CN105060480B - Asbr液位控制系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
ASBR液位控制系统及控制方法，系统包括原水池以及与原水池相连通的反应罐，在反应罐内安装有排水管，排水管的另一端安装有排水阀并与出水收集槽相连，在排水阀前端的排水管上还连接有与原水池相连通的虹吸/溢流管，虹吸/溢流管最高水平位与反应罐进水控制水位相同，反应罐上端为气室，气室的出口通过排气管、安装在排气管上的排气阀、气体净化系统与储气罐相连，气室的入口通过进气管、安装在进气管上的减压阀与储气罐相连，且易于实现自动控制；本发明的控制方法，使ASBR有效实现污泥不流失，厌氧活性污泥的快速积累，颗粒污泥快速形成，大大缩短反应器启动时间，维持较高的容积负荷。
Description
技术领域
本发明属于ASBR的过程控制，尤其是ASBR进水液位、排水及排渣液位控制系统及使用方法。
背景技术
高浓度有机废水厌氧处理时，在其它因素确定的情况下，有效控制污泥的不流失是实现厌氧活性污泥的快速积累并维持尽可能高浓度的关键，亦即高浓度有机废水厌氧处理效率高的关键。ASBR(Anaerobic Squencing Batch Reactor)简称序批式厌氧反应器，即采用“进水/反应/排水”运行模式。1)进水：时间10～30min，短时间大流量进水保证泥水混合均匀，不会出现短流区。这对启动初期进水COD浓度不高，产气量不大的情况下如何防止短流区的形成有着特别的意义。2)反应：进水完成后厌氧反应的产气特征，首先是缓慢产气；接着便是反应陡然剧烈，产气量剧增，反应器内呈“沸腾”状(由于大量产气的搅动)，泥水混合效果特别好且持续一段时间(这种剧烈的产气状态也是颗粒污泥的形成关键)；随后产气量逐渐减小，活性污泥开始沉淀，逐渐形成“沉淀层/清水层/液面浮泥”，直至产气几乎停止，同时沉淀结束，污泥层与清水层界面清晰。3)排水：排水是指将清水层排掉，控制液面的浮泥不被排出，尤其是在启动阶段，更应如此。以淀粉废水处理为例，液面的浮泥主要是絮状活性污泥，其孔隙率高、比表面积大，粘附着微小气泡。液面漂浮的絮状活性污泥需要扰动方能脱气沉淀，这得依赖于下一轮次的“进水/反应/沉淀”过程。因此，在启动阶段不将液面漂浮的絮状污泥排出是促进反应器内活性污泥积累的关键。而UASB、IC反应器，EGSB以及ABR等工艺由于连续式运行，污泥流失是不可避免的，启动时间较长也是自然而然的。有资料报道，实际运行着的UASB由于污泥流失严重，导致反应器中厌氧活性污泥逐渐减少，容积负荷变小，处理效率降低的情况时有发生。
ASBR结构简单，高径比无特殊要求；对温度与进水浓度变化的适应性强；有效控制可使污泥不流失，实现厌氧活性污泥的积累快速，缩短启动时间短；同时促进颗粒污泥快速形成。可以预期，ASBR工艺将成为高浓度有机废水厌氧处理的主流工艺。
然而，目前国内ASBR工艺尚无工程化的案例，有关ASBR工艺过程的控制系统及控制模式(进水/反应/排水)国内外显见报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种实现有效的液位控制，使污泥不流失、厌氧活性污泥的积累快速、反应器启动时间短，容积负荷高的ASBR液位控制系统及使用方法。
为达此目的，本发明的技术方案是：
本发明的控制系统包括原水池以及与原水池相连通的反应罐，在反应罐内安装有排水管，排水管位于反应罐内的一端连接有滗水管，排水管的另一端安装有排水阀并与出水收集槽相连，在排水阀前端的排水管上还连接有与原水池相连通的虹吸/溢流管，虹吸/溢流管最高水平位与反应罐进水控制水位相同，反应罐上端为气室，气室的出口通过排气管、安装在排气管上的排气阀、气体净化系统与储气罐相连，气室的入口通过进气管、安装在进气管上的减压阀与储气罐相连。
所述的原水池与反应罐相连通的管路上还安装有进水泵。
所述的进水泵与虹吸/溢流管连锁控制。
所述的减压阀与气室连锁调节气室入口压力。
所述的虹吸/溢流管上安装有虹吸阀。
所述的排水管连锁控制减压阀的关闭。
所述的滗水管为圆形或方形环管，滗水管安装于反应罐内正中有效水深1/2-1/3位置，排水管水平轴线与滗水管平面垂直距离为50mm-100mm。
所述的反应罐下端还安装有与原水池管道出口相对应的反射锥。
本发明ASBR液位控制方法是：
1)进水：首先排气阀、虹吸阀处于开启状态，排水阀、减压阀处于关闭状态，当进水液位达到反应罐内最高水位时，废水通过虹吸/溢流管返回原水池，虹吸/溢流管感应器给出信号，进水泵即停止进水，进水完毕，厌氧反应开始，所产生的气体通过排气管，经过气体净化系统之后加压送入储气罐储存；
2)排水：关闭出气阀，打开排水阀及减压阀，开始排水，气室感应器给出信号，减压阀调节出口压力使气室压力与反应罐外大气压力相等，直至液面下降至排水管水平位，真空系统破坏，排水停止；当排水管不再有废水排出时，排水管感应器给出信号，连锁控制的减压阀自动关闭，液面污泥被截留在罐内；
3)排渣：将虹吸阀、出气阀关闭，打开排水阀及减压阀，反应罐内水位下降至滗水管的管底位置，液面浮渣自动排出，当排水管不再有废水及浮渣排除时，排水管感应器给出信号，连锁控制的减压阀自动关闭，一次排渣完毕。
若一次性排渣不理想，可连续多次排渣。
本发明易于实现自动控制。此控制系统及相应的控制方法，ASBR有效实现污泥不流失，厌氧活性污泥的快速积累，颗粒污泥快速形成，大大缩短反应器启动时间，维持较高的容积负荷。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
图中标号与对应元件关系如下：
1—原水池；2—进水泵；3—虹吸/溢流管；4—虹吸阀；5—滗水管；6—排水管；7—排水阀；8—排气管；9—排气阀；10—减压阀；11—进气管；12—储气罐；13—反应罐；14—气室；15—出水收集槽；16—气体净化系统；17—反射锥。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的液位控制系统及控制方法做详细说明。
如图1所示，本发明的控制系统包括原水池1以及通过进水泵2与原水池1相连通的反应罐13，反应罐13下端还安装有与原水池1管道出口相对应的反射锥17，在反应罐13内安装有排水管6，反应罐13内安装有与排水管6相连的滗水管5，滗水管5为圆形或方形环管，滗水管5安装于反应罐13内正中有效水深1/2-1/3位置，排水管6水平轴线与滗水管5平面垂直距离为50mm-100mm，排水管6的另一端安装有排水阀7并与出水收集槽15相连，在排水阀7前端的排水管6上还连接有与原水池1相连通的带有虹吸阀4的虹吸/溢流管3，虹吸/溢流管3最高水平位与反应罐13进水控制水位相同，且进水泵2与虹吸/溢流管3连锁控制，反应罐13上端为气室14，气室14的出口通过排气管8、安装在排气管8上的排气阀9、气体净化系统16与储气罐12相连，气室的入口通过进气管11、安装在进气管11上的减压阀10与储气罐12相连，所述的减压阀10与气室14连锁调节气室14入口压力，且排水管6连锁控制减压阀10的关闭。
ASBR液位控制方法是：
1)进水：首先排气阀9、虹吸阀4处于开启状态，排水阀7、减压阀10处于关闭状态，当进水液位达到反应罐13内最高水位时，废水通过虹吸/溢流管3返回原水池1，虹吸/溢流管3感应器给出信号，进水泵2即停止进水，进水完毕，厌氧反应开始，所产生的气体通过排气管8，经过气体净化系统16之后加压送入储气罐12储存；
2)排水：关闭出气阀9，打开排水阀7及减压阀10，开始排水，气室14感应器给出信号，减压阀10调节出口压力使气室14压力与反应罐13外大气压力相等，直至液面下降至排水管6水平位，真空系统破坏，排水停止；当排水管6不再有废水排出时，排水管6感应器给出信号，连锁控制的减压阀10自动关闭，液面污泥被截留在罐内；
3)排渣：将虹吸阀4、出气阀9关闭，打开排水阀7及减压阀10，反应罐13内水位下降至滗水管5的管底位置，液面浮渣自动排出，当排水管6不再有废水及浮渣排除时，排水管6感应器给出信号，连锁控制的减压阀10自动关闭，一次排渣完毕。若一次性排渣不理想，可连续多次排渣。
以下是本发明的一个实例：反应器有效容积0.5m3，厌氧反应温度35℃，淀粉废水水样，城市污水处理厂二沉池污泥为接种污泥，逐步提高负荷。从启动开始60d时进水COD浓度8000mg/L，进水时间10-30min，进水量为总体积的1/2，反应过程无搅拌，水力停留时间12h，出水COD500mg/L，污泥几乎全部颗粒化，平均粒径2-3mm。
Claims (9)
1.ASBR液位控制系统，其特征在于：包括原水池(1)以及与原水池(1)相连通的反应罐(13)，在反应罐(13)内安装有排水管(6)，排水管(6)位于反应罐(13)内的一端连接有滗水管(5)，排水管(6)的另一端安装有排水阀(7)并与出水收集槽(15)相连，在排水阀(7)前端的排水管(6)上还连接有与原水池相连通的虹吸/溢流管(3)，虹吸/溢流管(3)最高水平位与反应罐(13)进水控制水位相同，反应罐(13)上端为气室(14)，气室(14)的出口通过排气管(8)、安装在排气管(8)上的排气阀(9)、气体净化系统(16)与储气罐(12)相连，气室(14)的入口通过进气管(11)、安装在进气管(11)上的减压阀(10)与储气罐(12)相连。
2.根据权利要求1所述的ASBR液位控制系统，其特征在于：所述的原水池(1)与反应罐(13)相连通的管路上还安装有进水泵(2)。
3.根据权利要求2所述的ASBR液位控制系统，其特征在于：所述的进水泵(2)与虹吸/溢流管(3)连锁控制。
4.根据权利要求1所述的ASBR液位控制系统，其特征在于：所述的减压阀(10)与气室(14)连锁调节气室(14)入口压力。
5.根据权利要求1所述的ASBR液位控制系统，其特征在于：所述的虹吸/溢流管(3)上安装有虹吸阀(4)。
6.根据权利要求1所述的ASBR液位控制系统，其特征在于：所述的排水管(6)连锁控制减压阀(10)的关闭。
7.根据权利要求1所述的ASBR液位控制系统，其特征在于：所述的滗水管(5)为圆形或方形环管，滗水管(5)安装于反应罐(13)内正中有效水深1/2-1/3位置，排水管(6)水平轴线与滗水管(5)平面垂直距离为50mm-100mm。
8.根据权利要求1所述的ASBR液位控制系统，其特征在于：所述的反应罐(13)下端还安装有与原水池(1)管道出口相对应的反射锥(17)。
9.一种根据权利要求1所述的ASBR液位控制系统的控制方法，其特征在于：
1)进水：首先排气阀(9)、虹吸阀(4)处于开启状态，排水阀(7)、减压阀(10)处于关闭状态，当进水液位达到反应罐(13)内最高水位时，废水通过虹吸/溢流管(3)返回原水池(1)，虹吸/溢流管(3)感应器给出信号，进水泵(2)即停止进水，进水完毕，厌氧反应开始，所产生的气体通过排气管(8)，经过气体净化系统(16)之后加压送入储气罐(12)储存；
2)排水：关闭排气阀(9)，打开排水阀(7)及减压阀(10)，开始排水，气室(14)感应器给出信号，减压阀(10)调节出口压力使气室(14)压力与反应罐(13)外大气压力相等，直至液面下降至排水管(6)水平位，真空系统破坏，排水停止；当排水管(6)不再有废水排出时，排水管(6)感应器给出信号，连锁控制的减压阀(10)自动关闭，液面污泥被截留在罐内；
3)排渣：将虹吸阀(4)、排气阀(9)关闭，打开排水阀(7)及减压阀(10)，反应罐(13)内水位下降至滗水管(5)的管底位置，液面浮渣自动排出，当排水管(6)不再有废水及浮渣排除时，排水管(6)感应器给出信号，连锁控制的减压阀(10)自动关闭，一次排渣完毕。
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