CN111777164A - 一种tn精准控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种TN精准控制系统，通过利用所述进水COD检测模块实时检测进水端的COD浓度，所述进水TN检测模块实时检测进水端的总氮浓度，所述出水氨氮检测模块实时检测出水端的氨氧浓度，所述第一硝态氮检测模块，实时检测缺氧池回流点的硝态氮浓度，实现进水监测和处理设施水质监测，获得能够针对AAO缺氧脱氮池进出水硝酸盐指标单一因子控制，以及实现对补充碳源投加量的精确控制的效果。

Description

一种TN精准控制系统
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及一种TN精准控制系统。
背景技术
随着经济的迅速发展以及城市化进程的加快，水体的富营养化问题日益突出，导致我国市政污水处理厂进水有机物含量一般都较低，污水进水营养比例失调。尤其南方现有典型市政污水厂的进水COD多在100mg/L左右，并且BOD低于30％，雨季可能更低，总氮值多在30mg/L左右，由于BOD低，可生化性差，如果不添加外加碳源难以达到日益严格的一级A排放标准中总氮低于15mg/L的要求(更甚目前要求的类地表四类水总氮排放要求低于10mg/L)。
目前市政污水厂中脱氮采用AAO工艺通过污水中含氮化合物在微生物的作用下，通过氨化、硝化与反硝化的三步反应，达到脱氮的目的。在有机氮化合物在氨化菌的作用下，分解转化为氨态氮，在硝化菌的作用下，氨态氮进一步分解氧化，首先利用好氧段经硝化作用，由硝化细菌和亚硝化细菌的协同作用，将氨氮通过硝化作用转化为亚硝态氮、硝态氮，在缺氧条件下通过反硝化作用将硝氮转化为氮气，溢出水面释放到大气，参与自然界氮的循环，大量减少水中含氮物质，降低出水的潜在危险性，达到从废水中脱氮的目的。
因污水管网建设不完善、分流制污水管网较少、时有工业废水进厂，地下水渗入等原因，导致水中的有机污染物浓度不高，可利用碳源更低，氮和磷的含量较高，BOD5/TN<3或BOD5/TP<20(有可能同时存在)，使得生物脱氮除磷效果不理想。对于这种情况，添加碳源是最简单有效的方法。在这样的进水条件下为了实现氮磷达标排放需要在生物池内保持一定的活性污泥中的微生物数量，对氮和磷进行降解，这就产生了较低的有机负荷-食微比F/M非常低，极低的食微比F/M会造成活性污泥老化解体，如下图所示，造成出水水质超标。因此在这样的进水环境下，需要补充一定的碳源以满足微生物的生长需求。特别是在生物池的缺氧环境下的反硝化过程中，需要一定比例的碳源来进行脱氮过程。
而目前大多的碳源投加的方式通常为经验数据加简单的人工理论计算，不能适应目前市政污水厂进水水量大及水质波动大而造成出水数据超标的问题；且目前这种恒量投加的数据来源于出水口的在线数据，使得数据反馈严重滞后，不但容易出水总氮超标，而且会由于碳源超量投加导致出水COD存在超标风险，以及增加了运行成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种TN精准控制系统，旨在解决现有技术中的针对AAO工艺缺氧脱氮池进出水硝酸盐指标单一因子控制，难以实现补充碳源投加量的精确控制的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的一种TN精准控制系统，包括控制总模块、以及与所述控制模块电性连接的进水COD检测模块、进水TN检测模块、进水流量检测模块、出水TN检测模块、出水氨氮检测模块、第一硝态氮检测模块和回流控制模块；
所述进水COD检测模块，用于实时检测进水端的COD浓度，并进行显示，同时发送至所述控制总模块进行记录；
所述进水TN检测模块，用于实时检测进水端的总氮浓度，并进行显示，同时发送至所述控制总模块进行记录；
所述进水流量检测模块，用于实时检测进水端的进水流量，并发送至所述控制总模块进行记录；
所述出水TN检测模块，用于实时检测出水端的总氮浓度，并进行显示，同时发送至所述控制总模块进行记录；
所述出水氨氮检测模块，用于实时检测出水端的氨氧浓度，并进行显示，同时发送至所述控制总模块进行记录；
所述第一硝态氮检测模块，用于实时检测缺氧池回流点的硝态氮浓度，并进行显示，同时发送至所述控制总模块进行记录；
所述回流控制模块，用于对回流点的回流量进行控制。
其中，所述TN精准控制系统还包括碳源计算模块，所述碳源计算模块与所述控制总模块电性连接，所述碳源计算模块，用于实时检测计算碳源投加量。
其中，所述TN精准控制系统还包括隔膜计量模块，所述隔膜计量模块与所述控制总模块电性连接，用于对碳源投加量的流量进行控制。
其中，所述TN精准控制系统还包括电磁流量模块，所述电磁流量模块与所述控制总模块电性连接，用于对源投加量的流量读数进行显示，同时发送至所述控制总模块进行记录。
其中，所述回流控制模块控制的回流点的回流量为进水流量的1～3倍。
其中，所述进水COD检测模块检测到的COD浓度值与所述进水TN检测模块检测到的总氮浓度值之间的比值为5～8：1。
本发明的有益效果体现在：通过利用所述进水COD检测模块实时检测进水端的COD浓度，所述进水TN检测模块实时检测进水端的总氮浓度，所述出水氨氮检测模块实时检测出水端的氨氧浓度，所述第一硝态氮检测模块，实时检测缺氧池回流点的硝态氮浓度，实现进水监测和处理设施水质监测，获得能够针对AAO缺氧脱氮池进出水硝酸盐指标单一因子控制，以及实现对补充碳源投加量的精确控制的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的TN精准控制系统的模块之间的连接图。
1-控制总模块、2-进水COD检测模块、3-进水TN检测模块、4-进水流量检测模块、5-出水TN检测模块、6-出水氨氮检测模块、7-第一硝态氮检测模块、8-回流控制模块、9-碳源计算模块、10-隔膜计量模块、11-电磁流量模块、12-第一泄漏检测模块、13-第二泄漏检测模块、14-第二硝态氮检测模块。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1，本发明提供了一种技术方案：一种TN精准控制系统，包括控制总模块1、以及与所述控制模块电性连接的进水COD检测模块2、进水TN检测模块3、进水流量检测模块4、出水TN检测模块5、出水氨氮检测模块6、第一硝态氮检测模块7和回流控制模块8；
所述进水COD检测模块2，用于实时检测进水端的COD浓度，并进行显示，同时发送至所述控制总模块1进行记录；
所述进水TN检测模块3，用于实时检测进水端的总氮浓度，并进行显示，同时发送至所述控制总模块1进行记录；
所述进水流量检测模块4，用于实时检测进水端的进水流量，并发送至所述控制总模块1进行记录；
所述出水TN检测模块5，用于实时检测出水端的总氮浓度，并进行显示，同时发送至所述控制总模块1进行记录；
所述出水氨氮检测模块6，用于实时检测出水端的氨氧浓度，并进行显示，同时发送至所述控制总模块1进行记录；
所述第一硝态氮检测模块7，用于实时检测缺氧池回流点的硝态氮浓度，并进行显示，同时发送至所述控制总模块1进行记录；
所述回流控制模块8，用于对回流点的回流量进行控制。
所述TN精准控制系统还包括碳源计算模块9，所述碳源计算模块9与所述控制总模块1电性连接，所述碳源计算模块9，用于实时检测计算碳源投加量。
所述TN精准控制系统还包括隔膜计量模块10，所述隔膜计量模块10与所述控制总模块1电性连接，用于对碳源投加量的流量进行控制。
所述TN精准控制系统还包括电磁流量模块11，所述电磁流量模块11与所述控制总模块1电性连接，用于对源投加量的流量读数进行显示，同时发送至所述控制总模块1进行记录。
所述回流控制模块8控制的回流点的回流量为进水流量的1～3倍。
所述进水COD检测模块2检测到的COD浓度值与所述进水TN检测模块3检测到的总氮浓度值之间的比值为5～8：1。
所述TN精准控制系统还包括第一泄漏检测模块12，所述第一泄漏检测模块12与所述控制总模块1电性连接，用于检测进水端的端口是否存在水流泄漏。
所述TN精准控制系统还包括第二泄漏检测模块13，所述第二泄漏检测模块13与所述控制总模块1电性连接，用于检测出水端的端口是否存在水流泄漏。
所述TN精准控制系统还包括第二硝态氮检测模块14，用于实时检测好氧池末端的硝态氮浓度，并进行显示，同时发送至所述控制总模块1进行记录。
在本实施方式中，所述控制总模块1采用STM8S005K6T6C单片机，所述进水COD检测模块2采用WS-05进水COD检测仪，所述进水TN检测模块3采用JH-TNZ201进水总氮仪显示器，所述进水流量检测模块4采用MIK-ZP水流量检测仪器，所述出水TN检测模块5采用DT-601D出水总氮仪显示器，所述出水氨氮检测模块6采用SINOEPA2000NH3-N出水氨氮仪显示器，所述第一硝态氮检测模块7采用YSI6820V2/6920V2型硝态氮检测仪，所述第二硝态氮检测模块14采用LB-CNPT硝态氮检测仪。所述回流控制模块8为回流泵，所述第一泄漏检测模块12采用CJ/T 525-2018漏水检测仪，所述第二泄漏检测模块13采用SFJT2000漏水检测仪，所述隔膜计量模块10为隔膜计量泵，所述电磁流量模块11为电磁流量计。
通过采用AAO工艺流程：厌氧池、缺氧池以及好氧池，进行污水处理，利用所述进水COD检测模块2、所述进水TN检测模块3和所述进水流量检测模块4配合在进水端检测数据，所述出水TN检测模块5和所述出水氨氮检测模块6在出水端检测数据，所述第一硝态氮检测仪设置在缺氧池回流点，所述第二硝态氮检测仪设置在好氧池末端，所述隔膜计量模块10和所述电磁流量模块11设置在碳源加药点。
通过所述进水COD检测模块2及所述进水TN检测模块3检测到的读数，判断所述进水COD检测模块2与所述进水TN检测模块3的的比值，建议所述回流控制模块8可进行变频及流量控制，所述进水COD检测模块2检测到的COD浓度值与所述进水TN检测模块3检测到的总氮浓度值之间的比值为6:1。
碳源若充足：根据所述进水COD检测模块2，所述进水TN检测模块3，所述进水流量检测模块4检测到的读数，控制所述回流控制模块8变频控制流量(控制为2倍的进水流量)；同时，根据缺氧池上的所述第一硝态氮检测模块7检测到的硝态氮数值反馈判断缺氧池硝态氮限定值(该限定值为缺氧池的最大硝酸盐的含量)，若读数超出限定值，所述控制总模块1通过自动计算，按计算结果指示变频控制器提高所述回流控制模块8的流量；
若低于或等于限定值，所述控制总模块1通过所述第二硝态氮检测模块14、所述出水TN检测模块5和所述出水氨氮检测模块6采集好氧池硝态氮数值以及出水总氮数值、出水氨氮数值，并计算出水渠的所述出水TN检测模块5与所述出水氨氮检测模块6读数的差值，判断并比较好氧池所述第二硝态氮检测模块14的读数和上述差值(出水总氮-出水氨氮)，若前者大于后者，所述控制总模块1指示所述回流控制模块8按当前工况运行；若前者小于后者，所述控制总模块1根据自动计算值，指示所述回流控制模块8提高内回流量。
若碳源存在不足，所述回流控制模块8根据所述进水COD检测模块2、所述进水TN检测模块3、所述进水检测流量，通过自动计算预设系统回流量，并指示内所述回流控制模块8的变频控制器按预设流量执行工作。所述控制总模块1自动计算预设碳源投加量，并指示所述隔膜计量模块10按预设投加量流量的执行工作。所述控制总模块1通过读取缺氧池上的缺氧池硝酸盐反馈的读数并判断该读数是否大于缺氧池所述第一硝态氮检测模块7限定值，若判断缺氧池硝酸盐仪数大于缺氧池硝酸盐仪限值，所述控制总模块1自动计算，指示所述控制回流模块内的变频控制器提高内回流流量，所述控制总模块1继续读取缺氧池所述第一硝态氮检测模块7显示储存的数据后并与缺氧池硝态氮限定值比较，若仍大于限值，所述控制总模块1自动计算，指示所述隔膜计量模块10增加计算流量。
若缺氧池的所述第一硝态氮检测模块7显示读数已接近或小于限定值，所述控制总模块1继续通过采集好氧池硝态氮数据、出水总氮数据、出水氨氮数据，比较好氧池硝态氮数据与出水读数差值(差值为出水总氮与出水氨氮的差值)，若前者大于后者，控制系统根据自动计算，指示所述隔膜计量模块10降低流量，并指示变频控制器控制内回流泵微微降低回流量；若前者小于后者，所述控制总模块1自动计算，指示变频控制器提高内回流量，指示所述隔膜计量模块10逐级微调提高流量，并读取所述电磁流量模块11上的读数。另外所述第一泄漏检测模块12能够实时检测进水端的端口是否存在水流泄漏，避免由于该进水端的端口的泄漏而造成所述进水COD检测模块2、所述进水TN检测模块3以及所述进水流量检测模块4的检测结果不准确，从而影响后续碳源的投放量；另外所述第二泄漏检测模块13能够实时检测出水端的端口是否存在水流泄漏，避免由于该出水端的端口的泄漏而造成所述出水COD检测模块、所述出水TN检测模块5以及所述回流控制模块8的检测结果不准确，从而影响后续碳源的投放量。
本发明通过进水池水质监测、处理设施水质监测；解决了在目前针对AAO缺氧脱氮池进出水硝酸盐指标单一因子控制，难以实现补充碳源投加量的精确控制的问题，此外本发明通过将出水渠的所述出水TN检测模块5、所述出水氨氮检测模块6联动，在保障污水厂出水总氮指标稳定达标的前提下，该系统实现了碳源投加量及硝化液回流量协同精确控制，有效提升处理效率和降低系统碳源投加量。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种TN精准控制系统，其特征在于，
包括控制总模块、以及与所述控制模块电性连接的进水COD检测模块、进水TN检测模块、进水流量检测模块、出水TN检测模块、出水氨氮检测模块、第一硝态氮检测模块和回流控制模块；
所述进水COD检测模块，用于实时检测进水端的COD浓度，并进行显示，同时发送至所述控制总模块进行记录；
所述进水TN检测模块，用于实时检测进水端的总氮浓度，并进行显示，同时发送至所述控制总模块进行记录；
所述进水流量检测模块，用于实时检测进水端的进水流量，并发送至所述控制总模块进行记录；
所述出水TN检测模块，用于实时检测出水端的总氮浓度，并进行显示，同时发送至所述控制总模块进行记录；
所述出水氨氮检测模块，用于实时检测出水端的氨氧浓度，并进行显示，同时发送至所述控制总模块进行记录；
所述第一硝态氮检测模块，用于实时检测缺氧池回流点的硝态氮浓度，并进行显示，同时发送至所述控制总模块进行记录；
所述回流控制模块，用于对回流点的回流量进行控制。
2.如权利要求1所述的TN精准控制系统，其特征在于，
所述TN精准控制系统还包括碳源计算模块，所述碳源计算模块与所述控制总模块电性连接，所述碳源计算模块，用于实时检测计算碳源投加量。
3.如权利要求1所述的TN精准控制系统，其特征在于，
所述TN精准控制系统还包括隔膜计量模块，所述隔膜计量模块与所述控制总模块电性连接，用于对碳源投加量的流量进行控制。
4.如权利要求1所述的TN精准控制系统，其特征在于，
所述TN精准控制系统还包括电磁流量模块，所述电磁流量模块与所述控制总模块电性连接，用于对源投加量的流量读数进行显示，同时发送至所述控制总模块进行记录。
5.如权利要求1所述的TN精准控制系统，其特征在于，
所述回流控制模块控制的回流点的回流量为进水流量的1～3倍。
6.如权利要求1所述的TN精准控制系统，其特征在于，
所述进水COD检测模块检测到的COD浓度值与所述进水TN检测模块检测到的总氮浓度值之间的比值为5～8：1。
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