A/O和MCR工艺处理煤制气废水难降解有机物的节能控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种A/O+MCR工艺处理煤制气废水难降解有机物的节能控制系统，包括：用于采集废水水质数据及各设备的运行参数的数据采集模块；用于控制废水进水流量的废水进水流量控制模块；用于控制碳源投加量的碳源投加控制模块；用于控制好氧区的总进气量、控制好氧区和MCR池的溶解氧浓度的曝气系统控制模块。本发明专利技术的有益效果是：节能控制系统内设置与各实时控制系统模块之间进行配合操作的数据采集模块，可监测处理前后的水质。还设有在数据不合格情况下启动的废水进水泵、变频鼓风机、污泥回流泵、排泥泵、加药泵及各电动阀门。能有效提高曝气装置的利用效率，降低了各水处理设备的能源消耗，可节约系统能耗30％左右，减少了不必要的浪费。不必要的浪费。不必要的浪费。

【技术实现步骤摘要】
A/O和MCR工艺处理煤制气废水难降解有机物的节能控制系统


[0001]本专利技术属于煤制气废水处理
，尤其涉及一种A/O和MCR工艺处理煤制气废水难降解有机物的节能控制系统。

技术介绍

[0002]随着国家对废水零排放的要求进一步提高，煤制气废水处理也成为了一大难题，其存在的问题如下：
[0003](1)煤制气废水的水质极其复杂，含有大量酚类、长链烷烃类、芳香烃类、杂环类、氰、氨氮等有毒有害物质，是一种典型的高浓度难生物降解的工业废水。(2)产生的废水中含有大量的焦油，若对焦油处理不净，则焦油一方面进入生化系统，使系统中的活性污泥失去活性，更严重会造成生化系统的崩溃；另一方面会对后期的回用系统造成影响，造成超滤的膜丝断裂，膜丝污堵，产水量下降等问题，减短膜组件的使用寿命。(3)由于煤气化负荷的变化，气化产生的废水水量不稳定，会给生化处理系统的水质稳定带来很大冲击，有可能造成生化系统瘫痪。(4)尽管在煤制气废水处理过程中的前期预处理降低了废水的毒性和污染物浓度，但其仍对水处理微生物的威胁较大，尤其是好氧微生物。
[0004]目前常用的处理煤化工废水的好氧生化工艺为A/O工艺，该系统主要包括缺氧区、好氧区和泥水分离区。拥有这类工艺的废水处理厂迫切需要解决能耗高的问题，多数废水处理厂的能耗过高多表现在好氧曝气装置利用效率低，由于煤制气废水的可生化性较低，微生物对溶解氧的需求较高，曝气装置的控制在该系统中是至关重要的。
[0005]浸没式超滤系统(MCR)可用做生化后端沉淀池，可通过膜过滤技术拦截生化未降解的大分子有机物从而保证出水污染物浓度下降。但大多数煤制气废水厂急需解决MCR工艺常出现膜污堵以及浓缩液累积等问题，该问题不仅会提高废水厂膜的更换成本，还会导致生化系统逐步恶化。
[0006]A/O和MCR组合工艺中各工艺段相互依存，也相互制约。目前，污水处理厂的运行大多是依靠经验以人工操作为主，无法通过实时检测并控制各工艺段运行设备参数；在当前的污水处理厂中，鼓风机、回流泵、排泥泵、加药泵等都是具有节能潜力的设备，但只能做到一些简单的控制，无法做到量化控制，因此会导致废水处理厂部分水处理设备无法充分利用电能，造成整体系统的能源浪费情况严重。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是克服现有技术中的不足，提供一种A/O和MCR工艺处理煤制气废水难降解有机物的节能控制系统。
[0008]这种A/O和MCR工艺处理煤制气废水难降解有机物的节能控制系统，包括：
[0009]用于采集废水水质数据及各设备的运行参数的数据采集模块；
[0010]用于控制废水进水流量的废水进水流量控制模块；
[0011]用于控制碳源投加量的碳源投加控制模块；
[0012]用于控制好氧区的总进气量、控制好氧区和MCR池的溶解氧浓度的曝气系统控制模块；
[0013]用于控制内回流比和外回流比的回流实时控制模块；回流实时控制模块包括控制A/O
‑
MCR 组合系统中好氧区至缺氧区的内回流系统，以及由MCR池至缺氧区的外回流系统；
[0014]用于获取系统当前进水流量Q、进水CODin和好氧区总污泥浓度MLSSo，并计算当前好氧池污泥负荷Ns的好氧池排泥泵实时控制模块；好氧池排泥管道上设有好氧池排泥泵和电动阀门；
[0015]用于调整MCR池泥水排放量的MCR池泥水排放实时控制模块。
[0016]作为优选，数据采集模块设有原废水进水流量计、生化池液位计、BOD监测装置、COD监测装置、氨氮浓度监测装置、硝酸盐浓度监测装置、碳源投加流量监测装置、溶解氧监测装置和污泥浓度监测装置。
[0017]作为优选，缺氧池作为缺氧区，好氧池作为好氧区。
[0018]作为优选，数据采集模块采集的废水水质数据包括进水BOD浓度、进水COD浓度、进水氨氮浓度、好氧池溶解氧浓度、好氧池污泥浓度、好氧池出水COD浓度、好氧池出水氨氮浓度、好氧池出水硝酸盐浓度、MCR池溶解氧浓度、MCR池污泥浓度、MCR池COD浓度、节能控制系统出水COD浓度和节能控制系统出水氨氮浓度；数据采集模块采集的各设备的运行参数包括缺氧池进水流量、水力停留时间(HRT)、好氧池回流比和MCR回流比。
[0019]这种A/O和MCR工艺处理煤制气废水难降解有机物的节能控制系统的工作方法：
[0020]控制器实时获取数据采集模块所采集到的数据，再根据得到的数据计算得出结果后，向工艺段装置发出信号，控制废水进水流量控制模块、碳源投加控制模块、曝气系统控制模块、回流实时控制模块、好氧池排泥泵实时控制模块和MCR池泥水排放实时控制模块运行；
[0021]废水进水流量控制模块获取当前废水进水流量Q和生化池液位高度H(单位为m)；若Q1 ≤Q≤Q2且满足生化池预设液位高度范围H1≤H≤H2，则保持当前废水进水流量Q作为进水；否则根据废水流量、水力停留时间和各工艺段的池体容积来控制废水进水流量：
[0022]Q＝V/HRT
[0023]上式中，Q表示废水进水流量；V表示各工艺段的池体容积之和，单位为m3；HRT表示水力停留时间；当生化池液位高于预设范围的液位上限时，减少系统进水流量；Q1表示废水进水流量下限阈值，Q2表示废水进水流量上限阈值；H1表示生化池预设液位高度下限，H2表示生化池预设液位高度上限；
[0024]碳源投加控制模块获取进水BOD和COD，计算出B/C比、好氧池出水CODo和系统出水 CODout；若A1≤(B/C)≤A2、CODout≤C1且CODo≤C2，则碳源投加模块以当前投加量向缺氧区投加碳源；否则调整碳源投加量：若B/C不在A1至A2范围内或CODout＞C1，则减少碳源投加量；若CODout≤C1且CODo＞C2，则提高碳源投加量；其中BOD表示生化需氧量，即废水中可生物降解的有机物的需氧量；COD表示化学需氧量，主要为废水中能被强氧化剂氧化的有机物的化学需氧量；A1表示B/C比的下限，A2表示B/C比的上限；C1表示系统出水上限值，C2表示好氧池出水上限值；
[0025]曝气系统控制模块根据对好氧区各区域的设定溶解氧浓度以及MCR池内的设定溶解氧浓度，计算各部分所需气量；然后调节各曝气支管的阀门来控制溶解氧；若各个曝气支
管曝气气量之和超过鼓风机所提供的总气量，则曝气系统控制模块调整鼓风机的频率或导叶开度，增加鼓风机所提供的总气量直至达到目标供气量D；相反的，若各曝气支管气量之和超过鼓风机所提供的总气量，且各个区域的溶解氧未达到设定值，则降低鼓风机的总气量；
[0026]若Nx的范围为N1≤Nx≤N2，则回流实时控制模块按照当前回流量进行回流；否则回流实时控制模块根据好氧区出水硝酸盐浓度Nx、好氧区出水CODo和好氧池混合液污泥浓度，通过调节回流泵或电动阀门来控制内回流比和外回流比，进而调整回流量；
[0027]好氧池排泥泵实时控制模块通过调节好氧池排泥泵和电动阀门来控制好氧区的排泥量，好氧区污泥本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种A/O+MCR工艺处理煤制气废水难降解有机物的节能控制系统，其特征在于，包括：用于采集废水水质数据及各设备的运行参数的数据采集模块；用于控制废水进水流量的废水进水流量控制模块；用于控制碳源投加量的碳源投加控制模块；用于控制好氧区的总进气量、控制好氧区和MCR池的溶解氧浓度的曝气系统控制模块；用于控制内回流比和外回流比的回流实时控制模块；回流实时控制模块包括控制A/O
‑
MCR组合系统中好氧区至缺氧区的内回流系统，以及由MCR池至缺氧区的外回流系统；用于获取系统当前进水流量Q、进水CODin和好氧区总污泥浓度MLSSo，并计算当前好氧池污泥负荷Ns的好氧池排泥泵实时控制模块；好氧池排泥管道上设有好氧池排泥泵和电动阀门；用于调整MCR池泥水排放量的MCR池泥水排放实时控制模块。2.根据权利要求1所述A/O+MCR工艺处理煤制气废水难降解有机物的节能控制系统，其特征在于：数据采集模块设有原废水进水流量计、生化池液位计、BOD监测装置、COD监测装置、氨氮浓度监测装置、硝酸盐浓度监测装置、碳源投加流量监测装置、溶解氧监测装置和污泥浓度监测装置。3.根据权利要求1所述A/O+MCR工艺处理煤制气废水难降解有机物的节能控制系统，其特征在于：缺氧池作为缺氧区，好氧池作为好氧区。4.根据权利要求3所述A/O+MCR工艺处理煤制气废水难降解有机物的节能控制系统，其特征在于：数据采集模块采集的废水水质数据包括进水BOD浓度、进水COD浓度、进水氨氮浓度、好氧池溶解氧浓度、好氧池污泥浓度、好氧池出水COD浓度、好氧池出水氨氮浓度、好氧池出水硝酸盐浓度、MCR池溶解氧浓度、MCR池污泥浓度、MCR池COD浓度、节能控制系统出水COD浓度和节能控制系统出水氨氮浓度；数据采集模块采集的各设备的运行参数包括缺氧池进水流量、水力停留时间、好氧池回流比和MCR回流比。5.一种如权利要求1或3所述A/O+MCR工艺处理煤制气废水难降解有机物的节能控制系统的工作方法，其特征在于：控制器实时获取数据采集模块所采集到的数据，再根据得到的数据计算得出结果后，向工艺段装置发出信号，控制废水进水流量控制模块、碳源投加控制模块、曝气系统控制模块、回流实时控制模块、好氧池排泥泵实时控制模块和MCR池泥水排放实时控制模块运行；废水进水流量控制模块获取当前废水进水流量Q和生化池液位高度H；若Q1≤Q≤Q2且满足生化池预设液位高度范围H1≤H≤H2，则保持当前废水进水流量Q作为进水；否则根据废水流量、水力停留时间和各工艺段的池体容积来控制废水进水流量：Q＝V/HRT上式中，Q表示废水进水流量；V表示各工艺段的池体容积之和，单位为m3；HRT表示水力停留时间；当生化池液位高于预设范围的液位上限时，减少系统进水流量；Q1表示废水进水流量下限阈值，Q2表示废水进水流量上限阈值；H1表示生化池预设液位高度下限，H2表示生化池预设液位高度上限；碳源投加控制模块获取进水BOD和COD，计算出B/C比、好氧池出水CODo和系统出水CODout；若A1≤(B/C)≤A2、CODout≤C1且CODo≤C2，则碳源投加模块以当前投加量向缺氧
区投加碳源；否则调整碳源投加量：若B/C不在A1至A2范围内或CODout＞C1，则减少碳源投加量；若CODout≤C1且CODo＞C2，则提高碳源投加量；其中BOD表示生化需氧量；COD表示化学需氧量；A1表示B/C比的下限，A2表示B/C比的上限；C1表示系统出水上限值，C2表示好氧池出水上限值；曝气系统控制模块根据对好氧区各区域的设定溶解氧浓度以及MCR池内的设定溶解氧浓度，计算各部分所需气量；然后调节各曝气支管的阀门来控制溶解氧；若各个曝气支管曝气气量之和超过鼓风机所提供的总气量，则曝气系统控制模块调整鼓风机的频率或导叶开度，增加鼓风机所提供的总气量直至达到目标供气量D；相反的，若各曝气支管气量之和超过鼓风机所提供的...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄建元，尹志凯，钱虹洲，朱红卫，王蒋镔，王毅，冉令慧，孙士恩，祁志福，赵汉成，
申请(专利权)人：伊犁新天煤化工有限责任公司，
类型：发明
国别省市：