一种深度脱氮除磷及过程控制装置制造方法及图纸

一种深度脱氮除磷及过程控制装置，属于生化法污水生物处理技术领域。针对现有Ａ／Ｏ分段进水工艺不能同步深度生物除磷，而倒置Ａ２／Ｏ工艺耗能高，操作较复杂等缺点，本实用新型专利技术将倒置Ａ２／Ｏ工艺和分段进水工艺联合，不需设置硝化液内回流，在第一段设置厌氧反应器，第二段和第三段缺氧反应器分别安装ＯＲＰ在线传感器和硝酸盐在线传感器，以在线采集ＯＲＰ和硝酸盐数据作为过程控制器的输入，经模糊化处理输出并作用于执行机构变频器及外碳源投加计量泵的开启或关闭，节约外投碳源量。本实用新型专利技术可大大提高分段进水工艺的反硝化效果，最大程度利用原水碳源，实现同步脱氮除磷，且控制结构简单，出水水质稳定。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种深度脱氮除磷及过程控制装置，特别设计一种改良倒置A2/0分段进水深度脱氮除磷装置，属于生化法污水生物处理和自动控制理论
，适用于 大、中、小型城镇生活污水及工业废水深度脱氮除磷。
技术介绍
我国在2002年颁布的《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中要求 所有排污单位出水水质为氨氮小于5m/L，总氮小于15m/L，总磷小于0. 5m/L (—级A标准)， 可见氮磷污染物的去处已经成为当今污水处理和再生回用的主要问题。为解决日益严格的 排放标准，许多污水厂面临工艺的升级改造以及工艺的优化运行问题，以提高出水水质和 运行成本。普通的倒置A2/0工艺只是简单的将传统A2/0工艺的缺氧区和好氧区倒置，结构布 置为缺氧区、厌氧区和好氧区，二沉池回流污泥与原水直接流入缺氧区，回流污泥携带的硝 酸盐在缺氧区利用原水碳源进行反硝化反应，从而为后续厌氧区提供严格的厌氧环境，有 利于聚磷微生物的大量释磷，更好地解决了硝态氮对除磷的不利影响，在国内外实际工程 中得到广泛应用。该工艺一般设有两个回流管路，分别是从沉淀区到缺氧区的污泥外回流， 从好氧区末端到缺氧区的泥水混合液内回流。在缺氧区存在大量的硝酸盐，异养反硝化菌 主要利用剩余有机物进行反硝化反应。在厌氧区，聚磷菌利用原水中剩余的脂肪酸分解体 内的聚磷颗粒，释放大量溶解性磷酸盐。好氧区氧化剩余有机物，完成氨氮氧化为硝酸盐的 硝化反应，聚磷菌的好氧吸磷过程。倒置A2/0工艺能成功保证厌氧区的厌氧环境，从而大 大提高工艺的除磷性能。但是随着水处理技术的迅猛发展和排放标准的日益严格，目前实 际运行过程中逐渐暴露了倒置A2/0工艺存在的缺点①由于该工艺涉及到两个回流管路， 耗能较大，管路布置复杂。②不能充分利用原水碳源。中国多为低C/N比城市污水，碳源的 缺乏成为脱氮除磷效率无法提高的屏障，而外加碳源又会大幅度增加污水处理费用。因此 研究改进倒置A2/0工艺使其能最大程度的利用原水中的碳源，是提高倒置A2/0工艺脱氮除 磷效率和增加该工艺在中国应用的主要问题。连续流分段进水深度脱氮工艺是近年来国外新开发的生物脱氮工艺，它最初依托 于传统A/0工艺，通常由2-5段A/0串联组合而成，采用多点进水的方式在各段缺氧区进 水，污泥回流至反应器首段，第一段的缺氧区反硝化菌利用部分进水碳源对污泥回流中的 硝态氮进行反硝化；每段好氧区硝化液和部分进水同时流入下一段的缺氧区进行反硝化。 后续各段反应功能同第一段。该工艺由于采用分段多点进水方式，因此具有一些特定工艺 优势①有机物沿反应器均勻分布，负荷均衡，一定程度上缩小了供氧速率与好氧速率之间 的差距，降低能耗，更能充分发挥活性污泥微生物的降解能力。②污泥回流至反应器首段， 污泥浓度沿反应器梯度排列，而且梯度变化随污泥停留时间的延长而增大，在暴雨季节可 通过改变各段进水流量分配比，以减少活性污泥被冲刷流失的危险。③在二沉池相同固体 浓度负荷的前提下，系统主反应池中具有较高的污泥浓度，处理能力高。④硝化液从各段好氧区直接进入下一段缺氧区，不用设置硝化液内回流设施，简化了工艺流程，节省了动力费 用。⑤各段缺氧区只进入部分原水，反硝化菌优先利用原水中易降解有机物进行反硝化反 应，减少了好氧区异养菌对有机物的竞争，因此反硝化可以最大程度地利用原水碳源，对低 C/N比城市生活污水的极其有利。⑥反硝化出水直接进入好氧区，在一定程度上弥补了硝化 反应对碱度的需求，减少碱度物质投加量。⑦缺氧好氧环境交替存在，有效抑制了丝状菌的 繁殖生长，防止丝状菌污泥膨胀的发生。⑧对现有水厂的升级改造相对简单，只需将污水改 为分段进入主体反应池体，部分池体改为缺氧运行，其它设施无需改动。但是目前关于连续 流分段进水工艺的研究及应用仅局限于脱氮，往往采用通过投加药剂的方式化学除磷，因 而实际污水处理的运行费用中包括大量的药剂投加费，不但提高了污水处理成本而且丧失 了环保理念。 污水处理工艺的过程控制可大大提高工艺的运行性能、可靠性、灵活性和运行效 率，降低污水厂改造或扩建所需的基建费用，在现有污水处理厂池容下，通过优化控制可以 增大污水处理厂的处理负荷。国外关于污水处理厂的过程控制和运行优化研究已有大量 报道，而国内对活性污泥法过程控制的研究很少，一般只限于数学模型的模拟，在模拟过程 中只是针对特定的水质和工艺进行优化，而且关于连续流工艺的过程控制研究更是少之又 少。因此研究连续流分段进水工艺的过程控制对于提高工艺处理效率以及节省运行费用都 显得至关重要。
技术实现思路
本技术是为了解决以上技术问题，提出了一种深度脱氮除磷及过程控制装 置，其将分段进水策略和倒置A2/0工艺结合起来，并辅以实时过程控制，通过缺氧区设置 ORP在线传感器和硝酸盐在线传感器控制外碳源的投加量，保证系统的反硝化效果，达到同 步深度脱氮除磷的目的，解决的现有的分段进水工艺处理能力存在的局限性。本技术的一种深度脱氮除磷及过程控制装置一种深度脱氮除磷装置，其中污 水水箱1由进水管和主体生物反应器连接，主体生物反应器和沉淀池11连接，沉淀池11部 分污泥经污泥回流泵15回流到生物反应器首段，所述主体生物反应器由第一段缺氧反应 器4、厌氧反应器5、第一段好氧反应器6、第二段缺氧反应器7、第二段好氧反应器8、第三段 缺氧反应器9以及第三段好氧反应器10组成，其特征在于所述主体生物反应器的第一段 缺氧反应器4、厌氧反应器5、第一段好氧反应器6、第二段缺氧反应器7、第二段好氧反应器 8、第三段缺氧反应器9以及第三段好氧反应器10首尾依次相连，各反应器通过隔板分离， 并且隔板设有连通管以防止混合液的返混现象；所述第一段缺氧反应器4、厌氧反应器5、 第二段缺氧反应器7、第三段缺氧反应器9中均分别设置有搅拌器3 ；所述第一段好氧反应 器6、第二段好氧反应器8以及第三段好氧反应器10各格室底部均设有砂头曝气器18，其 中空气压缩机16通过转子流量计17、空气调节阀19与砂头曝气器18连通；所述第二段缺 氧反应器7安装有ORP在线传感器20，第三段缺氧反应器9安装有硝酸盐在线传感器21，另 外在ORP在线传感器20和硝酸盐在线传感器21上安装有与计算机27相连的过程控制器 26，ORP在线传感器20在线采集的数据传输至ORP信号输入接口 24，经过程控制器26的外 碳源投加量信号输出接口 25将控制信号输出并作用于外碳源投加计量泵28 ；硝酸盐在线 传感器21在线采集的数据传输至硝酸盐信号输入接口 22，经过程控制器26的外碳源投加量信号输出接口 23将控制信号输出并作用于外碳源投加计量泵28，以控制外碳源投加量。所述的一种深度脱氮除磷装置中过程控制器26为PID控制器。使用本技术实现污水深度脱氮除磷处理的过程控制如下(1)水箱污水经进水泵2分别进入各段缺氧反应器，在搅拌器3的作用下异养反硝 化菌以硝态氮为电子受体，原水碳源为电子供体进行反硝化脱氮。通过ORP在线传感器和 硝酸盐在线传感器控制缺氧区出水硝态氮维持在2mg/L以下；当缺氧反应器出水的硝态氮 浓度超出该范围时，启动外碳源投加计量泵28，当出水硝态氮浓度在该范围时，关闭外碳源 投加计量泵28本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种深度脱氮除磷装置，其中污水水箱（１）由进水管和主体生物反应器连接，主体生物反应器和沉淀池（１１）连接，沉淀池（１１）部分污泥经污泥回流泵（１５）回流到生物反应器首段，所述主体生物反应器由第一段缺氧反应器（４）、厌氧反应器（５）、第一段好氧反应器（６）、第二段缺氧反应器（７）、第二段好氧反应器（８）、第三段缺氧反应器（９）以及第三段好氧反应器（１０）组成，其特征在于：所述主体生物反应器的第一段缺氧反应器（４）、厌氧反应器（５）、第一段好氧反应器（６）、第二段缺氧反应器（７）、第二段好氧反应器（８）、第三段缺氧反应器（９）以及第三段好氧反应器（１０）首尾依次相连，各反应器通过隔板分离，并且隔板设有连通管以防止混合液的返混现象；所述第一段缺氧反应器（４）、厌氧反应器（５）、第二段缺氧反应器（７）、第三段缺氧反应器（９）中均分别设置有搅拌器（３）；所述第一段好氧反应器（６）、第二段好氧反应器（８）以及第三段好氧反应器（１０）各格室底部均设有砂头曝气器（１８），其中空气压缩机（１６）通过转子流量计（１７）、空气调节阀（１９）与砂头曝气器（１８）连通；所述第二段缺氧反应器（７）安装有ＯＲＰ在线传感器（２０），第三段缺氧反应器（９）安装有硝酸盐在线传感器（２１），另外在ＯＲＰ在线传感器（２０）和硝酸盐在线传感器（２１）上安装有与计算机（２７）相连的过程控制器（２６），ＯＲＰ在线传感器（２０）在线采集的数据传输至ＯＲＰ信号输入接口（２４），经过程控制器（２６）的外碳源投加量信号输出接口（２５）将控制信号输出并作用于外碳源投加计量泵（２８）；硝酸盐在线传感器（２１）在线采集的数据传输至硝酸盐信号输入接口（２２），经过程控制器（２６）的外碳源投加量信号输出接口（２３）将控制信号输出并作用于外碳源投加计量泵（２８），以控制外碳源投加量。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王淑莹，葛士建，彭永臻，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]