[实用新型]一种通过变频调速在线快速检测比耗氧速率的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及污水生物处理过程中比耗氧速率(SOUR)的快速在线检测装置，尤其是能够进行变频控制和自动控制的SBR装置。所属技术领域为：活性污泥法深度生物脱氮处理理论与技术。

背景技术

一般来说，采用罗茨鼓风机进行供氧的污水处理厂曝气费用占日常运行成本中的50-60％，曝气阶段节能降耗有很大的潜力和空间。因此越来越多的污水处理厂特别是SBR工艺中开始广泛采用变频供氧技术。作为目前污水处理过程中最有前景的技术，变频技术能够极大地降低污水处理过程中曝气能耗，节省日常运行成本，增强污水日处理能力。SBR工艺是间歇式活性污泥法污水处理工艺的简称，它的处理装置只有一个SBR反应池，进水、反应、沉淀、排水等步骤均在此反应池中进行，是一种常规的活性污泥法污水处理工艺。SBR工艺具有时间轴向特性和推动力大等优点，曝气过程耗氧速率变化曲线很有规律，非常适合作为SBR工艺的过程控制参数。

作为表征活性污泥生物活性的重要参数之一，活性污泥的比耗氧速率(SOUR)从微生物呼吸速率角度反映活性污泥生理状态和基质代谢情况。在活性污泥法早期，好氧微生物的呼吸速率就作为检测污泥生物活性的参数，在分析、评价和预测系统运行状况以及处理能力方面获得广泛的应用。研究和应用污水处理系统的SOUR检测技术，对促进污水生物处理技术的发展，强化和提高污水生物处理系统的运行控制，具有十分重要的意义。

以前多数呼吸仪采用溶解氧(DO)传感器测定DO浓度，根据DO的变化确定呼吸速率。采用DO传感器的呼吸仪可分为间歇式和连续式呼吸仪。

间歇式呼吸仪的操作步骤装待测混合液于配备传感器与分析仪连接的完全封闭的小室，先曝气至溶解氧浓度接近饱和，再停止曝气，DO仪记录小室中溶解氧浓度变化。此变化曲线的斜率即为呼吸速率。测定过程中用磁力搅拌器进行混合搅拌。离线测量具有滞后性，不能实时检测，在线反馈。而且这些离线测量方法仅仅用于实验室检测，而且许多测量方法要添加抑制剂，影响活性污泥系统的稳定运行，不能作为系统长期运行的过程控制参数。

而连续式呼吸仪连续交替测定呼吸室进、出口处溶解氧浓度。污泥连续泵入此呼吸室。根据进口和出口溶解氧浓度的差之和停留时间计算出呼吸速率。同时必须假定溶解氧浓度维持稳定。但是由于目前在线SOUR测定装置昂贵，运行维护繁琐，性能不稳定，因此目前大部分的实际污水处理厂很少应用在线SOUR传感器实时监测曝气过程，而是采用其它类型的传感器间接指示曝气过程的信息。

随着自动控制设备、在线检测仪表(DO传感器、pH传感器、ORP传感器)和变频技术的开发和广泛应用，为实现以鼓风机频率为基础在线检测活性污泥系统的SOUR创造了有利条件。

实用新型内容

本实用新型的目的是建立一套快速间接检测微生物比耗氧速率(SOUR)的装置，通过变频控制鼓风机实现恒定DO技术而得到的频率参数曲线来间接指示曝气过程的耗氧速率，通过在各种环境控制参数条件下检测其稳定性，达到快速检测比耗氧速率的目的，实现SBR工艺的实时过程控制。

本实用新型在理论推导和反复试验的基础上，以SBR工艺为研究对象，通过考察鼓风机频率参数与微生物比耗氧速率(SOUR)之间存在的相关性，建立了一个在线监测活性污泥SOUR的数学模型，制定了以SOUR为控制参数的控制策略。活性污泥的SOUR曲线变化点可以有效地指示生化反应进程，一旦变化点出现，控制系统根据收到的模拟量反馈信号做出判断，将控制信号传递给执行机构，直接关闭鼓风机。

本实用新型装置实现了快速测定SOUR，根据数据采集装置反馈的鼓风机频率信号，通过过程控制器计算出SOUR值，计算出来的SOUR值反馈给终端的执行器，控制反应的进程，克服了传统离线测量方法的滞后性，不能实时监测的缺点。

一种通过变频调速在线快速检测比耗氧速率的装置，包括SBR反应器1、鼓风机2；鼓风机2与SBR反应器1底部的曝气管3相连，曝气管3与鼓风机2之间设置进气阀门4；其特征在于：