[发明专利]废水处理中受控的同时硝化和反硝化

说明书

本发明涉及一种用于控制废水处理方法的好氧阶段期间的曝气率的方法，包括：(a)在时刻U测量曝气的废水和微生物污泥的混合物中的铵浓度[NH₄⁺]1和氮氧化物浓度[NO_x]₁；(b)基于至少当前铵浓度[NhVJi和当前NO_x浓度[NO_x]^F1，确定在好氧阶段结束时的氮氧化物目标浓度[NO_x]^F1；(c)基于[NOx]1和[NOx]^F1之间的插值确定设定点[NO_x]^SP1；(d)调整曝气率以最小化[NO_x]₁和[NO_x]^SP1之间的误差；和(e)在进一步的时刻t_i重复步骤(a)至(d)。本发明还涉及一种用于废水处理的方法，包括：(A)在反应器区中使废水与微生物污泥接触；(B)对废水和污泥的混合物曝气；(C)根据本发明控制曝气率；和(D)从处理后的废水中分离污泥。最后，本发明涉及监测氮氧化物和铵浓度用于控制废水处理期间好氧阶段的曝气率的用途。

技术领域

本发明涉及废水处理领域，尤其涉及一种在废水处理方法的好氧阶段期间控制曝气率的方法。本发明还涉及一种利用这种控制来处理废水的方法并且涉及监测氮氧化物和铵浓度用于控制废水处理期间好氧阶段的曝气率的用途。

背景技术

废水处理通常涉及多个阶段。在一级处理过程中，重质固体沉降在水池底部，并且轻质油性物质堆积在水表面。去除重固体和轻油，并对一级处理后的废水进行二级处理，其中去除溶解和悬浮的生物材料。通常使用将生物材料转化为污泥的微生物进行二级处理。通常，将二级处理与三级处理相结合，其中诸如磷酸盐和硝酸盐等污染物被微生物去除。废水的二级和三级联合处理通常包括厌氧区、缺氧区和好氧区，其中废水与活性污泥接触。污泥中存在的微生物会促进污泥的生长，其中有机物被转化为污泥。多余的污泥通过沉降从处理后的水中分离，然后作为废物从废水处理厂排出。

例如，从WO 2008/141413可知废水处理方法，其中厌氧区和好氧区下游的废水和污泥的混合物被引至快速沉降器，该沉降器不连续地运行。沉降的污泥被转移到厌氧区，剩余的混合物被引入第二个沉降器。重质污泥被送回至工艺中，并且轻质污泥进行后处理。污泥和水的混合物的剩余部分被引到沉降器，并且在其中沉降的污泥被再循环到处理工艺的开始。

US 2011/0284461描述了一种在好氧阶段期间曝气的控制系统，并且公开了一种基于氨和氧浓度的控制系统，从而最大化硝化作用。US2014/0091035公开了一种用于废水处理方法的控制系统，其中根据[氨]与[亚硝酸盐+硝酸盐]的比例控制溶解氧的量。

WO 2008/046139公开了一种废水处理方法，其中将废水逐步引入反应器中，并采用多个好氧阶段和厌氧阶段。在第一个好氧阶段期间，采用高溶解氧设定值来促进硝化作用，而在第二个好氧阶段，建议使用0.3-0.5mg/L范围内的溶解氧设定值同时进行硝化和反硝化。除了基于溶解氧的曝气控制外，还提到了pH控制。这种控制系统不允许控制溶解氧含量以匹配系统的氧气需求。

WO 2012/047923公开了一种用于废水处理方法的控制系统，其中根据溶解氧、硝酸盐和氨的浓度、氧化还原电势、pH或温度之一的某些阈值水平打开或关闭曝气。由于没有公开曝气率的控制，因此不可能精确地控制溶解氧的含量以匹配系统的氧气需求。

WO 2015/011213公开了一种粒状废水处理系统，其中由溶解氧含量的可变设定值控制曝气。特定循环的设定值由上一个循环中废水的氨含量控制。在单个循环中，设定值是固定的。没有公开基于氮氧化物浓度的曝气控制。

US 5242592和US 5626754公开了利用磷酸盐浓度的废水处理方法的控制系统。磷酸盐浓度被用作启动和停止曝气的触发器。由于不会同时发生硝化和反硝化作用，因此系统采用好氧和厌氧阶段。没有公开基于氮氧化物浓度的控制。