[发明专利]一种实现低浓度氨氮废水短程硝化的自动控制装置与方法

权利要求书

1.一种实现低浓度氨氮废水短程硝化的自动控制装置的自动控制方法，其特征在于所述装置由短程硝化反应器、进水系统、出水系统、水浴循环系统和自动控制系统5个部分组成；其中短程硝化反应器设有进水口，出水口，曝气口，加酸口和加碱口，外层设有水浴加热夹套，短程硝化反应器底部设有圆形曝气盘，曝气盘与短程硝化反应器的曝气口通过乳胶管连接以供给氧气，短程硝化反应器顶端装有搅拌浆，短程硝化反应器盖上预留三个安装探头的圆孔，所有探头以竖直方式插入圆孔内，短程硝化反应器内壁设有挡板，位于探头正下方，以阻挡曝气时产生的气泡与探头直接接触而影响读数的准确性；进水系统和出水系统包括进水瓶、出水瓶和蠕动泵；进水瓶与进水蠕动泵经泵管相连接，泵管的另一端接短程硝化反应器的进水口；出水蠕动泵的塑料管一端连接短程硝化反应器的出水口，另一端通入出水瓶内；进、出水蠕动泵经RS485通讯口与PLC连接，根据反应器的氮素浓度，自动进、出水，合理控制HRT；自动控制系统包含有溶解氧、pH和水力停留时间的自动控制；其中溶解氧自控系统由氨氮在线监测探头，溶解氧在线监测探头，曝气泵和PLC组成，曝气泵与短程硝化反应器底部曝气盘经乳胶管连接；在线氨氮与溶解氧数据实时传输到PLC上，曝气泵经RS485通讯接口与PLC和控制器连接，保证短程硝化反应器内的溶解氧为设定浓度；pH自控系统由在线pH在线监测探头，加碱泵，加酸泵，PLC共同构成，酸液和碱液与加酸泵和加碱泵经泵管连接，泵管的另一端连接在短程硝化反应器的加酸口和加碱口；在线pH数据实时传输到PLC上，加酸泵与加碱泵经RS485通讯接口与PLC和控制器连接，保证短程硝化反应器内的pH在8.0-8.5范围内；水力停留时间自控系统由进水泵，氨氮在线监测探头和PLC共同控制，在线氨氮监测数据实时传输到PLC上，PLC启动计时器自动计时，并在反应结束时自动输出各个反应阶段的水力停留时间；通过自控系统结合相应指标自动检测结果实现对pH、HRT、溶解氧的自动调控；所述自动控制方法为：根据在线监测的氨氮数据实时调整溶解氧的浓度，在30-50mg/L的氨氮浓度条件下，溶解氧设定在0.15-0.3mg/L之间，在0-30mg/L的氨氮浓度条件下，溶解氧在0.1-0.15mg/L之间；溶解氧在线监测探头的数值实时传输至PLC，PLC根据设定值开启或停止曝气装置以达到预设溶解氧值，使得反应器内的溶解氧始终处于最适浓度；根据短程硝化反应器内实时的氨氮浓度进行合理曝气，既避免溶解氧不足时氨氧化细菌的活性被抑制，提高短程硝化效率，又能够避免因为溶解氧浓度过高亚硝态氮进一步氧化为硝态氮。

2.如权利要求1所述的一种实现低浓度氨氮废水短程硝化的自动控制装置的自动控制方法，其特征在于pH根据在线监测的pH数据实时调整，短程硝化反应器内pH的设定值为8.0-8.5，pH在线监测探头的数值实时传输至PLC，当短程硝化反应器内pH值小于8.0时，PLC启动加碱泵直至pH升至8.0，当短程硝化反应器内pH值大于8.5时，PLC启动加酸泵直至pH降至8.5；通过pH实时监测与自动控制系统实现体系始终处于最适pH内。

3.如权利要求1所述的一种实现低浓度氨氮废水短程硝化的自动控制装置的自动控制方法，其特征在于水力停留时间根据在线监测的氨氮数据实时调整，当自动监测到短程硝化反应器内氨氮浓度为反应开始时的一半，PLC会立即自动控制一个反应周期结束，计算并输出反应时长和水力停留时间值，从而精确控制短程硝化反应器的水力停留时间，避免出现因出水氨氮浓度过低而不能满足厌氧氨氧化基质需求的情况，减少因水力停留时间过长使亚硝态氮进一步氧化为硝态氮。