CN110683642A - 一种基于自动控制的生物脱氮方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于自动控制的生物脱氮方法，属于污水处理技术领域。本发明包括以下步骤：步骤一：安装基础仪表；步骤二：测定BOD5与COD比值；步骤三：计算进水在线监测点到生物池入口处的水力停留时间HRT；步骤四：给定目标硝态氮值，定时采集仪表数据，根据COD的值和B/C比计算出当前的进水BOD5的值，计算应加入的BOD5值；步骤五：按使用碳源种类进行转化；步骤六：若BOD5<4.5倍的TN，则在水力停留时间HRT后开始执行加药；步骤七：同时在好氧池通过精确曝气系统将末端溶解氧控制在2mg/L。本发明通过溶解氧精确控制和碳源精准投加来稳定去除TN，有效达到节能降耗的目的，满足TN的排放要求，减小污水处理压力，使其更加高效节能的稳定运行。

Description

一种基于自动控制的生物脱氮方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，更具体地说，涉及一种基于自动控制的生物脱氮方法。
背景技术
目前随着各地的经济水平提高，环境压力增大，排放标准提高及环保执法力度加大等原因，特别是TN、TP的排放要求，同时还需面临企业增效，向节能降耗等方向发展的社会节能减排目标，使得污水处理厂面临的达标排放压力大增。因此如何更高效节能的稳定运行是污水处理厂急需解决的问题。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
针对现有技术存在的缺陷与不足，本发明提供了一种基于自动控制的生物脱氮方法，本发明从生物脱氮的角度，提出了一种自动控制脱氮影响因素以保证TN达标的方法，通过溶解氧精确控制和碳源精准投加来稳定去除TN，有效达到节能降耗的目的，满足TN的排放要求，减小污水处理压力，使其更加高效节能的稳定运行。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的一种基于自动控制的生物脱氮方法，其步骤为：
步骤一：安装基础仪表，硝态氮在线仪表安装在好氧池末端与缺氧池的回流段；
步骤二：测定BOD5与COD比值；
步骤三：从工艺设计图中计算进水在线监测点到生物池入口处的水力停留时间HRT；
步骤四：给定目标硝态氮值，定时采集仪表数据，根据COD的值和B/C比计算出当前的进水BOD5的值，根据去除1mg/L的TN，需要消耗4.5mg/L的BOD5，计算应加入的BOD5值；
步骤五：按使用碳源种类进行转化；
步骤六：若BOD5<4.5倍的TN，则在水力停留时间HRT后开始执行加药，若BOD5≥4.5倍的TN且硝态氮低于目标值则停止加药；
步骤七：同时在好氧池通过精确曝气系统将末端溶解氧控制在2mg/L。
进一步地，所述的步骤二：B/C比值在一段时间内恒定，通过在线COD*B/C推算出BOD5。
进一步地，所述的步骤五：若投加NaAC，1.28125mg/L的NaAC折合1mg/L的BOD5，若投加HAC(乙酸)，则0.9375mg/L的HAC折合1mg/L的BOD5，若投加CH3OH，则0.6667mg/L的CH3OH折合1mg/L的BOD5，若投加C6H12O6(葡萄糖)，则0.9375mg/L的C6H12O6折合1mg/L的BOD5。
进一步地，所述的步骤六：在加药的过程中，根据硝态氮的值使用PID算法调节加药泵的流速，使硝态氮保持稳定。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明从生物脱氮的角度，提出了一种自动控制脱氮影响因素以保证TN达标的方法，通过溶解氧精确控制和碳源精准投加来稳定去除TN，有效达到节能降耗的目的，满足TN的排放要求，减小污水处理压力，使其更加高效节能的稳定运行。
附图说明
图1为本发明的系统框图；
图2为本发明的工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述：
实施例1
从图1-2可以看出，本实施例的一种基于自动控制的生物脱氮方法，其步骤为：
步骤一：安装基础仪表，硝态氮在线仪表安装在好氧池末端与缺氧池的回流段，基础仪表包括COD在线仪表、水量在线仪表、TN在线仪表、硝态氮在线仪表、变频加药泵和加药液位计、好氧池溶解氧在线仪表、变频风机、电动调节阀、风量在线仪表；
步骤二：测定BOD5与COD比值，B/C比值在一段时间内恒定，通过在线COD*B/C推算出BOD5；
步骤三：从工艺设计图中计算进水在线监测点到生物池入口处的水力停留时间HRT；
步骤四：给定目标硝态氮值，定时采集仪表数据，根据COD的值和B/C比计算出当前的进水BOD5的值，根据去除1mg/L的TN，需要消耗4.5mg/L的BOD5，计算应加入的BOD5值；
步骤五：按使用碳源种类进行转化，若投加NaAC，1.28125mg/L的NaAC折合1mg/L的BOD5，若投加HAC(乙酸)，则0.9375mg/L的HAC折合1mg/L的BOD5，若投加CH3OH，则0.6667mg/L的CH3OH折合1mg/L的BOD5，若投加C6H12O6(葡萄糖)，则0.9375mg/L的C6H12O6折合1mg/L的BOD5；
步骤六：若BOD5<4.5倍的TN，则在水力停留时间HRT后开始执行加药，在加药的过程中，根据硝态氮的值使用PID算法调节加药泵的流速，使硝态氮保持稳定，若BOD5≥4.5倍的TN且硝态氮低于目标值则停止加药；
步骤七：同时在好氧池通过精确曝气系统将末端溶解氧控制在2mg/L。
影响生物脱氮硝化作用的最大因素是溶解氧，必须保证好氧池中的溶解氧平均值为2.0mg/L左右才能使硝化作用顺利进行，将NH4+-N基本去除，但末端溶解氧不能过高，不然回流以后会影响缺氧池的氧气环境，遏制反硝化作用，因此需要通过精确曝气系统恒定控制末端溶解氧在2mg/L；影响生物脱氮反硝化作用的最大因素是碳源，必须保证有充足的碳源提供给反硝化细菌才可取得较好的脱氮效果，一般认为依靠生物脱氮去除1mg/L的TN(总氮)需要4.5mg/L的BOD5，如果进水BOD5达不到脱氮要求，就需要外加碳源，此时就需要碳源精准投加系统。
生物脱氮需要经过好氧硝化与缺氧反硝化2个步骤完成。
在好氧环境下首先通过氨氧化细菌将NH4+-N(氨氮)氧化为NO2--N(亚硝酸盐氮)，再通过硝化细菌将NO2--N氧化为NO3--N(硝酸盐氮)，发生硝化反应时细菌分别从氧化NH4+-N和NO2--N的过程中获得能量，碳源来自无机碳化合物，如CO3 2-(碳酸根离子)、HCO3-(碳酸氢根离子)、CO2(二氧化碳)等，在此反应中O2做为电子受体。
在缺氧条件下通过反硝化细菌首先将NO3--N还原为NO2--N，再将NO2--N还原为N2(氮气)从水中逸出，反硝化细菌为异养型细菌，需要吸收水中有机物作为碳源同时作为电子供体，NO3--N与NO2--N作为电子受体。
根据生物脱氮机理，生物脱氮需要经历以下2个阶段条件：
(1)有足够碱度存在好氧条件；
(2)有足够BOD(生化需氧量)存在的缺氧条件。
以上2个阶段条件缺一不可，任何一点不满足都无法实施生物脱氮。
本发明从生物脱氮的角度，提出了一种自动控制脱氮影响因素以保证TN达标的方法，通过溶解氧精确控制和碳源精准投加来稳定去除TN，有效达到节能降耗的目的，满足TN的排放要求，减小污水处理压力，使其更加高效节能的稳定运行。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于自动控制的生物脱氮方法，其特征在于：其步骤为：
步骤一：安装基础仪表，硝态氮在线仪表安装在好氧池末端与缺氧池的回流段；
步骤二：测定BOD5与COD比值；
步骤三：从工艺设计图中计算进水在线监测点到生物池入口处的水力停留时间HRT；
步骤四：给定目标硝态氮值，定时采集仪表数据，根据COD的值和B/C比计算出当前的进水BOD5的值，根据去除1mg/L的TN，需要消耗4.5mg/L的BOD5，计算应加入的BOD5值；
步骤五：按使用碳源种类进行转化；
步骤六：若BOD5<4.5倍的TN，则在水力停留时间HRT后开始执行加药，若BOD5≥4.5倍的TN且硝态氮低于目标值则停止加药；
步骤七：同时在好氧池通过精确曝气系统将末端溶解氧控制在2mg/L。
2.根据权利要求1所述的一种基于自动控制的生物脱氮方法，其特征在于：所述的步骤二：B/C比值在一段时间内恒定，通过在线COD*B/C推算出BOD5。
3.根据权利要求1所述的一种基于自动控制的生物脱氮方法，其特征在于：所述的步骤五：若投加NaAC，1.28125mg/L的NaAC折合1mg/L的BOD5，若投加HAC(乙酸)，则0.9375mg/L的HAC折合1mg/L的BOD5，若投加CH3OH，则0.6667mg/L的CH3OH折合1mg/L的BOD5，若投加C6H12O6(葡萄糖)，则0.9375mg/L的C6H12O6折合1mg/L的BOD5。
4.根据权利要求1所述的一种基于自动控制的生物脱氮方法，其特征在于：所述的步骤六：在加药的过程中，根据硝态氮的值使用PID算法调节加药泵的流速，使硝态氮保持稳定。
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