CN115321683B - 污泥双回流aoa工艺的可切换区与污泥回流控制系统与方法 - Google Patents
污泥双回流aoa工艺的可切换区与污泥回流控制系统与方法 Download PDFInfo
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Abstract
污泥双回流AOA工艺的可切换区与污泥回流控制系统与方法，属于污水处理与资源化领域，处理低C/N生活污水实现深度脱氮。对运行控制策略的总结，完善了该工艺实现稳定脱氮除磷的控制系统与方法：设置同时含有曝气和搅拌装置的可切换区，灵活调整厌氧，好氧，缺氧区的比例。构建通过在线监测仪器数据采集，PLC程序设置发出指令，风机调节的控制回路。在实际水质波动和季节性温度变化等情况下，确保了处理效果，并且通过污泥双回流AOA工艺的可切换区与污泥回流控制系统与方法实现机旁控制，远程控制，节省污水处理厂运行的人工费，同时能够精确的控制曝气能够减少碳源浪费以及节省曝气能耗。
Description
技术领域
本发明属于城市污水处理与再生领域，具体涉及污泥双回流AOA工艺的可切换区与污泥回流控制系统与方法。
背景技术
由于化肥的适应与工业发展的影响，越来越多氮、磷进入环境，成为一大环境污染问题。其进入造成的水生态中，造成水体富营养化的现象已经严重影响到人们的生活。日益严格的污水处理厂质量标准，尤其是对氮、磷指标，能够有效地减少水体中的氮、磷浓度，但满足严格的标准是污水处理厂面临的主要挑战。
AOA工艺有利于低C/N城市污水深度脱氮。其COD大部分在的前置厌氧区通过内碳源贮存去除，减少了通过好氧曝气去除的COD，可以同时节约曝气能耗和节省碳源。此外，后置反硝化工艺，处理效果不受限与内回流比，理论上碳源充足的情况下能够实现完全的脱氮，因此AOA工艺出水总氮浓度低。该工艺的优势明显，并且已在实验室，中试和全规模运行下得到证明。但由于新工艺的提出，运营人员对该工艺如何调控，如何确保出水效果的同时实现节能降耗，仍需要指导。随着智能水务的提出，通过在线监测仪器采集数据，PCL控制器设定程序，实现对污水处理厂设备的调节已成为可能。然而，在控制系统中，PCL程序的设定的指导十分重要，指导着什么时候进行怎样的调节。因此本发明在结合多个AOA系统运行的经验基础上得出系统调节的方法，对指导AOA系统运行，实现智能控制有着重要意义。
发明内容
本发明的目的在于为污泥双回流AOA工艺提供一种通过可切换区和污泥回流的控制系统与方法。该系统包括，可切换区调节和污泥回流调节两个部分。可切换区设置在厌氧末，好氧末以及缺氧末，通过可切换区的调节实现对厌氧，好氧，缺氧区体积，即停留时间的灵活调控。由于污水处理厂的原水水质波动以及季节性温度，可灵活调控不同区域的停留时间能够保证处理效果的同时，还可以尽可能的减少曝气的能耗，同时减少过曝气消耗的碳源，有利于节能降耗和高效去除。同样的通过对进水流量的实时监测，精确调控污泥回流量，确保污泥回流比的恒定，以及通过出水效果设置不同的污泥回流比，能够提升处理效果，有利于节能降耗。
本实施例提供了污泥双回流AOA工艺的可切换区与污泥回流控制系统与方法，其特征在于，污水通过进水流量监测仪(3.1)进入AOA生化池(1)，依次经过通过由导流管相连接的厌氧区，第一可切换区，好氧区，第二可切换区，缺氧区，第三可切换区，随后进入二沉池(2)，最终出水；厌氧区设有厌氧区水质在线监测仪(1.1)和搅拌机；第一可切换区设有第一切换区溶解氧在线监测仪(2.1)，搅拌机和第一可切换区风机(5.1)；好氧区设有好氧区水质在线监测仪(1.2)，好氧区溶解氧在线监测仪(2.2)和好氧区风机(5.2)；第二可切换区设有第二切换区溶解氧在线监测仪(2.3)，搅拌机和第二可切换区风机(5.3)；缺氧区设有搅拌机；第三可切换区设有第三可切换区设有第三切换区溶解氧在线监测仪(2.4)，搅拌机和第三可切换区风机(5.4)；二沉池设有出水水质在线监测仪(1.3)以及两段污泥回流，分别为与至厌氧区污泥回流量监测仪(3.2)，至厌氧区污泥回流管调节阀(4.1)和至厌氧区污泥回流泵(6.1)连接的第一污泥回流，和与至缺氧区污泥回流量监测仪(3.3)，至缺氧区污泥回流管调节阀(4.2)和至缺氧区污泥回流泵(6.2)连接的第二污泥回流；
基于上述装置联合PCL控制器(3)和电脑(4)通讯连接，分别形成4套控制系统，分别为：第一可切换区曝气控制系统，第二可切换区曝气控制系统，第三可切换区曝气控制系统和污泥回流系统；
第一可切换区曝气控制系统为厌氧区水质在线监测仪(1.1)，第一切换区风机(5.1)，第一切换区溶解氧在线监测仪(2.1)与PLC控制器通信连接；第二可切换区曝气控制系统为好氧区水质在线监测仪(1.2)，好氧区风机(5.2)，第二切换区溶解氧在线监测仪(2.2)与PLC控制器通信连接；第三可切换区曝气控制系统为出水水质在线监测仪(1.3)，第三切换区风机(5.4)和第三切换区溶解氧在线监测仪(2.4)与PLC控制器通信连接；所述的风机设置为变频风机或含曝气气量调节阀的定频风机；污泥回流系统为进水流量监测仪(3.1)，至厌氧区污泥回流量监测仪(3.2)，至缺氧区污泥回流量监测仪(3.3)，至厌氧区污泥回流管调节阀(4.1)，至缺氧区污泥回流管调节阀(4.2)和出水水质在线监测仪(1.3)与PLC控制器通信连接；
在本申请的一种实施例中，每10分钟厌氧区水质在线监测仪读取COD浓度数据，传输至PLC控制系统，当COD浓度小于等于80mg/L，则第一切换区风机处于关闭状态；当COD浓度大于80mg/L，则第一切换区风机处于开启状态；风机开启时，通过控制风机使得溶解氧在线监测仪读数在1-2mg/L
在本申请的一种实施例中，每10分钟好氧区水质在线监测仪读取氨氮浓度数据，传输至PLC控制系统，当氨氮浓度小于等于5mg/L，则第二切换区风机处于关闭状态；当氨氮浓度大于5mg/L，则第二切换区风机处于开启状态；风机开启时，通过控制风机使得溶解氧在线监测仪读数在1-2mg/L；
在本申请的一种实施例中，每10分钟出水水质在线监测仪读取磷浓度数据，传输至PLC控制系统，当磷浓度小于等于0.5mg/L，则第三切换区风机处于关闭状态；当磷浓度大于0.5mg/L，则第三切换区风机处于开启状态；风机开启时，通过控制风机使得溶解氧在线监测仪读数在1-2mg/L；
在本申请的一种实施例中，设定至缺氧区污泥回流量为X，每10分钟出水水质在线监测仪读取总氮浓度数据，传输至PLC控制系统，当出水总氮浓度小于等于5mg/L，X值确定为0.5；当出水总氮浓度5-10mg/L时，X值确定为1；当出水总氮浓度大于等于10mg/L时，X值确定为1.5；
进水流量监测仪实时读数为A，至厌氧区污泥回流量监测仪实时读数为B，使0.9A≤B≤1.1A；若B小于0.9A，则调小5％第一回流污泥调节阀开度；若B大于1.1A，则调大5％的第一回流污泥调节阀开度；
设于至缺氧区污泥回流量监测仪实时读数为C；使0.9A*X≤C≤1.1A*X；若C小于0.9A*X，则调小5％第一回流污泥调节阀开度；若C大于1.1A*X，则调大5％的第一回流污泥调节阀开度；
本发明污泥双回流AOA工艺的可切换区与污泥回流控制系统与方法，与现有工艺相比具有以下优势：
(1)通过设置可切换区有利于调整厌氧，好氧，缺氧比例，防止过曝气消耗碳源和增加曝气能耗；
(2)首次给出AOA系统可切换区的调控方法，对该工艺的稳定运行由指导意义；
(3)通过检测进水量调整污泥回流量能够确保回流比值一定，不受进水波动的影响，从而保证处理效果；
(4)通过出水效果指导污泥回流比值的设定，灵活调控避免浪费能耗，同时确保了出水效果；
(5)本发明明确调控方法，通过PCL，在线监测仪与处理设备通讯连接完成智能调控
附图说明
图1污泥双回流AOA工艺的可切换区与污泥回流控制系统的结构示意图。
1为AOA反应器，2为二沉池，3为PLC控制器，4为电脑，1.1为厌氧水质在线监测设备，1.2为好氧水质在线监测设备，1.3为出水水质在线监测设备，2.1为第一切换区溶解氧在线监测仪，2.2为好氧区溶解氧在线监测仪，2.3为第二切换区溶解氧在线监测仪，2.4为第三切换区溶解氧在线监测仪，3.1为进水流量监测仪，3.2为至厌氧氧区污泥回流流量监测仪，3.4为至缺氧区污泥回流流量监测仪，4.1为至厌氧氧区污泥回流管调节阀，4.2为至缺氧氧区污泥回流管调节阀，5.1为第一切换区风机，5.2为好氧区风机，5.3为第二切换区风机，5.4为第三切换区风机，6.1为进水泵，6.2为至厌氧氧区污泥回流泵，6.3为至缺氧氧区污泥回流泵。
具体实施方式：
下面结合附图和实施对本发明做进一步说明：本发明为AOA工艺的运行控制系统与方法，主要包括可切换区曝气控制系统与方法和污泥回流控制系统与方法。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“风机”，“调节阀”，“溶解氧在线监测仪”，“水质在线监测仪”“流量监测仪”应做广义理解，指的分别是具有曝气，流量调节，溶解氧测定，水质指标测定(如氨氮，总氮，磷，COD等)，流量测定功能的仪器设备，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
污水通过进水流量监测仪(3.1)进入AOA生化池(1)，依次经过通过由导流管相连接的厌氧区，第一可切换区，好氧区，第二可切换区，缺氧区，第三可切换区，随后进入二沉池(2)，最终出水；厌氧区设有厌氧区水质在线监测仪(1.1)和搅拌机；第一可切换区设有第一切换区溶解氧在线监测仪(2.1)，搅拌机和第一可切换区风机(5.1)；好氧区设有好氧区水质在线监测仪(1.2)，好氧区溶解氧在线监测仪(2.2)和好氧区风机(5.2)；第二可切换区设有第二切换区溶解氧在线监测仪(2.3)，搅拌机和第二可切换区风机(5.3)；缺氧区设有搅拌机；第三可切换区设有第三可切换区设有第三切换区溶解氧在线监测仪(2.4)，搅拌机和第三可切换区风机(5.4)；二沉池设有出水水质在线监测仪(1.3)以及两段污泥回流，分别为与至厌氧区污泥回流量监测仪(3.2)，至厌氧区污泥回流管调节阀(4.1)和至厌氧区污泥回流泵(6.1)连接的第一污泥回流，和与至缺氧区污泥回流量监测仪(3.3)，至缺氧区污泥回流管调节阀(4.2)和至缺氧区污泥回流泵(6.2)连接的第二污泥回流；
可切换区曝气控制系统包括：第一可切换区曝气控制系统，第二可切换区曝气控制系统，第三可切换区曝气控制系统。第一可切换区曝气控制系统由厌氧水质在线监测设备(1.1)，第一切换区风机(5.1)和第一切换区溶解氧在线监测仪(2.1)，均与PLC控制器(3)通信连接；第二可切换区曝气控制系统由好氧区水质在线监测设备(1.2)，第二切换区风机(5.3)和第二切换区溶解氧在线监测仪(2.3)，均与PLC控制器(3)通信连接；第三可切换区曝气控制系统由出水水质在线监测设备(1.3)，第三切换区风机(5.4)和第一切换区溶解氧在线监测仪(2.4)，均与PLC控制器(3)通信连接；
污泥回流控制系统包括：进水流量监测仪(3.1)，至厌氧区污泥回流量监测仪(3.2)，至缺氧区污泥回流量监测仪(3.3)，至厌氧区污泥回流管调节阀(4.1)，至缺氧区污泥回流管调节阀(4.2)和出水水质在线监测仪(1.3)，均与PLC控制器(3)通信连接；
具体操作如下：
1)可切换区控制方法
每10分钟进行一次水质在线监测仪数据读取，传输至PLC控制其进行如下判断：厌氧区水质在线监测仪读取COD浓度数据，传输至PLC控制系统，当COD浓度小于等于80mg/L，则第一切换区风机处于关闭状态；当COD浓度大于80mg/L，则第一切换区风机处于开启状态；好氧区水质在线监测仪读取氨氮浓度数据，传输至PLC控制系统，当氨氮浓度小于等于50mg/L，则第二切换区风机处于关闭状态；当氨氮浓度大于5mg/L，则第二切换区风机处于开启状态；出水水质在线监测仪读取磷浓度数据，传输至PLC控制系统，当磷浓度小于等于0.5mg/L，则第三切换区风机处于关闭状态；当磷浓度大于0.5mg/L，则第三切换区风机处于开启状态；上述所有风机，同时包括好氧区风机，处于开启时，通过控制风机使得溶解氧在线监测仪读数在1-2mg/L；
2)污泥回流控制方法
通过出水总氮浓度进行第二污泥回流量的确定，结合进水流量校准污泥回流量的设定值，具体操作如下：设定至缺氧区污泥回流量为X，每10分钟出水水质在线监测仪读取总氮浓度数据，传输至PLC控制系统，当出水总氮浓度小于等于5mg/L，X值确定为0.5；当出水总氮浓度5-10mg/L时，X值确定为1；当出水总氮浓度大于等于10mg/L时，X值确定为1.5；进水流量监测仪实时读数为A，至厌氧区污泥回流量监测仪实时读数为B，使0.9A≤B≤1.1A；若B小于0.9A，则调小5％第一回流污泥调节阀开度；若B大于1.1A，则调大5％的第一回流污泥调节阀开度；设于至缺氧区污泥回流量监测仪实时读数为C；使0.9A*X≤C≤1.1A*X；若C小于0.9A*X，则调小5％第一回流污泥调节阀开度；若C大于1.1A*X，则调大5％的第一回流污泥调节阀开度；
以上是本发明的具体实施例，便于该技术领域的技术人员能更好的理解和应用本发明，本发明的实施不限于此，因此该技术领域的技术人员对本发明所做的简单改进都在本发明的范围之内。
Claims (1)
1.污泥双回流AOA工艺的可切换区与污泥回流控制方法，其特征在于：污水通过进水流量监测仪（3.1）进入AOA生化池（1），依次经过通过由导流管相连接的厌氧区，第一可切换区，好氧区，第二可切换区，缺氧区，第三可切换区，随后进入二沉池（2），最终出水；厌氧区设有厌氧区水质在线监测仪（1.1）和搅拌机；第一可切换区设有第一切换区溶解氧在线监测仪（2.1），搅拌机和第一可切换区风机（5.1）；好氧区设有好氧区水质在线监测仪（1.2），好氧区溶解氧在线监测仪（2.2）和好氧区风机（5.2）；第二可切换区设有第二切换区溶解氧在线监测仪（2.3），搅拌机和第二可切换区风机（5.3）；缺氧区设有搅拌机；第三可切换区设有第三可切换区设有第三切换区溶解氧在线监测仪（2.4），搅拌机和第三可切换区风机（5.4）；二沉池设有出水水质在线监测仪（1.3）以及两段污泥回流，分别为与至厌氧区污泥回流量监测仪（3.2），至厌氧区污泥回流管调节阀（4.1）和至厌氧区污泥回流泵（6.1）连接的第一污泥回流，和与至缺氧区污泥回流量监测仪（3.3），至缺氧区污泥回流管调节阀（4.2）和至缺氧区污泥回流泵（6.2）连接的第二污泥回流；
PLC控制器（3）与电脑（4）和厌氧区水质在线监测仪（1.1），好氧区水质在线监测仪（1.2），出水水质在线监测仪（1.3），第一切换区溶解氧在线监测仪（2.1），好氧区溶解氧在线监测仪（2.2），第二切换区溶解氧在线监测仪（2.3），第三切换区溶解氧在线监测仪（2.4），进水流量监测仪（3.1），至厌氧区污泥回流量监测仪（3.2），至缺氧区污泥回流量监测仪（3.3），至厌氧区污泥回流管调节阀（4.1），至缺氧区污泥回流管调节阀（4.2），第一可切换区风机（5.1），好氧区风机（5.2），第二可切换区风机（5.3），第三可切换区风机（5.4），至厌氧区污泥回流泵（6.1），至缺氧区污泥回流泵（6.2）通过通讯连接；
该方法步骤如下：
（1）每10分钟厌氧区水质在线监测仪读取COD浓度数据，传输至PLC控制系统，当COD浓度小于等于80mg/L，则第一切换区风机处于关闭状态；当COD浓度大于80 mg/L，则第一切换区风机处于开启状态;风机开启时，通过控制风机使得溶解氧在线监测仪读数在1-2mg/L；
（2）每10分钟好氧区水质在线监测仪读取氨氮浓度数据，传输至PLC控制系统，当氨氮浓度小于等于5mg/L，则第二切换区风机处于关闭状态；当氨氮浓度大于5 mg/L，则第二切换区风机处于开启状态;风机开启时，通过控制风机使得溶解氧在线监测仪读数在1-2mg/L；
（3）每10分钟出水水质在线监测仪读取磷浓度数据，传输至PLC控制系统，当磷浓度小于等于0.5 mg/L，则第三切换区风机处于关闭状态；当磷浓度大于0.5 mg/L，则第三切换区风机处于开启状态;风机开启时，通过控制风机使得溶解氧在线监测仪读数在1-2mg/L；
（4）设定至缺氧区污泥回流量为X，每10分钟出水水质在线监测仪读取总氮浓度数据，传输至PLC控制系统，当出水总氮浓度小于等于5 mg/L，X值确定为0.5；当出水总氮浓度5 -10 mg/L时，X值确定为1；当出水总氮浓度大于等于10 mg/L时，X值确定为1.5；
进水流量监测仪实时读数为A，至厌氧区污泥回流量监测仪实时读数为B，使0.9A≤B≤1.1A；若B小于0.9A，则调小5%第一回流污泥调节阀开度；若B大于1.1A，则调大5%的第一回流污泥调节阀开度；
设于至缺氧区污泥回流量监测仪实时读数为C；使0.9A*X≤C≤1.1A*X；若C小于0.9A*X，则调小5%第一回流污泥调节阀开度；若C大于1.1A*X，则调大5%的第一回流污泥调节阀开度。
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