專利名稱：改良型循環(huán)式活性污泥法原位剩余污泥減量控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種循環(huán)式活性污泥法剩余污泥減量的控制方法，屬于序批式污泥法及其變型工藝污水生物處理技術(shù)領(lǐng)域，適用于城市污水生物脫氮除磷處理。
背景技術(shù)：
活性污泥法是當(dāng)今應(yīng)用最廣泛的污水生物處理方法，但會(huì)產(chǎn)生大量的副產(chǎn)品—— 剩余污泥。目前我國(guó)城市污水處理廠每年排放的污泥量約為130萬(wàn)噸(干重)，且年增長(zhǎng)率 > 10%，用于污泥處理處置的投資約占污水廠總投資的20 50%。大量未有效處理的污泥已成為污水處理廠的沉重負(fù)擔(dān)和環(huán)境的極大威脅，污泥問(wèn)題已成為污水處理領(lǐng)域中的突出問(wèn)題。另一方面，隨著地表水體“富營(yíng)養(yǎng)化”現(xiàn)象的日益突出，促使人們對(duì)常規(guī)活性污泥工藝進(jìn)行改造，以提高氮、磷的去除率。因此，研究開(kāi)發(fā)高效、低能耗并可有效降低剩余污泥產(chǎn)量的生物脫氮除磷工藝和裝置已成為當(dāng)前水處理界重要的研究課題。傳統(tǒng)生物脫氮過(guò)程主要包括兩個(gè)階段首先通過(guò)硝化階段將氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮，然后再通過(guò)反硝化階段將硝酸鹽氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)鈴乃幸莩觥Ｔ谙趸A段，首先由氨氧化菌(Ammonia oxidation bacteria,AOB)將氨氮氧化為亞硝酸鹽(NO2_),然后由亞硝酸鹽氧化菌(Nitrite oxidation bacteria, NOB)將亞硝酸鹽氧化為硝酸鹽(NO3O ;在反硝化階段，由反硝化菌將硝酸鹽還原為亞硝酸鹽，接著再還原為氮?dú)?，氮?dú)鈴乃幸莩鰪亩鴮?shí)現(xiàn)脫氮效果。即，傳統(tǒng)生物脫氮途徑為=NH4+ — NO2- — N03_ — NO2- — N2,主要涉及Α0Β、Ν0Β和反硝化菌三類微生物?？梢钥闯?，如果將氨氮氧化控制在亞硝化階段，然后進(jìn)行反硝化，就會(huì)省去由亞硝酸鹽氧化成硝酸鹽，再還原成亞硝酸鹽兩個(gè)環(huán)節(jié)，同時(shí)，就可省去NOB和部分反硝化菌，從而縮短反應(yīng)時(shí)間，節(jié)約供氧能耗，并降低活性污泥微生物(即活性污泥)的產(chǎn)量， 相應(yīng)減少反應(yīng)器體積。這種NH4+ — NO2- — N2的生物脫氮途徑，被稱為亞硝酸型硝化反硝化或者短程硝化反硝化生物脫氮。傳統(tǒng)生物除磷是通過(guò)聚磷菌(Phosphate accumulating organisms, PAOs)在厭氧條件下釋放磷、在好氧條件下過(guò)量吸收磷來(lái)實(shí)現(xiàn)的。而近年來(lái)發(fā)現(xiàn)的反硝化聚憐菌(Denitrifying phosphate accumulating organisms, DPAOs),可以在厭氧條件釋放磷、缺氧條件下同時(shí)進(jìn)行反硝化和過(guò)量吸磷過(guò)程，實(shí)現(xiàn)“一碳兩用”，具有污泥產(chǎn)量低、節(jié)約曝氣量的優(yōu)勢(shì)。因此，短程脫氮和反硝化除磷的實(shí)現(xiàn)對(duì)于實(shí)際工程應(yīng)用具有重要意義。另一方面，國(guó)外有研究人員發(fā)現(xiàn)，交替進(jìn)行的厭氧、缺氧、好氧條件可以引發(fā)能量泄露，從而實(shí)現(xiàn)污泥減量，但尚停留在實(shí)驗(yàn)室階段。目前，反硝化除磷和亞硝酸型生物脫氮已成為污水脫氮除磷領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，但是，在實(shí)際工程中實(shí)現(xiàn)亞硝酸型反硝化除磷(即同步脫氮除磷)的成功應(yīng)用并不多，而將短程脫氮、反硝化除磷與原位剩余污泥減量(剩余污泥產(chǎn)生過(guò)程中減少剩余污泥產(chǎn)量)結(jié)合起來(lái)的應(yīng)用就更加少見(jiàn)。其主要原因是影響因素多、難以控制，例如形成穩(wěn)定的NO2-積累較難實(shí)現(xiàn)，NOB會(huì)逐漸恢復(fù)從而將已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的短程生物脫氮又恢復(fù)為全程硝化反硝化脫氮。循環(huán)式活性污泥法(CAST)是序批式活性污泥法(SBR)法的一種變型工藝，宣稱可以在系統(tǒng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)同步硝化反硝化和生物除磷，然而在實(shí)踐中該工藝的脫氮除磷效果并不理想，難以實(shí)現(xiàn)出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。技術(shù)內(nèi)容目前，實(shí)際應(yīng)用中的CAST工藝，一個(gè)運(yùn)行周期主要包括進(jìn)水/反應(yīng)、沉淀、潷水三個(gè)階段，并且各階段時(shí)間長(zhǎng)度固定不變，其中進(jìn)水和反應(yīng)是同時(shí)進(jìn)行的。采用比較多的是一個(gè)周期4小時(shí)(進(jìn)水/反應(yīng)2小時(shí)，沉淀I小時(shí)，潷水I小時(shí))。顯然，這樣固定時(shí)間長(zhǎng)度的運(yùn)行方式對(duì)于原水水質(zhì)穩(wěn)定的情況是合適的。而實(shí)踐中原水的水質(zhì)并不是固定不變的，因此這種固定時(shí)間長(zhǎng)度的運(yùn)行方式對(duì)于變化的水質(zhì)條件來(lái)說(shuō)并非一種優(yōu)化的方式，當(dāng)進(jìn)水污染物濃度較高時(shí)，反應(yīng)時(shí)間可能不夠；當(dāng)進(jìn)水污染物濃度較低時(shí)，又會(huì)造成能源的浪費(fèi)。此外，由于沒(méi)有在運(yùn)行周期內(nèi)設(shè)置缺氧段，不利于反硝化過(guò)程的進(jìn)行，從而影響了總氮的去除效率。重要的是，在傳統(tǒng)運(yùn)行模式下，CAST工藝剩余污泥產(chǎn)量較高，約為O. 5kgMLSS/kgC0D。 因此，為了保證脫氮除磷效率，并實(shí)現(xiàn)原位污泥減量和節(jié)能降耗，需要一種新型的周期工序組成及運(yùn)行模式。本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有循環(huán)式活性污泥法工藝中存在的問(wèn)題，對(duì)傳統(tǒng)CAST 工藝進(jìn)行改良，開(kāi)發(fā)出一種CAST工藝運(yùn)行模式及優(yōu)化控制方法，以提高脫氮除磷效率，并實(shí)現(xiàn)原位剩余污泥減量。對(duì)常規(guī)CAST工藝的運(yùn)行方式進(jìn)行改進(jìn)，增加缺氧攪拌階段，采用變時(shí)長(zhǎng)曝氣的運(yùn)行方式來(lái)運(yùn)行，在一個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)，形成交替缺(厭)氧、好氧的運(yùn)行方式， 控制好氧曝氣和缺氧攪拌的時(shí)間由實(shí)時(shí)控制策略來(lái)調(diào)節(jié)，并實(shí)現(xiàn)短程硝化和反硝化除磷， 減少剩余污泥產(chǎn)量，從而提高工藝的生物脫氮除磷效率，并降低運(yùn)行成本。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于城市污水的處理，特別適用于已采用CAST工藝的污水處理廠或擬采用CAST工藝的污水處理工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明設(shè)計(jì)的改良型循環(huán)式活性污泥法原位剩余污泥減量控制方法，包括改良型 CAST裝置和實(shí)時(shí)控制方法。該改良型CAST裝置主要包括長(zhǎng)方體水箱，長(zhǎng)方體反應(yīng)池，反應(yīng)池分為預(yù)反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)兩部分，設(shè)置在反應(yīng)池內(nèi)的曝氣器、攪拌器，回流泵，進(jìn)水管， 出水管，空壓機(jī)，進(jìn)氣管，潷水器，潷水器電機(jī)，實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，實(shí)施控制系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)采集卡、時(shí)間繼電器。其特征在于所述的曝氣器通過(guò)控制閥門與進(jìn)氣管連接；所述的潷水器與出水管相連，由潷水器電機(jī)控制潷水器的潷水位置；在所述反應(yīng)池底部設(shè)有排泥管和排泥閥。本發(fā)明中所述的原位剩余污泥減量控制方法，其特征在于包括以下操作過(guò)程(I)進(jìn)水在上一周期潷水階段結(jié)束后，實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)開(kāi)啟進(jìn)水泵，按預(yù)先設(shè)定時(shí)間(4小時(shí))進(jìn)水，達(dá)到預(yù)定時(shí)間后關(guān)閉進(jìn)水泵；選擇區(qū)內(nèi)的攪拌器始終運(yùn)行，始終進(jìn)行從主反應(yīng)區(qū)到預(yù)反應(yīng)區(qū)的污泥回流，回流比為15-25% ；(2)攪拌開(kāi)始進(jìn)水的同時(shí)，實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)開(kāi)啟主反應(yīng)區(qū)內(nèi)的攪拌器，進(jìn)入缺氧階段，缺氧反硝化過(guò)程的PH值由pH在線傳感器監(jiān)控，并通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡將所獲得的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)進(jìn)行移動(dòng)平均(依次取相鄰5個(gè)數(shù)據(jù)的平均值)分析，當(dāng)pH變化曲線斜率移動(dòng)平均值從正值變?yōu)樨?fù)值(出現(xiàn)極大值)時(shí)，維持?jǐn)嚢?0分鐘后關(guān)閉攪拌器；(3)曝氣在攪拌階段停止后，實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)開(kāi)啟空壓機(jī)，由空壓機(jī)提供的壓縮空氣進(jìn)入曝氣器，向主反應(yīng)區(qū)內(nèi)的混合液中供氧，進(jìn)行有機(jī)物好氧降解和硝化過(guò)程，該好氧過(guò)程由PH在線傳感器監(jiān)控，并通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡實(shí)時(shí)將所獲得的pH數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)進(jìn)行移動(dòng)平均分析，當(dāng)PH變化曲線斜率移動(dòng)平均值從負(fù)值變?yōu)檎?出現(xiàn)極小值)時(shí)，實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)關(guān)閉空壓機(jī)停止曝氣供氧；(4)重復(fù)(2)、(3)兩步，直到進(jìn)水階段結(jié)束，并以好氧段為一個(gè)周期內(nèi)反應(yīng)階段的末尾，結(jié)束反應(yīng)階段。(5)沉淀由實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的時(shí)間(I小時(shí))控制沉淀時(shí)間，此時(shí)進(jìn)水泵、排泥閥門和潷水器電機(jī)均關(guān)閉；(6)潷水沉淀階段結(jié)束后，實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)開(kāi)啟潷水器電機(jī)，潷水器開(kāi)始工作，將沉淀后的上清液經(jīng)出水管排到反應(yīng)器外，設(shè)定的潷水時(shí)間由實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)控制為I小時(shí)； 每隔兩周期，在開(kāi)始潷水的同時(shí)，實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)開(kāi)啟排泥管閥門按設(shè)定時(shí)間(10分鐘)進(jìn)行排泥，使得系統(tǒng)內(nèi)MLSS維持在3500-4500mg/L ；(7)潷水階段結(jié)束后，在實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)控制下，系統(tǒng)在依次重復(fù)(I)、(2)、(3)、
(4)、(5)、￠)、各步驟，整個(gè)系統(tǒng)交替經(jīng)歷好氧、缺氧、厭氧狀態(tài)，間歇進(jìn)水和出水，并定期排放剩余活性污泥。本發(fā)明工作原理及過(guò)程通過(guò)在運(yùn)行周期內(nèi)增設(shè)缺氧段來(lái)強(qiáng)化生物反硝化過(guò)程，并為反硝化聚磷菌富集創(chuàng)造條件，同時(shí)強(qiáng)化內(nèi)源反硝化過(guò)程，利用生物硝化過(guò)程、反硝化過(guò)程的堿度的變化，通過(guò)PH 值變化曲線上的特征點(diǎn)來(lái)實(shí)時(shí)控制好氧硝化過(guò)程、反硝化反硝化過(guò)程時(shí)間長(zhǎng)度，來(lái)實(shí)現(xiàn)短程硝化、反硝化除磷，從而實(shí)現(xiàn)原位污泥減量、提高生物脫氮除磷效率的目的。具體地說(shuō)，生物硝化過(guò)程消耗堿度，pH逐漸降低，當(dāng)氨氮完全氧化完畢時(shí)，即亞硝化階段結(jié)束時(shí)，pH值變化曲線上會(huì)出現(xiàn)一個(gè)極小值點(diǎn)；反硝化過(guò)程中，堿度增加，反硝化結(jié)束時(shí)，pH值變化曲線上會(huì)出現(xiàn)一個(gè)極大值點(diǎn)；這些極值點(diǎn)可以方便地通過(guò)判斷pH的一階導(dǎo)數(shù)的變化來(lái)確定，從而來(lái)控制好氧和缺氧時(shí)長(zhǎng)。每周期開(kāi)始階段的固定30min的攪拌工序和每次缺氧反硝化結(jié)束后的延時(shí)lOmin，是為反硝化聚磷菌創(chuàng)造有利的厭氧環(huán)境而設(shè)立。(I)開(kāi)始進(jìn)水的同時(shí)，主反應(yīng)區(qū)攪拌器開(kāi)始運(yùn)行，30min后對(duì)主反應(yīng)區(qū)內(nèi)pH值的一階導(dǎo)數(shù)進(jìn)行判斷，如果30min的攪拌工序足以將上周期殘留的硝酸鹽和亞硝酸鹽還原完畢，多余的攪拌時(shí)間會(huì)有利于聚磷菌的厭氧釋磷，此時(shí)PH的一階導(dǎo)數(shù)將小于零；如果30min 的攪拌工序尚不足以完成反硝化，此時(shí)pH的一階導(dǎo)數(shù)將大于零，直到反硝化結(jié)束時(shí)，pH的一階導(dǎo)數(shù)由正變負(fù)，繼續(xù)IOmin后，停止攪拌，進(jìn)入下一階段。(2)攪拌階段結(jié)束后，啟動(dòng)空壓機(jī)進(jìn)入曝氣階段，開(kāi)始好氧硝化過(guò)程，當(dāng)pH —階導(dǎo)數(shù)由負(fù)變正時(shí)，主反應(yīng)區(qū)內(nèi)氨氮氧化完畢，延時(shí)3min是為了進(jìn)一步將由預(yù)反應(yīng)區(qū)轉(zhuǎn)輸過(guò)來(lái)的氨氮進(jìn)行氧化，然后進(jìn)入下一階段。(3)在pH —階導(dǎo)數(shù)的分析過(guò)程中，采用求移動(dòng)平均值的方法，來(lái)消除讀數(shù)的誤差， 試驗(yàn)結(jié)果表明，取5個(gè)相鄰數(shù)據(jù)進(jìn)行移動(dòng)平均足以消除讀數(shù)的誤差；每個(gè)周期以好氧工序結(jié)束，可以保證出水有機(jī)污染物和氨氮濃度滿足排放標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明設(shè)計(jì)的改良型循環(huán)式活性污泥法原位剩余污泥減量控制方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有下列優(yōu)點(diǎn)(I)通過(guò)改變工藝運(yùn)行模式，強(qiáng)化內(nèi)源反硝化脫氮過(guò)程，既提高了工藝總氮去除效率，又通過(guò)內(nèi)源過(guò)程的強(qiáng)化，降低了剩余污泥的產(chǎn)量，從而實(shí)現(xiàn)原位剩余污泥減量。
(2)僅利用一個(gè)參數(shù)pH對(duì)曝氣和攪拌時(shí)間進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，簡(jiǎn)化了操作，避免了過(guò)度曝氣(Ν0Β繼續(xù)氧化亞硝酸鹽)現(xiàn)象的發(fā)生，從而從根本上抑制NOB的生長(zhǎng)，使的短程硝化更穩(wěn)定，保證了亞硝酸型反硝化除磷的實(shí)現(xiàn)，并實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。(3)交替缺(厭)氧/好氧的運(yùn)行方式為微生物代謝過(guò)程的能量泄露提供了機(jī)會(huì)， 從而使得用于合成代謝的能量減少，降低了微生物量的生成量。(4)通過(guò)短程硝化和反硝化除磷的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)同步脫氮除磷，因而它可節(jié)省好氧階段供氧量35%左右；節(jié)約反硝化和除磷所需碳源50%左右；減少污泥生成量35% ;縮短反應(yīng)時(shí)間，相應(yīng)地減少反應(yīng)器容積。(5)工藝運(yùn)行由實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)完成，具有管理操作方便，耐沖擊負(fù)荷、出水水質(zhì)穩(wěn)定的特點(diǎn)。


圖I是改良型循環(huán)式活性污泥法原位剩余污泥減量控制裝置示意圖；I.水箱；2.反應(yīng)器；3.進(jìn)水泵；4.預(yù)反應(yīng)區(qū)；5.主反應(yīng)區(qū)；6.預(yù)反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)連通孔；7.預(yù)反應(yīng)區(qū)攪拌器；8.主反應(yīng)區(qū)攪拌器；9.空壓機(jī)；10.曝氣器；11回流泵； 12.排泥管閥門；13. pH傳感器；14.潷水器電機(jī)；15.潷水器；16.排水管；17實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)圖2是改良型循環(huán)式活性污泥法原位剩余污泥減量控制策略示意圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和應(yīng)用實(shí)例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明如圖I所示，改良型循環(huán)式活性污泥法反應(yīng)裝置包括水箱I和反應(yīng)器2，水箱I和反應(yīng)器2通過(guò)進(jìn)水泵3相連接。反應(yīng)器2包括預(yù)反應(yīng)區(qū)4和主反應(yīng)區(qū)5兩個(gè)區(qū)，兩個(gè)反應(yīng)區(qū)通過(guò)中間隔板上的連通孔6相連通，工藝運(yùn)行控制按照?qǐng)D2進(jìn)行。(I)進(jìn)水在上一周期潷水階段結(jié)束后，實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)17將進(jìn)水泵3打開(kāi)，按預(yù)先設(shè)定時(shí)間(4小時(shí))通入污水，當(dāng)達(dá)到預(yù)定時(shí)間后關(guān)閉進(jìn)水泵3 ;選擇區(qū)4內(nèi)的攪拌器7和回流泵11全周期內(nèi)始終開(kāi)啟，分別按設(shè)定轉(zhuǎn)速進(jìn)行攪拌、按設(shè)定流量(進(jìn)水流量的15-25% ) 進(jìn)行回流；(2)攪拌開(kāi)始進(jìn)水的同時(shí)，實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)開(kāi)啟主反應(yīng)區(qū)攪拌器8，進(jìn)入缺氧反硝化階段，反硝化過(guò)程的PH值由pH在線傳感器13監(jiān)控，并通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡將所獲得的pH數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)進(jìn)行移動(dòng)平均(依次取相鄰5個(gè)數(shù)據(jù)的平均值)分析，當(dāng)pH變化曲線斜率移動(dòng)平均值從正值變?yōu)樨?fù)值(出現(xiàn)極大值)時(shí)，維持?jǐn)嚢?0分鐘后關(guān)閉攪拌器8 ;(3)曝氣在攪拌階段停止后，實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)17開(kāi)啟空氣壓縮機(jī)9，由空壓機(jī)提供的壓縮空氣進(jìn)入曝氣器10，向主反應(yīng)區(qū)5內(nèi)的混合液供氧，進(jìn)行有機(jī)物好氧降解和硝化過(guò)程，該好氧過(guò)程由PH在線傳感器13監(jiān)控，并通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡實(shí)時(shí)將所獲得的pH數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)進(jìn)行移動(dòng)平均分析，當(dāng)PH變化曲線斜率移動(dòng)平均值從負(fù)值變?yōu)檎?出現(xiàn)極小值)時(shí)，實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)17關(guān)閉空壓機(jī)9停止曝氣供氧；(4)重復(fù)(2)、(3)兩步，直到進(jìn)水階段結(jié)束，并以好氧段為一個(gè)周期內(nèi)反應(yīng)階段的末尾，結(jié)束反應(yīng)階段。(5)沉淀由實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)17根據(jù)預(yù)先設(shè)定的時(shí)間(I小時(shí))控制沉淀時(shí)間，此時(shí)進(jìn)水泵3、排泥閥門12和潷水器電機(jī)14均關(guān)閉；(6)潷水沉淀階段結(jié)束后，實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)17開(kāi)啟潷水器電機(jī)14，潷水器15開(kāi)始工作，將沉淀后的上清液經(jīng)出水管16排到反應(yīng)器外，設(shè)定的潷水時(shí)間由實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)控制為I小時(shí)；每隔兩周期，在開(kāi)始潷水的同時(shí)，實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)17開(kāi)啟排泥管閥門12按設(shè)定時(shí)間(10分鐘)進(jìn)行排泥；(7)潷水階段結(jié)束后，在實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)17控制下，系統(tǒng)在依次重復(fù)(I)、(2)、(3)、
(4)、(5)、￠)、各步驟，整個(gè)系統(tǒng)交替經(jīng)歷好氧、缺氧、厭氧狀態(tài)，間歇進(jìn)水和出水，并定期排放剩余活性污泥。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于中小城鎮(zhèn)城市污水或有機(jī)物、氮磷含量變化較大的工業(yè)廢水的處理，特別適用于已采用CAST工藝的污水處理廠或準(zhǔn)備采用CAST工藝的污水處理廠。對(duì)于已采用CAST工藝的污水處理廠，改造時(shí)需要在主反應(yīng)區(qū)設(shè)置攪拌器，并設(shè)置pH值在線監(jiān)測(cè)設(shè)備，并將回流泵、攪拌器、潷水器電機(jī)、空壓機(jī)與實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)相連接。應(yīng)用實(shí)例試驗(yàn)用水取自某小區(qū)生活污7jC，原水水質(zhì)=COD為150_350mg/L ;ΝΗ4+_Ν為 30-50mg/L ；NO3^-N 為 O. 1-1. 2mg/L ;Ν02:Ν 為 O. 1-1. lmg/L ；TN 為 32_60mg/L ；TP 為 4_13mg/ L ;堿度為260-470mg/L ；pH為6. 9-7. 6。試驗(yàn)裝置如圖I所示，MLSS維持在4000±500mg/ L，回流比20%，工藝運(yùn)行控制按圖2進(jìn)行。運(yùn)行結(jié)果表明出水NH/-N平均值為5. lmg/L ； TN平均值為8. 3mg/L ;TP平均值為O. 3mg/L ;出水水質(zhì)低于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放GB 18918-2002》一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)；污泥產(chǎn)量為O. 32kgMLSS/kgC0D,與常規(guī)CAST工藝相比，降低了 36% ;供氧量較常規(guī)CAST節(jié)省了 35%。
權(quán)利要求
1.一種可實(shí)現(xiàn)剩余污泥減量的改良型循環(huán)式活性污泥法原位剩余污泥減量控制方法， 其特征在于，包括以下操作步驟(1)進(jìn)水在上一周期潷水階段結(jié)束后，實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)17將進(jìn)水泵3打開(kāi)，按預(yù)先設(shè)定時(shí)間(4小時(shí))通入污水，當(dāng)達(dá)到預(yù)定時(shí)間后關(guān)閉進(jìn)水泵3 ;選擇區(qū)4內(nèi)的攪拌器7和回流泵11全周期內(nèi)始終開(kāi)啟，分別按設(shè)定轉(zhuǎn)速進(jìn)行攪拌、按設(shè)定流量(進(jìn)水流量的15-25% )進(jìn)行回流；(2)攪拌開(kāi)始進(jìn)水的同時(shí)，實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)開(kāi)啟主反應(yīng)區(qū)攪拌器8，進(jìn)入缺氧反硝化階段，反硝化過(guò)程的PH值由pH在線傳感器13監(jiān)控，并通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡將所獲得的pH數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)進(jìn)行移動(dòng)平均(依次取相鄰5個(gè)數(shù)據(jù)的平均值)分析，當(dāng)pH變化曲線斜率移動(dòng)平均值從正值變?yōu)樨?fù)值(出現(xiàn)極大值)時(shí)，維持?jǐn)嚢?0分鐘后關(guān)閉攪拌器8 ；(3)曝氣在攪拌階段停止后，實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)17開(kāi)啟空氣壓縮機(jī)9，由空壓機(jī)提供的壓縮空氣進(jìn)入曝氣器10，向主反應(yīng)區(qū)5內(nèi)的混合液供氧，進(jìn)行有機(jī)物好氧降解和硝化過(guò)程，該好氧過(guò)程由PH在線傳感器13監(jiān)控，并通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡實(shí)時(shí)將所獲得的pH數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)進(jìn)行移動(dòng)平均分析，當(dāng)PH變化曲線斜率移動(dòng)平均值從負(fù)值變?yōu)檎?出現(xiàn)極小值)時(shí)， 實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)17關(guān)閉空壓機(jī)9停止曝氣供氧；(4)重復(fù)(2)、(3)兩步，直到進(jìn)水階段結(jié)束，并以好氧段為一個(gè)周期內(nèi)反應(yīng)階段的末尾，結(jié)束反應(yīng)階段。(5)沉淀由實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)17根據(jù)預(yù)先設(shè)定的時(shí)間(I小時(shí))控制沉淀時(shí)間，此時(shí)進(jìn)水泵3、排泥閥門12和潷水器電機(jī)14均關(guān)閉；(6)潷水沉淀階段結(jié)束后，實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)17開(kāi)啟潷水器電機(jī)14，潷水器15開(kāi)始工作， 將沉淀后的上清液經(jīng)出水管16排到反應(yīng)器外，設(shè)定的潷水時(shí)間由實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)控制為I小時(shí)；每隔兩周期，在開(kāi)始潷水的同時(shí)，實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)17開(kāi)啟排泥管閥門12按設(shè)定時(shí)間(10 分鐘)進(jìn)行排泥；(7)潷水階段結(jié)束后，在實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)17控制下，系統(tǒng)在依次重復(fù)(I)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、各步驟，整個(gè)系統(tǒng)交替經(jīng)歷好氧、缺氧、厭氧狀態(tài)，間歇進(jìn)水和出水，并定期排放剩余活性污泥。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種改良型循環(huán)式活性污泥法剩余污泥減量控制方法，適用于城市污水生物脫氮除磷。所述方法每周期進(jìn)水時(shí)間固定，進(jìn)水同時(shí)進(jìn)行30min缺氧攪拌，然后通過(guò)pH值一階導(dǎo)數(shù)控制缺氧時(shí)長(zhǎng)；反硝化結(jié)束后延時(shí)10min進(jìn)入曝氣工序，利用pH一階導(dǎo)數(shù)曲線上極小值點(diǎn)控制曝氣時(shí)長(zhǎng)，亞硝化結(jié)束后延時(shí)3min后進(jìn)入下一階段；重復(fù)上述交替缺氧、好氧工序，當(dāng)時(shí)間超過(guò)設(shè)定的進(jìn)水時(shí)間后，以好氧工序作為反應(yīng)階段的結(jié)束工序；然后依次進(jìn)行沉淀和潷水階段。本發(fā)明的特點(diǎn)是交替缺氧、好氧運(yùn)行方式與實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的集成，既充分利用了原水中的有機(jī)碳源，又強(qiáng)化了內(nèi)源過(guò)程，對(duì)周期內(nèi)硝化、反硝化時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行了優(yōu)化，可實(shí)現(xiàn)短程硝化和反硝化除磷，并減少剩余污泥產(chǎn)量。
文檔編號(hào)C02F3/30GK102583745SQ20121005810
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月8日
發(fā)明者于靜潔, 孫力平, 張燕, 池勇志, 王少坡, 邱春生, 鄭劍鋒 申請(qǐng)人:天津城市建設(shè)學(xué)院