專利名稱：脈沖進水sbr深度脫氮工藝及過程控制裝置和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種含氮廢水的SBR生物處理工藝和裝置，尤其是能夠進行深度脫氮和過程實時控制的SBR工藝及裝置，適用于含氮工業(yè)廢水處理和城鎮(zhèn)污水深度處理。
背景技術：
富營養(yǎng)化問題是當今世界各國面臨的最主要的水污染問題之一，近年來盡管我國城市污水的處理率不斷提高，但是由氮、磷污染引起的水體富營養(yǎng)化問題沒有得到根本的解決，甚至有日益嚴重的趨勢。我國的大型淡水湖泊和近岸海域均達中度或重度的富營養(yǎng)污染。我國在2002年新頒布的《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》中增加了總氮、總磷最高允許排放濃度，同時也對出水氨氮提出了更嚴格的要求，可見污水處理的主要矛盾已逐漸由有機污染物的去除轉變?yōu)榈孜廴疚锏娜コ?。污水中的磷通?？梢酝ㄟ^投加混凝劑去除，但由于氮化合物(如NH4+及NO3-)的分子量比較小，無法通過投加藥劑去除；另外，如果利用膜技術來去除氮化合物，僅反滲透膜技術是最有效的，但該方法成本過于昂貴，難以推廣應用；而其它的膜處理技術，如納濾、微濾等方法均無法有效去除污水中的氮化合物，因此氮的去除是污水深度處理的難點和重點，只有利用生物脫氮技術才能徹底去除。
生物脫氮過程主要分為兩部分，即通過硝化作用將氨氮轉化為硝酸鹽氮，再通過反硝化作用將硝酸鹽氮轉化為氮氣從水中逸出。傳統(tǒng)的污水生物脫氮技術如A/O、A2/O工藝雖具有一定的脫氮效果，但由于其運行過程的可控性較差，氮的去除率很難達到80％以上。另外若要保持系統(tǒng)中有較高的硝化細菌濃度，必須進行污泥回流和硝化液回流，增加了運行成本和能源消耗，工藝中與傳統(tǒng)工藝相比增加了厭氧段和缺氧段的處理構筑物，使得整個工藝的基建投資和占地面積增加。
傳統(tǒng)SBR工藝是間歇式活性污泥污水處理法的簡稱，它的處理裝置只有一個SBR反應池，進水、反應、沉淀、排水等步驟均在此反應池中進行，占地面積小，是一種常規(guī)的活性污泥法污水處理工藝。但這種工藝由于硝化和反硝化作用不完全，且存在著運行操作繁瑣、自動化程度要求高的缺點。另外，要達到深度脫氮的目的，傳統(tǒng)SBR工藝在反硝化過程中需投加大量碳源，增加了運行費用。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是通過改變傳統(tǒng)SBR法的運行方式，充分利用原污水中的有機物作為反硝化碳源進行反硝化，并通過實時過程控制合理分配每一階段硝化、反硝化的時間，能夠在節(jié)省運行費用的條件下達到深度脫氮的目的，在此基礎上，開發(fā)出一種高效低能耗的生物脫氮工藝及裝置，即脈沖進水SBR法深度脫氮工藝及過程控制裝置和方法。解決①傳統(tǒng)生物脫氮技術存在的脫氮效果差的問題、②SBR法實時控制運行操作復雜的問題、③一次進水反硝化需投加大量碳源運行費用高的問題、④亞硝酸鹽濃度累計到一定程度將對系統(tǒng)內微生物產生抑制作用的問題。
本發(fā)明的技術原理脈沖進水SBR法深度脫氮工藝過程控制原理，其特征在于在脈沖進水SBR法反應器中好氧硝化-缺氧反硝化過程pH、DO、ORP會出現(xiàn)相應的變化點來指示反應的進程，具體原理如下(1)當原污水進入SBR反應器，啟動鼓風機進行曝氣，好氧去除水中有機物，然后將水中氨氮氧化為硝態(tài)氮，即進行硝化反應。曝氣過程中產生的氣泡使得污水和活性污泥充分接觸，起到了攪拌混合的作用。反應器內的活性污泥利用鼓風機鼓入的氧氣氧化水中有機物及氨氮，因此當有機物降解完全、硝化反應結束時，水中溶解氧將不再被活性污泥微生物利用，因此DO值會出現(xiàn)躍升，水中氧化態(tài)物質也不再增加。同時硝化反應是一個產酸的反應，在硝化過程中pH值會一直下降，當硝化反應結束時產酸停止，由于CO2被大量吹脫，pH值會由下降變?yōu)樯仙?，出現(xiàn)特征點1，如圖1所示。根據以上特征點，我們可以精確了解系統(tǒng)中的反應進程，當硝化反應結束時，停止曝氣，避免了過度曝氣而浪費的能源。
(2)投加適量原污水，使其中含有的可被反硝化菌利用的有機碳源的量剛好滿足反硝化的要求。反硝化過程硝態(tài)氮不斷被還原為氮氣，使得反應系統(tǒng)內氧化態(tài)物質不斷減少，因此ORP值不斷下降，當反硝化完全結束后，由于進入了厭氧狀態(tài)，ORP下降速率加快，ORP曲線出現(xiàn)拐點。同時反硝化過程由于不斷產生堿度，所以pH值會持續(xù)上升，當反硝化結束時，由于進入厭氧發(fā)酵產酸階段，所以pH值會由上升變?yōu)橄陆?，出現(xiàn)特征點2，如圖2所示。根據以上特征點，我們可以精確判斷反硝化反應的進程，反硝化結束時，停止攪拌。
本發(fā)明提供的脈沖進水SBR深度脫氮過程控制裝置，其特征在于由SBR反應器1連接進水管2、出水管3、碳源投加管4、曝氣管10；進水管2和進水泵5之間設置進水閥門7；碳源投加管4和碳源投加泵6之間設置碳源投加管閥門9；出水管設置出水閥門8，曝氣管10設置進氣閥門11，曝氣管進口處與鼓風機12相連；在SBR反應池內置有攪拌器13、溶解氧濃度DO傳感器14、氧化還原電位ORP傳感器15和pH傳感器16，上述傳感器經導線分別與DO測定儀17、ORP測定儀18和pH測量計19連接后與計算機20的數(shù)據信號輸入接口21連接，計算機的數(shù)據信號輸出接口22經導線連接過程控制器23，過程控制器的進水繼電器24、出水繼電器25、曝氣繼電器26、碳源投加泵繼電器27、攪拌機繼電器28經接口分別與進水閥門7、出水閥門8、曝氣管進氣閥門11、碳源投加泵6和攪拌器13相連接。
本發(fā)明提供的一種脈沖進水SBR深度脫氮工藝及過程控制方法，其特征在于，包括以下步驟I進水 根據進水量確定進水時間，并通過控制器對計時器進行設定，系統(tǒng)啟動后，啟動進水泵將待處理的廢水注入SBR反應器，當達到預先設定的時間后，關閉進水泵和進水閥門，進入第II道工序；II曝氣 打開進氣閥門，啟動鼓風機，對反應系統(tǒng)進行曝氣，同時讀取在線參數(shù)；由控制器通過溶解氧濃度DO傳感器、氧化還原電位ORP傳感器和pH傳感器采集溶解氧濃度(DO)、氧化還原電位(ORP)和pH值的信號，作為SBR法脫氮過程的過程實時控制參數(shù)；將數(shù)字信號輸入過程實時控制器，濾波處理，計算，得到過程實時控制變量，并根據控制策略對得到的控制變量進行比較；當滿足以下條件時，好氧硝化過程結束，執(zhí)行機構關閉鼓風機及進氣閥，停止曝氣；好氧硝化過程結束條件為下列三個條件其中任意一條，即可停止曝氣進行攪拌，①pH一階導數(shù)由負變正，且曝氣時間t＞2h②ORP的一階導數(shù)小于0.5mv/min，且曝氣時間t＞3.5h③DO大于5.5mg/L，且曝氣時間t＞4h；然后系統(tǒng)將讀取控制器內預先設定的脈沖次數(shù)(至少2次)，當達到脈沖次數(shù)后，系統(tǒng)將跳出循環(huán)，進入到第IV道工序；當沒有達到設定的脈沖次數(shù)時，系統(tǒng)將進入第III道工序；III加原污水攪拌 根據進水量確定第二次進水的時間，并通過控制器對計時器進行設定，在過程實時控制系統(tǒng)的調節(jié)下打開進水泵和進水閥門，投加原水并開啟攪拌器，達到預先設定的時間后，關閉進水閥門和進水泵；系統(tǒng)在攪拌過程中進入缺氧反硝化脫氮過程，反硝化進程由ORP、pH在線傳感器監(jiān)控，并通過數(shù)據采集卡實時將所獲得的數(shù)據信息傳輸?shù)接嬎銠C進行處理，最終達到對攪拌時間的控制，當過程實時控制器得到表征反硝化完成的信號后，關閉攪拌器，系統(tǒng)將返回第II道工序；上述表征缺氧反硝化結束的條件為兩個條件其中任意一條，①pH一階導數(shù)由正變負，且攪拌時間t＞0.5h ②ORP的一階導數(shù)由-25mv/min突然變?yōu)樾∮?0mv/min，且攪拌時間t＞1h；IV投加外碳源反硝化 根據經驗確定需要投加碳源的量，設定碳源投加泵的開啟時間，開啟碳源投加管上的閥門和碳源投加泵，達到設定的時間后關閉碳源投加泵和碳源投加管上的閥門，投加碳源的同時開啟攪拌器，反硝化進程由ORP、pH在線傳感器監(jiān)控，與前面步驟類似，反硝化結束后，關閉攪拌器，進入第V道工序；V沉淀 根據經驗確定沉淀的時間，并由過程實時控制系統(tǒng)中的時間控制器進行計時，當達到預先設定的沉淀時間后，進入第VI道排水工序；VI排水確定排水的時間，出水閥門打開，將處理后水經出水管排到反應器外；排水結束后，關閉出水管上的閥門；VII閑置 排水結束到下一個周期開始定義為閑置期；根據經驗設定閑置時間和排泥泵的運行時間，在過程實時控制系統(tǒng)調節(jié)下，開啟排泥泵，當達到預先設定的排泥時間后，關閉排泥泵；當達到預先設定的閑置時間后，系統(tǒng)讀取預先設定的整個反應的循環(huán)次數(shù)設定值，若未達到預先設定的循環(huán)次數(shù)，則系統(tǒng)由過程實時控制系統(tǒng)自動循環(huán)從工序I開始；當達到預先設定的整個反應的循環(huán)次數(shù)后，系統(tǒng)停止運行。
這種脈沖進水SBR法深度脫氮工藝實時控制方法，其特征在于在SBR反應器中，由溶解氧濃度DO傳感器、氧化還原電位ORP傳感器和pH傳感器在線監(jiān)控，采集溶解氧濃度(DO)、氧化還原電位(ORP)和pH值的信號，作為SBR法脫氮過程的過程實時控制參數(shù)，硝化過程中實時控制曝氣量、硝化反應時間；反硝化過程中實時控制攪拌時間。
硝化反硝化過程中DO的變化范圍是0～9mg/L，ORP的變化范圍為-350～+350，pH的范圍為4～12?？紤]到信號的準確性，設置DO的范圍為0～10mg/L、ORP的范圍為-400～+400、pH的范圍為0～14，分別對應4～20mA電流信號，將采集的DO、ORP和pH值電流信號經變送器輸入模擬數(shù)字轉換器A/D，轉換成數(shù)字信號，在上位機上顯示在線參數(shù)的具體數(shù)值；硝化(好氧)過程中采集、轉換DO、ORP和pH值三種信號；反硝化(缺/厭氧)過程采集、轉換ORP和pH值二種信號。
將數(shù)字信號輸入過程實時控制器，首先經過濾波處理，采用移動平均的辦法去除在線參數(shù)曲線上干擾，然后進行求導計算，得到過程實時控制變量，并根據控制策略對得到的控制變量進行比較。當滿足要求時，將輸出信號經數(shù)字模擬轉換器D/A轉換成電流信號，傳達至控制執(zhí)行機構，直接對SBR污水處理反應過程的各個步驟進行控制。同時對曝氣量、硝化反應時間、碳源投加泵、攪拌裝置的開關進行在線控制調節(jié)。
本發(fā)明的有益效果在本發(fā)明工藝中，隨著硝化反應的進行，反應混合液中氨氮的濃度越來越少，亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮的濃度逐漸升高，造成反應體系內硝態(tài)氮的積累。而硝態(tài)氮的積累對硝化菌有抑制作用，從而使硝化反應的速率降低。本發(fā)明在反應過程中及時投加原水進行反硝化，去除了積累的硝態(tài)氮，大大提高了整個生化反應的速率，減少了反應時間，節(jié)約了運行成本。同時由于反硝化過程會產生大量堿度，為下面的硝化反應創(chuàng)造了有利的條件，大大節(jié)約了由于外加堿度而增加的費用。
本發(fā)明設計的脈沖進水SBR深度脫氮工藝和裝置與現(xiàn)有技術相比，具有下列優(yōu)點(1)脫氮效果好，出水氨氮小于1mg/L、總氮小于5mg/L，2002年國家頒布的排污標準中，對城鎮(zhèn)污水最嚴格的排放標準為出水氨氮小于5mg/L、總氮小于15mg/L，本發(fā)明的出水氨氮和總氮遠低于國家頒布的排污標準，這是其他工藝所不能比擬的，也是本工藝最突出的優(yōu)點。
(2)本工藝與傳統(tǒng)SBR法相比，由于充分的利用了原污水中的有機碳源，從而節(jié)省了外投碳源的費用，同時由于污水中的有機物被作為反硝化碳源，這就節(jié)約了氧化這些有機物所需要的氧氣，既節(jié)約了鼓風機的能耗，也減輕了有機物對硝化過程的影響。
(3)采用過程實時控制策略控制生物脫氮過程中的好氧曝氣和缺氧攪拌時間，從根本上解決了曝氣或攪拌時間不足所引起的硝化或反硝化不完全和曝氣或攪拌時間過長所帶來的運行成本的提高和能源的浪費。并且能夠根據原水水質水量的變化實時控制各個生化反應所需投加的藥劑量、反應時間，實現(xiàn)具有智能化的控制，保證出水水質的前提下優(yōu)化節(jié)能。
(4)主體裝置采用的是SBR工藝，使有機物和含氮化合物在一個反應池內得到去除，減少了缺氧池和沉淀池等處理構筑物，從而降低了基建投資和整個工藝的占地面積。
(5)整個工藝由過程實時控制系統(tǒng)完成，具有管理操作方便，費用低、耐沖擊負荷強和不易發(fā)生污泥膨脹。
本發(fā)明可廣泛應用于中小城鎮(zhèn)城市污水或有機物、氮素含量變化較大的工業(yè)廢水的處理，特別適用于已采用SBR工藝的污水處理廠或準備采用SBR工藝的污水處理廠。


圖1是SBR法硝化過程中典型的DO、pH變化規(guī)律圖2是SBR法反硝化過程中典型的ORP、pH變化規(guī)律圖3是本發(fā)明脈沖進水SBR法深度脫氮工藝運行操作的工序示意圖；圖4是本發(fā)明脈沖進水SBR法深度脫氮實時過程控制裝置結構示意圖；圖5是脈沖進水SBR法深度脫氮過程實時控制流程4中，1-SBR反應器、2-進水管、3-出水管、4-碳源投加管、5-進水泵、6-碳源投加泵、7-進水閥門、8-出水閥門、9-碳源投加管閥門、10-曝氣管、11-進氣閥門、12-鼓風機、13-攪拌器、14-DO傳感器、15-ORP傳感器、16-pH傳感器、17-DO測量計、18-ORP測定儀、19-pH測定儀、20-計算機、21-信號輸入接口、22-信號輸出接口、23-過程控制器、24-進水繼電器、25-出水繼電器、26-曝氣繼電器、27-碳源投加泵繼電器、28-攪拌器繼電器、29-顯示器。
具體實施例方式
結合實施例，如圖3，圖5所示，本發(fā)明工藝的運行操作工序以某大學家屬區(qū)排放的實際生活污水作為實驗對象(pH＝6.5～7.8，COD＝260～350mg/L，TN＝75～80mg/L)。所選擇的SBR反應器有效容積15L，分三次進水，每次進水約為4L，反應器內混合液的COD濃度維持在200～300mg/L，NH4+-N濃度在55～60mg/L，反應器內初始的污泥濃度在3.5～4.0g.L-1，曝氣量恒定在0.6m3/h，泥齡維持在15d左右，反應溫度25℃。外加碳源采用濃度為95％乙醇。具體過程如下I進水 應用本發(fā)明所提供的脈沖進水SBR生物脫氮工藝裝置，首先打開進水閥門，啟動進水泵將待處理的廢水注入SBR反應器，通過過程實時控制系統(tǒng)設定進水時間為10分鐘，進水泵的流量為0.4L/min，進水10分鐘后約進水4L，關閉進水泵和進水閥門，進入第II道工序。
II曝氣 打開進氣閥門，啟動鼓風機，曝氣量恒定在0.6m3/h，對反應系統(tǒng)進行曝氣，由鼓風機提供的壓縮空氣由進氣管進入曝氣器，以微小氣泡的形式向活性污泥混合液高效供氧，并且使污水和活性污泥充分接觸，整個過程由過程實時控制系統(tǒng)實施控制，主要根據反應池內所安置的DO、ORP和pH傳感器在反應過程中所表現(xiàn)出的特征點1來間接獲取反應進程的信息，并再通過數(shù)據采集卡實時將所獲得的數(shù)據信息傳輸?shù)接嬎銠C進行濾波和求導處理，并根據控制策略最終達到對曝氣時間的控制，當過程實時控制器得到表征硝化完成的信號后，關閉鼓風機及進氣閥，停止曝氣。然后系統(tǒng)將讀取控制器內預先設定脈沖次數(shù)，根據事先設定的脈沖次數(shù)是3次，目前僅為第2次，沒有達到設定的脈沖次數(shù)時，系統(tǒng)將進入第III道工序。
III加原污水攪拌 在過程實時控制系統(tǒng)的調節(jié)下打開進水泵和進水閥門，投加原水并開啟攪拌器，設定第二次進水時間為9.5分鐘，第二次的加入污水的量約為3.8L，當進水時間達到9.5分鐘后關閉進水閥門和進水泵，系統(tǒng)在攪拌過程中進入缺氧反硝化脫氮過程，反硝化進程由ORP、pH在線傳感器監(jiān)控，并通過數(shù)據采集卡實時將所獲得的數(shù)據信息傳輸?shù)接嬎銠C進行處理，最終達到對攪拌時間的控制，當過程實時控制器得到表征反硝化完成的信號后，關閉攪拌器，系統(tǒng)將返回第II道工序。重復投加原污水進行反硝化和后曝氣的過程。直至脈沖次數(shù)達到3次，進入第IV道工序。
IV投加外碳源反硝化 設定乙醇的投量為0.5ml，開啟碳源投加管上的閥門和乙醇投加泵，投加的乙醇0.5ml后關閉碳源投加泵和碳源投加管上的閥門，投加碳源的同時開啟攪拌器，反硝化進程由ORP、pH在線傳感器監(jiān)控，與前面步驟類似，反硝化結束后，關閉攪拌器，進入第V道工序。
V沉淀 由過程實時控制系統(tǒng)中的時間控制器根據預先設定的沉淀時間為1小時，此時進水閥門、進氣閥門、排水閥門和排泥閥門均關閉。
VI排水 在過程實時控制系統(tǒng)調節(jié)下，無動力式潷水器開始工作，將處理后水經出水管排到反應器外。排水結束后，關閉出水管上的閥門。
VII閑置 根據需要，設定閑置時間為2小時，排泥時間為5分鐘，在過程實時控制系統(tǒng)調節(jié)下，開啟排泥泵，當達到預先設定的排泥時間后，關閉排泥泵。當達到預先設定的閑置時間2小時后，系統(tǒng)讀取預先設定的整個反應的循環(huán)次數(shù)設定值，此次操作設定循環(huán)次數(shù)為1次，所以系統(tǒng)停止運行。
本發(fā)明的實時控制裝置實施例參見圖4，由SBR反應器1連接進水管2、出水管3、碳源投加管4、曝氣管10；進水管2和進水泵5之間設置進水閥門7；碳源投加管4和碳源投加泵6之間設置碳源投加管閥門9；出水管設置出水閥門8，曝氣管10設置進氣閥門11，曝氣管進口處與鼓風機12相連；在SBR反應池內置有攪拌器13、溶解氧濃度DO傳感器14、氧化還原電位ORR傳感器15和pH傳感器16，上述傳感器經導線分別與DO測定儀17、ORP測定儀18和pH測量計19連接后與計算機20的數(shù)據信號輸入接口21連接，計算機的數(shù)據信號輸出接口22經導線連接過程控制器23，過程控制器的進水繼電器24、出水繼電器25、曝氣繼電器26、碳源投加泵繼電器27、攪拌機繼電器28經接口分別與進水閥門7、出水閥門8、曝氣管進氣閥門11、碳源投加泵6和攪拌器13相連接。
利用脈沖進水SBR法深度脫氮工藝及過程控制裝置，最終出水中COD小于50mg/L、總氮小于5mg/L，遠低于國家一級排放標準所要求的總氮濃度。
權利要求
1.脈沖進水SBR深度脫氮過程控制裝置，其特征在于由SBR反應器(1)連接進水管(2)、出水管(3)、碳源投加管(4)、曝氣管(10)；進水管(2)和進水泵(5)之間設置進水閥門(7)；碳源投加管(4)和碳源投加泵(6)之間設置碳源投加管閥門(9)；出水管設置出水閥門(8)，曝氣管(10)設置進氣閥門(11)，曝氣管進口處與鼓風機(12)相連；在SBR反應池內置有攪拌器(13)、溶解氧濃度DO傳感器(14)、氧化還原電位ORP傳感器(15)和pH傳感器(16)，上述傳感器經導線分別與DO測定儀(17)、ORP測定儀(18)和pH測量計(19)連接后與計算機(20)的數(shù)據信號輸入接口(21)連接，計算機的數(shù)據信號輸出接口(22)經導線連接過程控制器(23)，過程控制器的進水繼電器(24)、出水繼電器(25)、曝氣繼電器(26)、碳源投加泵繼電器(27)、攪拌機繼電器(28)經接口分別與進水閥門(7)、出水閥門(8)、曝氣管進氣閥門(11)、碳源投加泵(6)和攪拌器(13)相連接。
2.根據權利要求1所述的脈沖進水SBR深度脫氮過程控制裝置的控制方法，其特征在于，包括以下步驟I進水 根據進水量確定進水時間，并通過控制器對計時器進行設定，系統(tǒng)啟動后，啟動進水泵將待處理的廢水注入SBR反應器，當達到預先設定的時間后，關閉進水泵和進水閥門，進入第II道工序；II曝氣 打開進氣閥門，啟動鼓風機，對反應系統(tǒng)進行曝氣，同時讀取在線參數(shù)；由控制器通過溶解氧濃度DO傳感器、氧化還原電位ORP傳感器和pH傳感器采集溶解氧濃度DO、氧化還原電位ORP和pH值的信號，作為SBR法脫氮過程的過程實時控制參數(shù)；將數(shù)字信號輸入過程實時控制器，濾波處理，計算，得到過程實時控制變量，并根據控制策略對得到的控制變量進行比較；當滿足以下條件時，好氧硝化過程結束，執(zhí)行機構關閉鼓風機及進氣閥，停止曝氣；好氧硝化過程結束條件為下列三個條件其中任意一條，即可停止曝氣進行攪拌，①pH一階導數(shù)由負變正，且曝氣時間t＞2h②ORP的一階導數(shù)小于0.5mv/min，且曝氣時間t＞3.5h③DO大于5.5mg/L，且曝氣時間t＞4h；然后系統(tǒng)將讀取控制器內預先設定的至少2次脈沖次數(shù)，當達到脈沖次數(shù)后，系統(tǒng)將跳出循環(huán)，進入到第IV道工序；當沒有達到設定的脈沖次數(shù)時，系統(tǒng)將進入第III道工序；III加原污水攪拌 根據進水量確定第二次進水的時間，并通過控制器對計時器進行設定，在過程實時控制系統(tǒng)的調節(jié)下打開進水泵和進水閥門，投加原水并開啟攪拌器，達到預先設定的時間后，關閉進水閥門和進水泵；系統(tǒng)在攪拌過程中進入缺氧反硝化脫氮過程，反硝化進程由ORP、pH在線傳感器監(jiān)控，并通過數(shù)據采集卡實時將所獲得的數(shù)據信息傳輸?shù)接嬎銠C進行處理，最終達到對攪拌時間的控制，當過程實時控制器得到表征反硝化完成的信號后，關閉攪拌器，系統(tǒng)將返回第II道工序；上述表征缺氧反硝化結束的條件為兩個條件其中任意一條，①pH一階導數(shù)由正變負，且攪拌時間t＞0.5h②ORP的一階導數(shù)由-25mv/min突然變?yōu)樾∮?0mv/min，且攪拌時間t＞1h；IV投加外碳源反硝化 確定需要投加碳源的量，設定碳源投加泵的開啟時間，開啟碳源投加管上的閥門和碳源投加泵，達到設定的時間后關閉碳源投加泵和碳源投加管上的閥門，投加碳源的同時開啟攪拌器，反硝化進程由ORP、pH在線傳感器監(jiān)控，與前面步驟類似，反硝化結束后，關閉攪拌器，進入第V道工序；V沉淀 確定沉淀的時間，并由過程實時控制系統(tǒng)中的時間控制器進行計時，當達到預先設定的沉淀時間后，進入第VI道排水工序；VI排水確定排水的時間，出水閥門打開，將處理后水經出水管排到反應器外；排水結束后，關閉出水管上的閥門；VII閑置 排水結束到下一個周期開始定義為閑置期；根據經驗設定閑置時間和排泥泵的運行時間，在過程實時控制系統(tǒng)調節(jié)下，開啟排泥泵，當達到預先設定的排泥時間后，關閉排泥泵；當達到預先設定的閑置時間后，系統(tǒng)讀取預先設定的整個反應的循環(huán)次數(shù)設定值，若未達到預先設定的循環(huán)次數(shù)，則系統(tǒng)由過程實時控制系統(tǒng)自動循環(huán)從工序I開始；當達到預先設定的整個反應的循環(huán)次數(shù)后，系統(tǒng)停止運行。
全文摘要
本發(fā)明涉及含氮廢水的SBR生物處理裝置及工藝，用于工業(yè)廢水深度處理。現(xiàn)有技術操作繁瑣、自動化要求高，需投加大量碳源。裝置由SBR反應器(1)連進水管(2)、出水管(3)、碳源投加管(4)、曝氣管(10)；進水管連進水泵(5)；曝氣管連鼓風機(12)；反應器內有攪拌器(13)、DO傳感器(14)、ORP傳感器(15)和pH傳感器(16)，傳感器與計算機(20)連，計算機連過程控制器(23)，過程控制器的繼電器分別與閥門、碳源投加泵(6)和攪拌器連。工藝包括進水、曝氣、加原污水攪拌、投加外碳源反硝化、沉淀、排水、閑置，特征通過過程控制參數(shù)，實時控制SBR法脫氮過程的曝氣量、反應時間。本發(fā)明提高生化反應的速率，減少反應時間，節(jié)約成本。
文檔編號C02F3/30GK1850657SQ20061001207
公開日2006年10月25日 申請日期2006年6月1日 優(yōu)先權日2006年6月1日
發(fā)明者彭永臻, 楊慶 申請人:北京工業(yè)大學