[发明专利]一种AO工艺反硝化碳源投加优化控制装置

说明书

本发明提供一种AO工艺反硝化碳源投加优化控制装置，包括A池、O池、第一管道、第二管道、第三管道、搅拌器、进水流量计、进水COD分析仪、进水氨氮分析仪、溶解氧仪、第一硝酸氮传感器及测定仪、第二硝酸氮传感器及测定仪、变频内回流泵、中央控制系统、碳源投加流量计、变频碳源投加泵和碳源箱；本发明解决了传统生物A/O脱氮技术存在的脱氮稳定性差、效率低、反馈延时的问题，以及目前存在的控制精度不够，易造成碳源浪费，增加生产成本，难以保证出水稳定达标的问题。

技术领域

本发明涉及污水处理领域，尤其涉及一种AO工艺反硝化碳源投加优化控制装置。

背景技术

近年来，随着《城镇污水处理厂污染物排放标准》(征求意见稿)的发布，各地市相继发布了地方标准，规定了城镇污水厂各污染指标的较严苛的排放限值。污水处理的主要矛盾已逐渐由有机污染物的去除转变为氮磷污染物的去除，所有污水厂均必须设置必要的处理设施，进一步提高污水处理厂的反硝化能力，提高对TN的去除效率。

生物脱氮过程主要分为两部分，即通过硝化作用将氨氮转化为硝酸盐氮，再通过反硝化作用将硝酸盐氮转化为氮气从水中逸出，从而达到氮的去除。传统A/O工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起，A段DO不大于0.2mg/L，O段O＝2～4mg/L。在缺氧段异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化游离出氨(NH3、NH4+)，在充足供氧条件下，自养菌的硝化作用将NH3-N(NH4+)氧化为NO3-，通过回流控制返回至A池，在缺氧条件下，异氧菌摄取碳源进行反硝化作用将NO3-还原为分子态氮(N2)，实现污水脱氮。缺氧段反硝化作用需要消耗碳源，在进水不能提供足够碳源的时候，需要额外进行碳源投加，方能使反硝化正常进行。

目前现有碳源投加控制方式主要有：一、以进水平均流量计氨氮的平均浓度，经计算确定碳源投加浓度，并通过调试达到预期效果后，固定碳源投加泵流量，在一定范围内，碳源投加维持不变；二、以进水流量、氨氮浓度为依据，通过PLC(可编程逻辑控制器)计算出理论碳源投加量，控制碳源投加泵的流量；三、以进水流量、氨氮浓度为依据，通过PLC(可编程逻辑控制器)计算出理论碳源投加量，控制碳源投加泵投加，同时，采集出水硝酸盐浓度信号反馈给PLC，如出水硝酸盐浓度过高即认为投加碳源不足，从而加大投药量，如出水硝酸盐浓度过低，即认为投加碳源过量，从而减少投加量，以此作为理论碳源投加量的修正方式，降低超标风险。

第一种控制方式基本属于定量投加，由于污水厂原水水量、水质季节性、日间波动等变化大，该种控制方式进水硝酸盐浓度和进水水量如何变化，碳源泵均定速运转。该种控制方式若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；若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)超标。第二种控制方式，以进水流量、及氨氮浓度为依据，计算得到的理论投加值较工程实践需要会有较大的差异，从而导致碳源投加量不当，超标风险较大，超标后只能通过人为修正PLC参数，管理难度较大，经常出现超标风险。第三种控制方式较单纯的第二种控制方式有所改进，如果发生超标现象，可以通过出水硝酸氮参数进行反馈，继而对碳源投加进行修正，但出水超标时，很难立即对PLC控制系统进行修正，修改加药量后，需要延时至少经历污水在生化池的停留时间以后。

上述三种控制方式，仅依据进出水的氮指标，单独的对碳源投加进行控制，却忽略了A/O工艺特性，其特点在于通过内回流泵将硝化液回流至前置的反硝化反应池，其反硝化的反应条件及去除效率受内回流的影响极大。相对进水流量，内回流量过低会造成缺氧区反硝化潜力不能充分利用，去除率上限下降，同时，进水中原生碳源流至区好氧区，增大系统耗氧量；而回流量过高，一方面增加回流所需费用，同时会使好氧区大量的溶解氧进入缺氧区从而破坏反硝化环境，因此，急需一种能解决上述问题的控制系统。

发明内容

要解决的技术问题