公布日：2022.04.29
申請日：2021.12.22
分類(lèi)號：C02F9/14(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種污水處理廠(chǎng)生物脫氮控制裝置及控制方法，包括：依次連接的缺氧池、好氧池、二沉池；缺氧池的進(jìn)水端設有進(jìn)水流量計和外碳源藥劑投加單元，缺氧池的出水端設有在線(xiàn)硝氮儀；好氧池的出水端設有連接至缺氧池進(jìn)水端的內回流單元；二沉池的出水端設有在線(xiàn)氨氮硝氮儀和連接至缺氧池進(jìn)水端的外回流單元；與進(jìn)水流量計、在線(xiàn)硝氮儀、在線(xiàn)氨氮硝氮儀和外碳源藥劑投加單元連接的控制器，控制器根據進(jìn)水流量、第一硝氮濃度、第二硝氮濃度和氨氮濃度，獲得碳源藥劑投加量、內回流量和曝氣量指示，并基于碳源藥劑投加量、內回流量和曝氣量指示進(jìn)行生物脫氮控制。本發(fā)明集碳源藥劑投加調控、內回流量調控、曝氣量指示三個(gè)功能于一體實(shí)現脫氮。
權利要求書(shū)
1.一種污水處理廠(chǎng)生物脫氮控制裝置，其特征在于，包括：依次連接的缺氧池、好氧池、二沉池；所述缺氧池的進(jìn)水端設有進(jìn)水流量計和外碳源藥劑投加單元，所述進(jìn)水流量計用于測量進(jìn)水流量，所述外碳源藥劑投加單元用于向所述缺氧池內投加碳源藥劑，所述缺氧池的出水端設有在線(xiàn)硝氮儀，所述在線(xiàn)硝氮儀用于測量缺氧池出水的第一硝氮濃度；所述好氧池的出水端設有內回流單元，所述內回流單元連接至所述缺氧池的進(jìn)水端，所述內回流單元用于將混合液回流至缺氧池的進(jìn)水端；所述二沉池的出水端設有在線(xiàn)氨氮硝氮儀和外回流單元，所述在線(xiàn)氨氮硝氮儀用于測量二沉池出水氨氮濃度及第二硝氮濃度，所述外回流單元連接至所述缺氧池的進(jìn)水端，所述外回流單元用于將回流污泥回流至缺氧池的進(jìn)水端；控制器，所述控制器與所述進(jìn)水流量計、在線(xiàn)硝氮儀、在線(xiàn)氨氮硝氮儀、內回流單元、外回流單元和外碳源藥劑投加單元連接，所述控制器根據進(jìn)水流量、第一硝氮濃度、第二硝氮濃度和二沉池出水氨氮濃度，獲得碳源藥劑投加量、內回流量和曝氣量指示，并基于所述碳源藥劑投加量、內回流量和曝氣量指示進(jìn)行生物脫氮控制；其中，通過(guò)第一前饋控制模式、后饋控制模式或第一優(yōu)化模式獲得碳源藥劑投加量；所述第一前饋控制模式為：
其中，DOS1為第一前饋模式碳源藥劑投加量，單位為L(cháng)/h，ζ1為投加系數，CNH為藥劑投加時(shí)刻前T1時(shí)間所對應的缺氧池進(jìn)水氨氮濃度，單位為mg/L，NOEFFSET為二沉池出水硝氮設定濃度，單位為mg/L，QinT為藥劑投加時(shí)刻前T1時(shí)間所對應的前10分鐘進(jìn)水流量均值，單位為m3/h，
，Vano為缺氧池的有效容積，單位為m3，Vox為好氧池的有效容積，單位為m3，Qin為當前時(shí)刻前10分鐘進(jìn)水流量均值，單位為m3/h，R為Qin對應的外回流比，r為Qin對應的內回流比，ρ為外碳源藥劑密度，單位為kg/L，W為外碳源藥劑有效含量，單位為％，Eq1為碳源藥劑化學(xué)需氧量當量，單位為kgCOD/kg；所述后饋控制模式為：
其中，DOS2為后饋模式碳源藥劑投加量，單位為L(cháng)/h，ζ2為投加系數，NOEFFACT為第二硝氮濃度，單位為mg/L，NOEFFSET為二沉池出水硝氮設定濃度，單位為mg/L，DOS0為上一周期實(shí)際碳源投加量，單位為L(cháng)/h；第一優(yōu)化模式通過(guò)下述步驟獲得碳源藥劑投加量：通過(guò)第一前饋控制模式或后饋控制模式獲得碳源藥劑投加量；比較第二硝氮濃度與二沉池的出水硝氮設定濃度，以及第一硝氮濃度與缺氧池的出水硝氮設定濃度；當第二硝氮濃度大于二沉池的出水硝氮設定濃度，且第一硝氮濃度大于缺氧池的出水硝氮設定濃度時(shí)，增大所述碳源藥劑投加量，當第二硝氮濃度小于二沉池的出水硝氮設定濃度，且第一硝氮濃度小于缺氧池的出水硝氮設定濃度時(shí)，減小所述碳源藥劑投加量。
2.根據權利要求1所述的污水處理廠(chǎng)生物脫氮控制裝置，其特征在于，所述缺氧池的進(jìn)水端與污水進(jìn)水管連接，所述污水進(jìn)水管上設置進(jìn)水流量計。
3.根據權利要求2所述的污水處理廠(chǎng)生物脫氮控制裝置，其特征在于，所述外碳源藥劑投加單元包括加藥泵變頻器、加藥泵和碳源加藥流量計，所述加藥泵變頻器分別與所述控制器和加藥泵連接，所述加藥泵分別與所述加藥泵變頻器和所述碳源加藥流量計連接，且所述加藥泵和所述碳源加藥流量計均設置在缺氧池的進(jìn)水端；所述外回流單元設置在所述二沉池的出水端，所述外回流單元包括外回流泵和外回流管道，所述外回流泵分別與所述二沉池的出水端和外回流管道的一端連接，所述外回流管道的另一端與所述缺氧池的進(jìn)水端連接；所述內回流單元包括內回流泵變頻器、內回流泵和內回流管道，所述內回流泵變頻器分別與所述控制器和所述內回流泵連接，所述內回流泵分別與所述好氧池的出水端和內回流管道的一端連接，所述內回流管道的另一端與所述缺氧池的進(jìn)水端連接。
4.根據權利要求1所述的污水處理廠(chǎng)生物脫氮控制裝置，其特征在于，通過(guò)第二前饋控制模式或第二優(yōu)化模式獲得內回流量，所述第二前饋控制模式為：
其中：r0為內回流比，CNH為藥劑投加時(shí)刻前T1時(shí)間所對應的缺氧池進(jìn)水氨氮濃度單位為mg/L，
，Vano為缺氧池的有效容積，單位為m3，Vox為好氧池的有效容積，單位為m3，Qin為當前時(shí)刻前10分鐘進(jìn)水流量均值，單位為m3/h，R為Qin對應的外回流比，r為Qin對應的內回流比，NOEFFSET為二沉池出水硝氮設定濃度，單位為mg/L，NHEFFSET為二沉池出水氨氮設定濃度，單位為mg/L；Qr為內回流量，單位為m3/h。
5.根據權利要求4所述的污水處理廠(chǎng)生物脫氮控制裝置，其特征在于，第二優(yōu)化模式通過(guò)下述步驟獲得內回流量：通過(guò)第二前饋控制模式獲得內回流量；比較第二硝氮濃度與二沉池的出水硝氮設定濃度，以及第一硝氮濃度與缺氧池的出水硝氮設定濃度；當第二硝氮濃度大于二沉池的出水硝氮設定濃度，且第一硝氮濃度小于缺氧池的出水硝氮設定濃度時(shí)，調大所述內回流量，當第二硝氮濃度小于二沉池的出水硝氮設定濃度時(shí)，調小所述內回流量。
6.根據權利要求1所述的污水處理廠(chǎng)生物脫氮控制裝置，其特征在于，通過(guò)下述步驟獲得曝氣量指示：將二沉池出水氨氮濃度與二沉池出水氨氮設定濃度進(jìn)行比較，當二沉池出水氨氮濃度大于二沉池出水氨氮設定濃度時(shí)，調增曝氣量，當二沉池出水氨氮濃度小于二沉池出水氨氮設定濃度時(shí)，調減曝氣量。
7.一種污水處理廠(chǎng)生物脫氮控制方法，利用權利要求1-6中任一項所述的污水處理廠(chǎng)生物脫氮控制裝置，其特征在于，包括：采集進(jìn)水流量、進(jìn)水氨氮濃度、第一硝氮濃度、二沉池出水氨氮濃度及第二硝氮濃度；根據進(jìn)水流量、進(jìn)水氨氮濃度、第一硝氮濃度和第二硝氮濃度，獲得碳源藥劑投加量；根據進(jìn)水氨氮濃度、第一硝氮濃度和第二硝氮濃度獲得內回流量；根據所述二沉池出水氨氮濃度獲得曝氣量指示。
（發(fā)明人：王佳偉;文鵬麗;焦二龍;張麗芳;張海龍;白江波;文洋;王歡歡;孟曉宇）
