一种多模式AAO-MBR工艺过程控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种多模式AAO

【技术实现步骤摘要】
一种多模式AAO
‑
MBR工艺过程控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及污水生物处理
，尤其涉及一种多模式AAO
‑
MBR工艺过程控制系统及方法。

技术介绍

[0002]近年来，各地污水总量、出水标准、环境友好度的要求不断提高，但土地资源愈发紧张，具有较高脱氮效率且节地的多模式AAO+MBR工艺受到越来越多的关注。
[0003]该工艺具有污泥浓度高、污泥龄长、污泥负荷低特点，导致系统内营养物质相对缺乏，微生物具有较强内源反硝化作用，且存在过量碳源穿透缺氧区进入好氧区，造成碳源及曝气量的浪费等现象。较长污泥龄不利于系统生物除磷，易造成好氧区磷的二次释放，从而提高化学除磷药剂投加量。另外，过量的药剂投加及较高的污泥浓度会加速膜污染，影响膜组件寿命及降低产水量。
[0004]传统运行控制中，缺少过程数据反馈决策机制，无法科学精准的调节运行工况。在缺少过程控制系统计算分析下，通过加大鼓风机曝气量和各级回流比，增加外部投加碳源、除磷药剂投加量、增加膜组件清洗频率来实现出水达标，从而造成设备使用寿命降低、劳动强度加大、污水处理运行成本显著增加，不利于水厂的高效稳定、可持续运行。
[0005]因而，针对污水处理工艺的精准控制是当前研究的热点。如专利CN111547848A公开了一种分区控制分点进水强化脱氮除磷(A/O/A)
‑
MBR一体化工艺及其系统装置，该系统对低C/N比生活污水按时间顺序依次进行包括厌氧释磷处理、好氧吸磷及硝化处理、沉淀出水、反硝化脱氮处理和MBR硝化脱碳处理，并将除磷和脱氮过程进行分区控制，实现除磷菌和硝化菌的空间分离；同时，采用分点进水的方式解决投加碳源问题。该现有技术的不足之处在于无法实时根据进水水质情况及生化系统沿程水质情况进行合理调控，无法最大化挖潜系统处理能力实现最低外部消耗。
[0006]如专利CN110790381A给出一种基于AAO污水处理工艺的全流程智能控制系统，全流程智能控制系统包括数据采集模块、进水泵编组实时控制模块、好氧池曝气实时控制模块、内回流泵控制模块、碳源投加实时控制模块、除磷剂投加实时控制模块和排泥泵实时控制模块，该方案提供的实时控制模块适用于以AAO工艺为基础的主流工艺的污水处理厂，通过智能控制工艺运行中关键设备来高效地保证污水生物处理系统处于最佳工艺运行条件，从而使表面看似无关，运行参数相互独立的不同工艺单元及运行条件有机地整体融合，进而既能够保证处理出水达标，又能降低关键设备的能耗以及碳源和除磷剂等药剂的使用量，最终实现污水处理厂最大化节能降耗的目标。该现有技术无法适用回流的复杂工艺，缺少针对工艺进行实时调控的量化分析。
[0007]因此，如何设计能实时监控的水质情况并以此进行合理的量化分析调控，以实现最大化挖掘多模式AAO+MBR工艺系统处理能力以及最低的外部消耗是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

[0008]针对上述现有技术中存在的缺陷，本专利技术提供了一种多模式AAO
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MBR工艺过程控制系统及方法，根据实时进水水质情况及生化处理中水质情况进行调控，实时调控多模式AAO+MBR工艺运行工况，解决进水比例分配不科学、鼓风机曝气量及各级回流比过大或不足、碳源投加量及点位不合理的问题，提高工艺运行的精准性、高效性、自动性、稳定性，最大化挖潜工艺处理能力，实现最低的外部消耗。
[0009]第一方面，本专利技术提供一种多模式AAO
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MBR工艺过程控制系统，包括：控制设备、监测组件、AAO生化池以及MBR膜池，AAO生化池与MBR膜池连通；
[0010]AAO生化池包括依次排列的厌氧区、缺氧区及好氧区，缺氧区及好氧区均为至少两个，且每个缺氧区与每个好氧区交叉排列，其中，紧邻厌氧区的缺氧区和好氧区分别为第一缺氧区和第一好氧区，紧邻MBR膜池的缺氧区和好氧区分别为第二缺氧区和第二好氧区；
[0011]监测组件采集AAO生化池的进水量以及AAO生化池中各个区和MBR膜池的污水参数；
[0012]控制设备包括处理组件以及调控组件，处理组件接收并分析监测组件的数据，向调控组件反馈调整指令；
[0013]调控组件包括进水分配模块、曝气模块、回流模块、碳源模块、除磷药剂模块及排泥模块，进水分配模块控制向厌氧区与第一缺氧区的进水分配，曝气模块控制进入每个好氧区的曝气量，回流模块控制MBR膜池向第一好氧区、第一好氧区向第一缺氧区以及第一缺氧区向厌氧区的回流，碳源模块向每个缺氧区投加碳源，除磷药剂模块向第二好氧区投加除磷药剂，排泥模块控制MBR膜池排除污泥。
[0014]进一步的，厌氧区中BOD/TP≥17，缺氧区中BOD/TN≥4，厌氧区进水比例50％
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70％，第一缺氧区向厌氧区的回流比为100％
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200％，第一好氧区向第一缺氧区的回流比为300％
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500％，MBR膜池向第一好氧区的回流比为400％
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600％。
[0015]进一步的，AAO生化池中各个区的污水参数包括AAO生化池进水BOD浓度、AAO
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MBR排出的污泥混合液浓度及总磷浓度、AAO
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MBR排出的剩余污泥量、厌氧区出水BOD浓度、第一缺氧区向厌氧区的回流比、第一好氧区出水硝氮浓度、第一好氧区向第一缺氧区的回流比、第一缺氧区的C/N值、第一缺氧区碳源投加浓度及第一缺氧区反硝化率；
[0016]进水分配模块控制向厌氧区与第一缺氧区的进水分配，具体包括：
[0017]处理组件接收并分析监测组件采集的AAO生化池进水流量、AAO生化池进水BOD浓度、AAO
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MBR排出的污泥混合液浓度及总磷浓度、AAO
‑
MBR排出的剩余污泥量、厌氧区出水BOD浓度、第一缺氧区向厌氧区的回流比、第一好氧区出水硝氮浓度、第一好氧区向第一缺氧区的回流比、第一缺氧区的C/N值及第一缺氧区碳源投加浓度，向进水分配模块反馈调整指令，控制向厌氧区及第一缺氧区的进水分配比例。
[0018]进一步的，控制向厌氧区及第一缺氧区的进水分配比例的关系公式如下：
[0019][0020][0021][0022]β2＝1
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β1[0023][0024]其中，β1为向厌氧区进水分配比例，α1为厌氧区的污泥中含磷率，P为AAO
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MBR排出的污泥混合液总磷浓度，P0为AAO
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MBR排出的污泥混合液中上清液总磷浓度，X0为AAO
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MBR排出的污泥混合液浓度，ΔX为AAO
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MBR排出的剩余污泥量，R3为第一缺氧区向厌氧区的回流比，Q为AAO生化池进水流量，Z0为AAO生化池进水BOD浓度，Z1‑
出
为厌氧区出水BOD浓度，X2‑1为第一缺氧区出水硝氮浓度，f为第一缺氧区的C/N值，β2为向第一缺氧区进水分配比例，X本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
其中，β1为向厌氧区进水分配比例，α1为厌氧区的污泥中含磷率，P为AAO
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MBR排出的污泥混合液总磷浓度，P0为AAO
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MBR排出的污泥混合液中上清液总磷浓度，X0为AAO
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MBR排出的污泥混合液浓度，ΔX为AAO
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MBR排出的剩余污泥量，R3为第一缺氧区向厌氧区的回流比，Q为AAO生化池进水流量，Z0为AAO生化池进水BOD浓度，Z1‑
出
为厌氧区出水BOD浓度，X2‑1为第一缺氧区出水硝氮浓度，f为第一缺氧区的C/N值，β2为向第一缺氧区进水分配比例，X3‑1为第一好氧区出水硝氮浓度，R2为第一好氧区向第一缺氧区的回流比，Z
外投1
为第一缺氧区碳源投加浓度，E1为第一缺氧区反硝化率，H为碳源缺乏系数，且f≥4时，H＝0，f＜4时，H＝1
‑
f/4。5.如权利要求3所述的多模式AAO
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MBR工艺过程控制系统，其特征在于，缺氧区为两个，AAO生化池中各个区和MBR膜池的污水参数还包括AAO
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MBR出水的TN浓度、MBR膜池向第一好氧区的回流比、第二好氧区出水硝氮浓度，第二好氧区进水氨氮浓度，第二缺氧区反硝化率、厌氧区出水硝氮浓度、第一缺氧区的容积、第一缺氧区的污泥浓度、第一缺氧区的脱碳速度及第一缺氧区的设计温度。6.如权利要求5所述的多模式AAO
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MBR工艺过程控制系统，其特征在于，碳源模块向每个缺氧区投加碳源，具体包括：处理组件接收监测组件采集的AAO
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MBR出水的TN浓度，并分析AAO
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MBR出水的TN浓度与AAO生化池中各个区和MBR膜池的污水参数的关系，关系公式如下：若AAO
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MBR出水的TN浓度高于预设值则向碳源模块反馈调整指令，控制向第一缺氧区及第二缺氧区的碳源投加，具体包括：AAO
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MBR出水的TN浓度高于预设值，若向第一缺氧区进行碳源投加；通过分析第一缺氧区进水硝氮浓度，确定向第一缺氧区碳源投加的量，第一缺氧区进水硝氮浓度与AAO生化池中各个区和MBR膜池的污水参数的关系公式如下：水硝氮浓度与AAO生化池中各个区和MBR膜池的污水参数的关系公式如下：结合AAO
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MBR出水的TN浓度关系公式和设定的第二缺氧区反硝化率，确定向第二缺氧区的碳源投加量；其中，Y
TN
为AAO
‑
MBR出水的TN浓度，X5‑1为第二好氧区出水硝氮浓度，Y5‑
2进
为第二好氧区进水氨氮浓度，E2为第二缺氧区反硝化率，β2为向第一缺氧区进水分配比例，X3‑1为第一好氧区出水硝氮浓度，R2为第一好氧区向第一缺氧区的回流比，Z0为AAO生化池进水BOD浓度，X2‑
1进
为第一缺氧区进水硝氮浓度，X1‑1为厌氧区出水硝氮浓度，β1为向厌氧区进水分配比例，Q为AAO生化池进水流量，V
A1
为第一缺氧区的容积，S
A1
为第一缺氧区的污泥浓度，R1为MBR膜池向第一好氧区的回流比，R2为第一好氧区向第一缺氧区的回流比，R3为第一缺氧区向厌氧区的回流比，K
de(20)
为20℃时的脱氮速率，T为AAO生化池与MBR膜池的设计温度。7.如权利要求1或2所述的多模式AAO
‑
MBR工艺过程控制系统，其特征在于，好氧区为两
个，AAO生化池中各个区和MBR膜池的污水参数包括MBR膜池向第一好氧区的回流比、第一好氧区向第...

【专利技术属性】
技术研发人员：高靖伟，江乐勇，侯锋，韩磊，刘发，宋伟，景阳，
申请(专利权)人：信开环境投资有限公司，
类型：发明
国别省市：