硝氮反馈模块(42)用于获得并输出反硝化滤池(8)中后置反馈总氮浓度监测值c，该加药控制模块(20)在该计算控制模块(10)的控制下向待处理和/或处理中的污水内投入碳源药剂。在本专利技术的一个实施方式中，该碳源药剂投加设备(1)具有单碳源加药点位的结构。具体而言，该加药控制模块(20)通过第一加药管路(51)向生化池(7)内投入碳源药剂。进一步地，该生化池(7)包括AOAAO的厌氧/好氧单元结构，该药控制模块(20)向生化池(7)的第三厌氧单元内投入碳源药剂。进一步地，该后置硝氮反馈模块(42)用于获得并向该计算控制模块(10)反馈该反硝化滤池(8)的出水口处的硝氮基值。在本专利技术的另一个实施方式中，该碳源药剂投加设备(1)具有双后置硝氮反馈模块。具体而言，该后置硝氮反馈模块(42)包括后置硝氮监测模块(421)和总氮出水监测模块(422)，该后置硝氮监测模块(421)用于获得并输出反硝化滤池(8)进水口处的后置反馈滤池进水硝氮监测值c’，该总氮出水监测模块(422)用于获得并输出反硝化滤池(8)出水口处的后置反馈滤池出水总氮监测值e。通过在反硝化滤池(8)的进水口和出水口分别设置后置硝氮监测模块(421)和总氮出水监测模块(422)，可以实现对反硝化处理过程中的氮(硝氮、总氮)含量进行更为精细的检测，从而提高碳源药剂投加动态需求量D的计算精度。在本专利技术的另一个实施方式中，该碳源药剂投加设备(1)具有双碳源加药点位的结构。具体而言，本专利技术的碳源药剂投加设备(1)还包括与该第一加药管路(51)相独立的第二加药管路(52)，该加药控制模块(20)分别通过该第一加药管路(51)和该第二加药管路(52)独立地投入碳源药剂。进一步地，该第二加药管路(52)向该反硝化滤池(8)的厌氧初段位置投入碳源药剂。本专利技术的另一个目的在于，提供一种利用前述碳源药剂投加设备(1)进行碳源药剂精确投加控制的方法。具体而言，该碳源药剂的投加控制方法包括以下步骤：S11、采集该进水水量动态检测值a、该前置反馈硝氮浓度监测值b、该后置反馈总氮浓度监测值c，发送至该计算控制模块(10)；S12、该计算控制模块(10)计算的出时间区间内的碳源药剂投加动态需求量D，并将该碳源药剂投加动态需求量D传递至该加药控制模块(20)；S13、该加药控制模块(20)根据该碳源药剂投加动态需求量D投入碳源药剂；S14、再次采集该进水水量动态检测值a、该前置反馈硝氮浓度监测值b、该后置反馈总氮浓度监测值c，发送至该计算控制模块(10)，当碳源药剂投加动态需求量D≠0时，重复步骤S11-S13。进一步地，步骤S02中，该计算控制模块(10)根据式(I)计算碳源药剂投加动态需求量D：D＝(a/A)×α×d+(b/B)×β×d+(c/C)×γ×d(I)式中：D-碳源药剂投加动态需求量d-碳源药剂投加量基值A–进水水量基值B-前置反馈硝氮浓度基值C-后置反馈总氮浓度基值a–进水水量动态监测值b-前置反馈硝氮浓度监测值c-后置反馈总氮浓度监测值α–进水水量与碳源投加量的波动关联影响系数β-前置反馈硝氮浓度与碳源投加量的波动关联影响系数γ-后置反馈总氮浓度与碳源投加量的波动关联影响系数，要求α+β+γ＝1。式(I)中所涉及各个基值的取得方式没有特别的限定，可以采用本领域中常用的方法获得。在一个实施例中，各个基值直接采用污水处理系统对应参数的设计值，特别是对于新投入使用的系统而言，由于没有历史数据积累，利用设计值不仅能够便于根据式(I)计算碳源药剂投加动态本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳源药剂投加设备(1)，其特征在于，包括计算控制模块(10)，加药控制模块(20)、进进水水量监测模块(30)、前置硝氮监测模块(41)和后置硝氮反馈模块(42)，所述进水水量监测模块(30)、所述前置硝氮监测模块(41)和所述后置硝氮反馈模块(42)各自的输出接口分别与所述计算控制模块(10)的输入接口电连接，所述计算控制模块(10)的输出接口与所述加药控制模块(20)的输入接口电连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种碳源药剂投加设备(1)，其特征在于，包括计算控制模块(10)，加药控制模块(20)、进进水水量监测模块(30)、前置硝氮监测模块(41)和后置硝氮反馈模块(42)，所述进水水量监测模块(30)、所述前置硝氮监测模块(41)和所述后置硝氮反馈模块(42)各自的输出接口分别与所述计算控制模块(10)的输入接口电连接，所述计算控制模块(10)的输出接口与所述加药控制模块(20)的输入接口电连接。


2.根据权利要求1所述的碳源药剂投加设备(1)，其特征在于：
所述进水监测模块(30)用于获得并输出进水(6)的进水水量动态检测值a，
所述前置硝氮监测模块(41)用于获得并输出生化池(7)中前置反馈硝氮浓度监测值b，
所述后置硝氮反馈模块(42)用于获得并输出反硝化滤池(8)中后置反馈总氮浓度监测值c，
所述加药控制模块(20)在所述计算控制模块(10)的控制下向待处理和/或处理中的污水内投入碳源药剂。


3.根据权利要求1或2所述的碳源药剂投加设备(1)，其特征在于，所述加药控制模块(20)通过第一加药管路(51)向生化池(7)内投入碳源药剂。


4.根据权利要求3所述的碳源药剂投加设备(1)，其特征在于，所述生化池(7)具有AOAAO的厌氧/好氧单元结构，所述药控制模块(20)向生化池(7)的第三厌氧单元内投入碳源药剂。


5.根据权利要求2-4任一项所述的碳源药剂投加设备(1)，其特征在于，所述后置硝氮反馈模块(42)用于获得并向所述计算控制模块(10)反馈所述反硝化滤池(8)的出水口处的硝氮基值。


6.根据权利要求1-5任一项所述的碳源药剂投加设备(1)，其特征在于，所述后置硝氮反馈模块(42)包括后置硝氮监测模块(421)和总氮出水监测模块(422)，所述后置硝氮监测模块(421)用于获得并输出反硝化滤池(8)进水口处的后置反馈滤池进水硝氮监测值c’，所述总氮出水监测模块(422)用于获得并输出反硝化滤池(8)出水口处的后置反馈滤池出水总氮监测值e。


7.根据权利要求6所述的碳源药剂投加设备(1)，其特征在于，还包括与所述第一加药管路(51)相独立的第二加药管路(52)，所述加药控制模块(20)分别通过所述第一加药管路(51)和所述第二加药管路(52)独立地投入碳源药剂。


8.根据权利要求7所述的碳源药剂投加设备(1)，其特征在于，所述第二加药管路(52)向所述反硝化滤池(8)的厌氧初段位置投入碳源药剂。


9.一种碳源药剂投加控制方法，其特征在于，所述方法采用权利要求1-8任一项所述的碳源药剂投加设备(1)实施，包括以下步骤：
S11、采集所述进水水量动态检测值a、所述前置反馈硝氮浓度监测值b、所述后置反馈总氮浓度监测值c，并发送至所述计算控制模块(10)；
S12、所述计算控制模块(10)计算的出时间区间内的碳源药剂投加动态需求量D，并将所述碳源药剂投加动态需求量D传递至所述加药控制模块(20)；
S13、所述加药控制模块(20)根据所述碳源药剂投加动态需求量D投入碳源药剂；
S14、再次采集所述进水水量动态检测值a、所述前置反馈硝氮浓度监测值b、所述后置反馈总氮浓度监测值c，发送至所述计算控制模块(10)，当碳源药剂投加动态需求量D≠0时，重复步骤S11-S13。


10.根据权利要求9所述的碳源药剂投加控制方法，其特征在于，步骤S02中，所述计算控制模块(10)根据式(I)计算碳源药剂投加动态需求量D：
D＝(a/A)×α×d+(b/B)×β×d+(c/C)×γ×d(I)
式中：
D-碳源药剂投加动态需求量
d-碳源药剂投加量基值
A–进水水量基值
B-前置反馈硝氮浓度基值
C-后置反馈总氮浓度基值
a–进水水量动态监测值
b-前置反馈硝氮浓度监测值
c-后置反馈总氮浓度监测值
α–进水水量与碳源投加量的波动关联影响系数
β-前置反馈硝氮浓度与碳源投加量的波动关联影响系数
γ-后置反馈总氮浓度与碳源投加量的波动关联影响系数，
要求α+β+γ＝1。


11.根据权利要求10所述的碳源药剂投加控制方法，其特征在于，所述波动关联影响系数α、β、γ通过以下步骤计算得出：
S21、获得碳源加药量随时间变化曲线、进水水量随时间变化曲线、前置反馈硝氮浓度随时间变化曲线、后置反馈总氮浓度随时间变化曲线；
S22、确定碳源加药量随时间变化曲线和进水水量随时间变化曲线两者之间的同向数据曲线拟合程度和/或对应性基本匹配的...

【专利技术属性】
技术研发人员：周继柱，刘芳，丁强，宋胜男，江瀚，王光辉，汪文，朱国普，张行，石伟杰，
申请(专利权)人：北京恒润慧创环境技术有限公司，神美科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11