[发明专利]反硝化生物滤池工艺碳源投加优化控制装置与方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种污水再生回用生物处理技术，具体是对反硝化生物滤池工艺碳源投加进行优化控制的装置和方法。 

背景技术

近年来，中国经济总量的迅速增加使水资源总量日渐减少。日益严重的水环境污染，使水资源的紧张局势进一步加剧，水资源问题已经成为中国经济和社会可持续发展的瓶颈。中国部分大中城市已面临严重的缺水形势，污水回用对解决城市水资源短缺蕴藏着巨大潜力，污水经过适当的再生处理，可以重复利用于河湖景观、工业冷却、绿化灌溉等多种用途，实现水在自然界中的良性循环，但由于受原污水中有机物浓度较低的限制，部分污水处理厂出水硝酸盐可高达30mg/L，无法满足污水再生利用的要求。高效低耗深度脱氮工艺仍是污水回用中的难点和重点，进一步提高污水处理厂的反硝化能力，提高对TN，尤其是硝酸盐的去除能力是污水再生回用迫切需要解决的技术难题。 

反硝化生物滤池处理工艺将生物反硝化与物理过滤技术有机结合，既可实现生物脱氮，又可进一步降低水中悬浮物。反硝化生物滤池脱氮过程中，滤料表面附着生长着的生物膜，通过微生物的反硝化作用，以有机物作为电子供体，将硝酸盐还原为氮气。反硝化生物滤池内微生物总量远高于活性污泥法，与传统活性污泥法相比，该工艺具有占地面积小，脱氮效率高，耐冲击负荷等优点。因此，该工艺为污水处理厂升级改造，实现污水再生利用的优选工艺。 

目前，我国反硝化生物虑池工艺多用于污水处理，利用污水中的有机物为碳源，完成微生物反硝化作用。我国几乎没有将反硝化生物滤池工艺用于再生水深度脱氮的应用实例。污水处理厂二级出水中的有机物绝大部分为难降解有机物，无法作为反硝化生物滤池所需的碳源。实现反硝化生物滤池长期稳定的深度脱氮，碳源约占反硝化生物滤池总运行费的90％以上，碳源投加为至关重要的环节。精准的投加外碳源，一方面，应满足反硝化过程中对碳源的需求，另一方面，需避免碳源过量投加，增加出水中有机物浓度，造成碳源的浪费。然而，截至目前，我国仅关注于反硝化生物滤池脱氮机理方面的研究，尚缺乏灵活准确的反硝化生物滤池碳源投加控制技术。 

通常污水处理厂二级出水水量和水质均随季节、原污水水质、所用污水处理工艺等而变化。因此，反硝化生物滤池运行过程中，需要根据污水处理厂二级出水水质水量对碳源投加 量进行调节与控制，以保证出水TN能够达到再生水水质要求。然而，目前常用的控制手段，不论进水硝酸盐浓度和进水水量如何变化，碳源泵均定速运转，控制准确性极低。该控制方式存在的问题：①原水中硝酸盐浓度较低时，可能造成碳源的过量投加，致使出水中有机物浓度过高，同时造成碳源的浪费；②原水中硝酸盐浓度较高时，可能造成碳源投加量不足，致使出水硝酸盐浓度过高，出水总氮(TN)难以满足再生水水质要求；③该方式仍然采用不可调节的计量泵，全过程满功率负荷运行，并未达到最佳能量的消耗水平，易造成能量的浪费。因此，传统反硝化生物滤池碳源投加控制方式，仍存在控制精度不够，易造成碳源浪费，增加生产成本，难以保证再生水稳定达标的问题。 

发明内容

本发明的目的是解决上述技术问题，提出一种反硝化生物滤池工艺碳源投加优化控制装置与方法，该装置与方法通过改变反硝化生物滤池碳源泵的运行控制方式，来保证系统所需碳源量，并引入了碳源泵的频率f作为反硝化生物滤池碳源投加过程的控制参数，合理分配碳源投加量，在保证深度脱氮效果的前提下，节约能耗和碳源消耗量，并节约电能，节省反硝化生物滤池运行费用，实现高效节能。 

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：