公布日：2022.04.29
申請(qǐng)日：2021.12.22
分類(lèi)號(hào)：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(shè)有進(jìn)水流量計(jì)和外碳源藥劑投加單元，缺氧池的出水端設(shè)有在線硝氮儀；好氧池的出水端設(shè)有連接至缺氧池進(jìn)水端的內(nèi)回流單元；二沉池的出水端設(shè)有在線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(jì)、在線硝氮儀、在線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(jù)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(nèi)回流量和曝氣量指示，并基于碳源藥劑投加量、內(nèi)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(diào)控、內(nèi)回流量調(diào)控、曝氣量指示三個(gè)功能于一體實(shí)現(xiàn)脫氮。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種污水處理廠生物脫氮控制裝置，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(shè)有進(jìn)水流量計(jì)和外碳源藥劑投加單元，所述進(jìn)水流量計(jì)用于測(cè)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(nèi)投加碳源藥劑，所述缺氧池的出水端設(shè)有在線硝氮儀，所述在線硝氮儀用于測(cè)量缺氧池出水的第一硝氮濃度；所述好氧池的出水端設(shè)有內(nèi)回流單元，所述內(nèi)回流單元連接至所述缺氧池的進(jìn)水端，所述內(nèi)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(shè)有在線氨氮硝氮儀和外回流單元，所述在線氨氮硝氮儀用于測(cè)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(jì)、在線硝氮儀、在線氨氮硝氮儀、內(nèi)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(jù)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(nèi)回流量和曝氣量指示，并基于所述碳源藥劑投加量、內(nèi)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(zhǎng)/h，ζ1為投加系數(shù)，CNH為藥劑投加時(shí)刻前T1時(shí)間所對(duì)應(yīng)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(shè)定濃度，單位為mg/L，QinT為藥劑投加時(shí)刻前T1時(shí)間所對(duì)應(yīng)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(dāng)前時(shí)刻前10分鐘進(jìn)水流量均值，單位為m3/h，R為Qin對(duì)應(yīng)的外回流比，r為Qin對(duì)應(yīng)的內(nèi)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(dāng)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(zhǎng)/h，ζ2為投加系數(shù)，NOEFFACT為第二硝氮濃度，單位為mg/L，NOEFFSET為二沉池出水硝氮設(shè)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(zhǎng)/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(shè)定濃度，以及第一硝氮濃度與缺氧池的出水硝氮設(shè)定濃度；當(dāng)?shù)诙醯獫舛却笥诙脸氐某鏊醯O(shè)定濃度，且第一硝氮濃度大于缺氧池的出水硝氮設(shè)定濃度時(shí)，增大所述碳源藥劑投加量，當(dāng)?shù)诙醯獫舛刃∮诙脸氐某鏊醯O(shè)定濃度，且第一硝氮濃度小于缺氧池的出水硝氮設(shè)定濃度時(shí)，減小所述碳源藥劑投加量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理廠生物脫氮控制裝置，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(shè)置進(jìn)水流量計(jì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的污水處理廠生物脫氮控制裝置，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(jì)，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(jì)連接，且所述加藥泵和所述碳源加藥流量計(jì)均設(shè)置在缺氧池的進(jìn)水端；所述外回流單元設(shè)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(nèi)回流單元包括內(nèi)回流泵變頻器、內(nèi)回流泵和內(nèi)回流管道，所述內(nèi)回流泵變頻器分別與所述控制器和所述內(nèi)回流泵連接，所述內(nèi)回流泵分別與所述好氧池的出水端和內(nèi)回流管道的一端連接，所述內(nèi)回流管道的另一端與所述缺氧池的進(jìn)水端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理廠生物脫氮控制裝置，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(nèi)回流量，所述第二前饋控制模式為：
其中：r0為內(nèi)回流比，CNH為藥劑投加時(shí)刻前T1時(shí)間所對(duì)應(yīng)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(dāng)前時(shí)刻前10分鐘進(jìn)水流量均值，單位為m3/h，R為Qin對(duì)應(yīng)的外回流比，r為Qin對(duì)應(yīng)的內(nèi)回流比，NOEFFSET為二沉池出水硝氮設(shè)定濃度，單位為mg/L，NHEFFSET為二沉池出水氨氮設(shè)定濃度，單位為mg/L；Qr為內(nèi)回流量，單位為m3/h。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的污水處理廠生物脫氮控制裝置，其特征在于，第二優(yōu)化模式通過(guò)下述步驟獲得內(nèi)回流量：通過(guò)第二前饋控制模式獲得內(nèi)回流量；比較第二硝氮濃度與二沉池的出水硝氮設(shè)定濃度，以及第一硝氮濃度與缺氧池的出水硝氮設(shè)定濃度；當(dāng)?shù)诙醯獫舛却笥诙脸氐某鏊醯O(shè)定濃度，且第一硝氮濃度小于缺氧池的出水硝氮設(shè)定濃度時(shí)，調(diào)大所述內(nèi)回流量，當(dāng)?shù)诙醯獫舛刃∮诙脸氐某鏊醯O(shè)定濃度時(shí)，調(diào)小所述內(nèi)回流量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水處理廠生物脫氮控制裝置，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(shè)定濃度進(jìn)行比較，當(dāng)二沉池出水氨氮濃度大于二沉池出水氨氮設(shè)定濃度時(shí)，調(diào)增曝氣量，當(dāng)二沉池出水氨氮濃度小于二沉池出水氨氮設(shè)定濃度時(shí)，調(diào)減曝氣量。
7.一種污水處理廠生物脫氮控制方法，利用權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的污水處理廠生物脫氮控制裝置，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(jù)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(jù)進(jìn)水氨氮濃度、第一硝氮濃度和第二硝氮濃度獲得內(nèi)回流量；根據(jù)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）
