CN115636510A - 一种适用于低溶氧废水的脱氮系统及其调试方法 - Google Patents

一种适用于低溶氧废水的脱氮系统及其调试方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于废水处理领域，具体涉及一种适用于低溶氧废水的脱氮系统及其调试方法。本发明设置有依次连接的缺氧池、好氧区、二沉池，还包括菌剂投加装置、曝气装置、污染物监测装置和控制器，控制器与菌剂投加装置以及曝气装置电连接；曝气装置控制好氧池的溶解氧，使废水溶解氧维持在0.5~1.2mg/L；污染物监测装置检测二沉池出水的氨氮浓度和总氮浓度，并反馈相应信号至控制器；控制器用于基于污染物监测装置的反馈信号，结合废水中的溶解氧浓度，精确调整菌剂投加装置的菌剂投加量；本发明通过增加控制逻辑，结合前期调试，保证短程硝化反应稳定运行，在低溶解氧条件下去除氨氮，在低碳源使用量条件下去除总氮，以更加环保的方式去除氨氮及总氮。

Description

一种适用于低溶氧废水的脱氮系统及其调试方法
技术领域
本发明属于废水处理领域，更具体地说，涉及一种适用于低溶氧废水的脱氮系统及其调试方法。
背景技术
在酒精行业中，废水中含有大量蛋白，蛋白经高温厌氧氨化反应转化为大量氨氮及总氮。原料不同，废水中的氨氮及总氮浓度有所差别，进入生化系统氨氮浓度可达到800mg/L以上，总氮浓度可达到1100mg/L以上。
目前氨氮降解的常规工艺为吹脱法、化学沉淀法、折点氯化法、离子交换法、高级氧化技术（臭氧氧化、光催化氧化、催化湿式氧化、超临界水氧化、电催化氧化）、生物脱氮法等，实际应用中往往根据氨氮浓度、现场工艺需求、投资成本、运营成本等因素进行选择。
折点氯化法前期投资较少，但运行费用高，副产物氯胺和氯化有机物会造成二次污染，只适用于处理低浓度氨氮废水。离子交换法则适用于中低浓度氨氮(≤500mg/L)废水，例如专利文献CN103435236A中以离子交换树脂快速脱除硝酸盐，同时利用零价铁和反硝化细菌完成生物反硝化和离子交换树脂再生的水体硝酸盐进行无害还原，但对于高浓度氨氮的废水会因树脂再生频繁而造成操作困难。专利文献CN105668810A利用吹脱法进行废水脱氮，投加复配脱氮剂后，根据废水中残留氨氮浓度采用阶段曝气法进行曝气吹脱。虽然比较适合处理高浓度氨氮废水，但吹脱效率影响因子多，不容易控制，特别是在北方寒冷季节，其效率会大大降低。现在许多吹脱装置考虑到经济性，没有回收氨，直接排放到大气中，造成了大气污染。
生物脱氮法主要是指硝酸根或亚硝酸根离子通过反硝化细菌降解转化为氮气的过程。氨氮通过硝化菌的硝化反应转化为硝态氮或亚硝态氮，最终经过反硝化菌的反硝化反应转化为氮气排入大气。在传统的生化方法中，需要极大的占地面积、通过好氧区大量供氧进行硝化反应且投加大量碳源进行反硝化反应，且存在低温情况下氨氮去除效率下降、常规好氧工艺段去除氨氮所需溶解氧达到2-3.5mg/L，造成风机能耗过大的问题。
发明内容
要解决的问题
针对现有技术脱氮方法的不足，本发明提供一种适用于低溶氧废水的脱氮系统，该系统设置有依次连接的缺氧池、好氧区、二沉池，还包括菌剂投加装置、曝气装置、污染物监测装置和控制器，控制器与菌剂投加装置以及曝气装置电连接；曝气装置控制好氧池的溶解氧，使废水溶解氧维持在0.5~1.2mg/L；污染物监测装置检测二沉池出水的氨氮浓度和总氮浓度，并反馈相应信号至控制器；控制器用于基于污染物监测装置的反馈信号，结合废水中的溶解氧浓度，精确调整菌剂投加装置的菌剂投加量；本发明通过增加控制逻辑，保证短程硝化反应稳定运行，在低溶解氧条件下去除氨氮，在低碳源使用量条件下去除总氮，以更加经济、环保的方式去除氨氮及总氮。
本发明进一步提供一种上述的脱氮系统的前期调试方法，当污水处理量为2000~2500m³，在不同处理阶段向污水中投加不同剂量的菌剂，通过前期调试，显著提高菌种活性，还可以降低处理成本，同时还可以提高污水处理量。
技术方案
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
本发明提供一种适用于低溶氧废水的脱氮系统，包括依次连接的缺氧池、好氧区以及二沉池；其中，本发明还包括菌剂投加装置、曝气装置、污染物监测装置和控制器，控制器与菌剂投加装置以及曝气装置电连接；菌剂投加装置的菌剂出口与好氧区相连接，曝气装置的曝气口位于好氧区中；污染物监测装置设置于二沉池的出水口；
曝气装置用于控制好氧区的溶解氧，使废水溶解氧为0.5~1.2mg/L；
污染物监测装置用于检测二沉池出水的氨氮浓度和总氮浓度；
控制器用于基于污染物监测装置的反馈氨氮浓度、总氮浓度和废水中的溶解氧浓度，调整菌剂投加装置的菌剂投加量。
进一步说明，本发明的控制器（例如控制柜）可对鼓风机和各受控曝气管的气量分配进行自动调节，根据设定的溶解氧值（0.5~1.2mg/L）控制好氧区的溶氧量，通过调整风机频率或电动阀开度自动调整空气流量按需曝气。本发明对溶解氧的控制方式包括鼓风机控制以及鼓风机与电动阀联动控制。其中，鼓风机控制的具体控制步骤为：控制器通过DO值设定范围，可进行流量调节，给定鼓风机目标信号；鼓风机接收到控制系统给定的目标值，自动调整鼓风机的变频器频率。鼓风机与电动阀联动控制的具体控制步骤为：控制器基于鼓风机和流量调节阀门的联动，调节风力大小，防止总管压力异常导致鼓风机喘振。
优选地，控制器基于逻辑控制模型对菌剂投加量f(x)进行控制；逻辑控制模型如下：
Figure 804464DEST_PATH_IMAGE001
其中：
f（x）为菌剂投加量，kg；
M为好氧池废水中的氨氮总量，kg；
DO为好氧池废水中的溶解氧浓度，mg/L。
优选地，菌剂包括硝化菌剂和好氧型反硝化菌剂，且硝化菌剂和好氧型反硝化菌剂的质量比为1:2~3:4。本发明通过投加硝化菌剂及反硝化菌剂，在污水处理系统不增加池容的条件下，实现低溶解氧条件下降解氨氮、低碳源条件下降解总氮。尤其针对氨氮浓度≥800mg/L、总氮浓度≥1100mg/L的高浓废水，可达到风机节能降耗、降低碳源使用量的目的。同时，本发明所使用的菌剂为复合菌制剂，利用多种菌属之间的协同调节共生作用，在好氧条件下产生了多种生化性能，除具备一定的氨化作用外，同时具备强有力去氨氮和总氮的去除能力。其总氮的去除作用，打破了缺氧反硝化体系的唯一性，为总氮的去除提供了多一种方法，为生化体系的增效提供了更加强有力的支持，尤其为无缺氧生化段或缺氧段调节较差的体系带来了福音。
优选地，曝气装置包括曝气管、流量调节阀和鼓风机，鼓风机位于曝气管的进风口，流量调节阀位于曝气管的进风口与曝气口之间，且鼓风机与流量调节阀均与控制器电连接。
优选地，还包括回流管路，回流管路包括污泥回流管路和硝化液回流管路；污泥回流管路的输入端与二沉池相连通，污泥回流管路的输出端与缺氧池相连通；硝化液回流管路的输入端与好氧区相连通，污泥回流管路的输出端与缺氧池相连通。
优选地，好氧池的处理水量为1500~2300m3。
优选地，好氧池的废水的MLSS浓度为5500~7000mg/L，SV30为50%~60%。
优选地，好氧池的硝化液回流比为300%-500%。
优选地，好氧池的废水的pH=7.5~8.2，废水温度为23~32℃。
本发明进一步提供一种上述的脱氮系统的前期调试方法，该菌剂投加装置投加的菌剂包括硝化菌剂和好氧型反硝化菌剂；当污水处理量为2000~2500m³，在第0~9d时，每天向污水中投加30kg硝化菌剂、40kg好氧型反硝化菌剂；在第10~19d时，每天向污水中投加20kg硝化菌剂、25kg好氧型反硝化菌剂；在第20~28d时，每天向污水中投加10kg硝化菌剂、15kg好氧型反硝化菌剂；在第29d时向污水中投加5kg硝化菌剂、10kg好氧型反硝化菌剂；在第30d时向污水中投加5kg硝化菌剂、5kg好氧型反硝化菌剂。
有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
（1）本发明的一种适用于低溶氧废水的脱氮系统，基于传统生物法去除氨氮原理，通过设定有特定控制逻辑的控制器，基于氨氮浓度、总氮浓度和出水溶解氧浓度，实现工艺指标自动控制，实现严格且稳定的短程硝化反硝化反应，在低溶解氧条件下去除氨氮，在低碳源使用量条件下去除总氮，以更加经济、环保的方式去除氨氮及总氮，相比传统生物法处理氨氮及总氮浓度提高60%左右，大大提高污水处理系统污染物去除率。
（2）本发明的一种适用于低溶氧废水的脱氮系统，在保证出水达标的情况下，原系统处理2300m3水时，氨氮剂总氮浓度需要保证在500mg/L、600mg/L以下；进水氨氮及总氮浓度达到800mg/L、1100mg/L时，原系统只能处理1500m3污水。在原处理系统停留时间不变的情况下，通过精准投加高效硝化菌及好氧型反硝化菌剂，进水氨氮浓度可由500mg/L提高至800mg/L、总氮浓度由600mg/L至1100mg/L；或在进水浓度保持不变的情况下通过投加高效硝化菌及好氧型反硝化菌剂提高处理水量（在进水氨氮、总氮达到800mg/L、1100mg/L时，处理水量可由1500m3提高至2300m3）。在好氧区进行反硝化反应，充分利用污水中自身具有的碳源，达到节约碳源的目的。
（3）相比于传统的短程硝化反硝化反应，本发明将过程仪表测定值作为工艺调整的重要依据，可保证在人为设定范围内进行调整，并确保溶解氧在0.5-1.2mg/L范围，且通过硝态氮仪表数值20mg/L以内的控制逻辑，将氨氮绝大多数转化为亚硝态氮，避免加大能耗进一步转化为硝态氮。
（4）本发明通过控制逻辑对风机运行频率、空气管道电动阀开度对溶解氧浓度进行调整，为达到节能降耗目的，优先控制风机运行频率。
附图说明
图1为本发明实施例中8#好氧池出水氨氮数据示意图；
图2为本发明实施例中8#好氧池出水总氮数据示意图；
图3为本发明实施例中缺氧池碳源投加量示意图；
图4为本发明实施例中8#好氧池DO数据示意图；
图5为本发明实施例中的工艺流程图。
具体实施方式
下文对本发明的示例性实施例的详细描述参考了附图，该附图形成描述的一部分，在该附图中作为示例示出了本发明可实施的示例性实施例，其中本发明的特征由附图标记标识。下文对本发明的实施例的更详细的描述并不用于限制所要求的本发明的范围，而仅仅为了进行举例说明且不限制对本发明的特点和特征的描述，以提出执行本发明的最佳方式，并足以使得本领域技术人员能够实施本发明。但是，应当理解，可在不脱离由所附权利要求限定的本发明的范围的情况下进行各种修改和变型。详细的描述和附图应仅被认为是说明性的，而不是限制性的，如果存在任何这样的修改和变型，那么它们都将落入在此描述的本发明的范围内。此外，背景技术旨在为了说明本技术的研发现状和意义，并不旨在限制本发明或本申请和本发明的应用领域。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明；本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本发明所使用的硝化菌剂购买自青岛兰瑞生物技术有限公司，型号为NH3-1；本发明所使用的好氧型反硝化菌剂购买自青岛兰瑞生物技术有限公司，型号为TN-2。
进一步说明，在本发明实施例所使用的硝化菌剂中，包括亚硝酸菌属和硝酸菌属，二者质量比为7:3~8:2。在本发明实施例所使用的好氧型反硝化菌剂中，经检测，包括脱氮副球菌、硝酸盐还原酶、亚硝酸盐还原酶、一氧化氮还原酶及一氧化二氮还原酶，以上质量比为4:1:2:2:1~10:2:6:4:3。
本发明提供一种适用于低溶氧废水的脱氮系统，包括依次连接的缺氧池、好氧区以及二沉池。值得指出的是，在本发明的脱氮系统进水口和出水口均可额外设置其他处理单元，例如依次设置的进水单元、高温厌氧反应器、中温厌氧反应器、初沉池、缺氧池、好氧区、二沉池、混凝沉淀池以及清水池，同时，本发明的好氧区也可以由多个好氧处理单元构成，例如好氧罐和好氧池共同组成本发明的好氧区。可以理解的是，好氧罐可以由多个好氧罐串联而成，好氧池也可以由多个好氧池串联而成。
进一步说明，本发明还包括菌剂投加装置、曝气装置、污染物监测装置和控制器，控制器与菌剂投加装置以及曝气装置电连接。菌剂投加装置的菌剂出口与好氧区相连接，曝气装置的曝气口位于好氧区中，污染物监测装置设置于二沉池的出水口。其中，曝气装置用于控制好氧区的溶解氧，使废水溶解氧为0.5~1.2mg/L，污染物监测装置用于检测二沉池出水的氨氮浓度和总氮浓度，控制器基于污染物监测装置的反馈氨氮浓度、总氮浓度和废水中的溶解氧浓度，调整菌剂投加装置的菌剂投加量。
作为优选实施方式，控制器基于逻辑控制模型对菌剂投加量f(x)进行控制，该逻辑控制模型如下：
Figure 602656DEST_PATH_IMAGE001
其中：
f（x）为菌剂投加量，kg；
M为好氧池废水中的氨氮总量，kg；
DO为好氧池废水中的溶解氧浓度，mg/L。
本发明的控制逻辑的实施，在好氧工艺的基础上，同时可通过进水量、进水浓度，将废水的DO维持在不同DO范围，并根据氨氮浓度和DO浓度，精准控制菌剂投加量。通过本发明的控制逻辑，可在保证出水达标的前提下优化菌剂投加量，提高水处理效果。
在本发明中，菌剂包括硝化菌剂和好氧型反硝化菌剂，且硝化菌剂和好氧型反硝化菌剂的质量比为1:2~3:4。本发明通过投加硝化菌剂及反硝化菌剂，在污水处理系统不增加池容的条件下，实现低溶解氧条件下降解氨氮、低碳源条件下降解总氮。尤其针对氨氮浓度≥800mg/L、总氮浓度≥1100mg/L的高浓废水，可达到鼓风机节能降耗、降低碳源使用量的目的。
本发明所使用的菌剂为复合菌制剂，利用多种菌属之间的协同调节共生作用，在好氧条件下产生了多种生化性能，除具备一定的氨化作用外，同时具备强有力去氨氮和总氮的去除能力。其总氮的去除作用，打破了缺氧反硝化体系的唯一性，为总氮的去除提供了多一种方法，为生化体系的增效提供了更加强有力的支持，尤其为无缺氧生化段或缺氧段调节较差的体系带来了福音。
硝化菌剂主要包含亚硝酸菌属，将氨氮大多降解为亚硝态氮，在低溶氧条件下直接进入反硝化反应，减小风机风量，实现节能目的。通过补充的硝化菌剂降解氨氮，保持低溶氧条件，达到节能目的。好氧型反硝化菌利用脱氮副球菌作用，加之亚硝酸盐还原酶，可在好氧工艺中实现脱氮效果，充分利用污水中自带碳源，降低缺氧池总氮浓度，从而降低缺氧池碳源投加量。通过补充好氧型反硝化菌剂，在好氧工艺段充分利用污水中自身碳源，降低缺氧池总氮浓度，达到低碳源投加量目的。
在控制逻辑提供稳定运行的DO环境前提下，两种菌剂协同作用，污水最终达标排放还需根据实际运行情况调整常规的工艺参数控制。
在实际工程应用中，根据季节不同，水温会有所差异，冬季气温较低时，菌种活性相对较差，需保持较高的污泥浓度。作为优选的实施方式，冬季气温低于10℃时，MLSS浓度需要维持在5500~7000mg/L之间，SV30维持在50%~60%之间。进一步优选地，硝化液回流比控制在300%~500%，正常情况下高浓度总氮废水硝化液回流比在400%时即可满足工艺需求；且当废水的pH7.5-8.2，温度23-32℃时，采用本发明的控制逻辑可以实现极好的处理效果。
作为一种优选实施方式，本发明的曝气装置包括曝气管、流量调节阀和鼓风机，鼓风机位于曝气管的进风口，流量调节阀位于曝气管的进风口与曝气口之间，且鼓风机与流量调节阀均与控制器电连接。
进一步说明，本发明的控制器（例如控制柜）可对鼓风机和各受控曝气管的气量分配进行自动调节，根据设定的溶解氧值（0.5-1.2mg/L）控制好氧区的溶氧量，通过调整风机频率或电动阀开度自动调整空气流量按需曝气。本发明对溶解氧的控制方式包括鼓风机控制以及鼓风机与电动阀联动控制。其中，鼓风机控制的具体控制步骤为：控制器通过DO值设定范围，可进行流量调节，给定鼓风机目标信号；鼓风机接收到控制系统给定的目标值，自动调整鼓风机的变频器频率。鼓风机与电动阀联动控制的具体控制步骤为：控制器基于鼓风机和流量调节阀门的联动，调节风力大小，防止总管压力异常导致鼓风机喘振。
作为控制器的一种具体实施方式，本发明的控制器为系统控制柜，其触摸屏安装于柜门，机柜为设备提供一个良好的工作环境，固定和保护内部设备，并为设备提供必要的工作条件（直流电源、开关、安装导轨等）。PLC机柜有20％扩展安装空间。柜内配置维修用的220VAC电源插座，轨道式安装柜内所有线路用软铜线，按照负荷大小选定线径。柜内所有走线都经线槽，线槽填充度不超过30%。
不仅如此，本发明的控制器可以通过通讯连接实现无线控制，该控制器可支持工业以太网通讯方式，通过网络采集系统所需设备仪表信号。
实施例
在本实施例中，将本发明应用于陕西某酒精厂，该厂每天产生2300m3糟液，经高温厌氧处理后，蛋白中有机氮完全释放，缺氧系统进水氨氮可达到800mg/L、总氮达到1100mg/L以上。排放标准：氨氮≤45mg/L，总氮≤70mg/L。现场条件较为简陋，曝气管布置密度过小，风机提供总风量为50m3/min左右，无法提供大风量，导致系统内溶解氧偏低。针对溶解氧偏低且氨氮、总氮较高的情况，采用本发明进行调试、运行。
在本实施例中，如图5所示，该企业的污水处理工艺流程为：糟液（进水）—高温厌氧反应器—中温厌氧反应器—初沉池—缺氧池（2500m3）—好氧罐（3100m3）—好氧池（4500m3）—二沉池—混凝沉淀池—清水池。其中，好氧罐由串联连接的#1好氧罐、#2好氧罐、#3好氧罐组成，好氧池由串联连接的#1好氧池、#2好氧池、#3好氧池、#4好氧池、#5好氧池、#6好氧池、#7好氧池、#8好氧池组成。同时，在本实施例中还设置有污泥回流工序，包括二沉池污泥回流、硝化液回流，回流比分别控制在100%、400%左右。本实施例中所使用的仪表如表1所示。
表1 本实施例中的仪器使用情况
序号 仪表、电缆、PLC控制系统 数量
1 DO仪表 2台
2 硝态氮仪表 2台
3 PLC控制系统 1套
4 电缆 460米
调试期间控制逻辑一直稳定，根据仪表数据反馈，控制风机运行情况，确保好氧区溶解氧在设定范围内。本实施例中的调试前期投加高效菌剂量较大（详见表2，污水处理量约2000m³），在第0~9d时，每天向污水中投加30kg硝化菌剂、40kg好氧型反硝化菌剂；在第10~19d时，每天向污水中投加20kg硝化菌剂、25kg好氧型反硝化菌剂；在第20~28d时，每天向污水中投加10kg硝化菌剂、15kg好氧型反硝化菌剂；在第29d时向污水中投加5kg硝化菌剂、10kg好氧型反硝化菌剂；在第30d时向污水中投加5kg硝化菌剂、5kg好氧型反硝化菌剂。调试半个月后，系统出水氨氮及总氮呈现下降趋势后，减少碳源投加量及高效菌剂投加量，以此积累大量高效菌剂并提高原有系统内反硝化细菌活性。值得说明的是，即使基于同样的菌剂浓度换算后，在低于2000m³（例如1500m³）或高于2500m³（例如3000m³）的处理水量下对系统进行调试，碳源投加量增大，且出水氨氮、硝氮浓度无法达到目标值。
表2 本实施例中的菌剂投加量
日期 硝化菌剂投加量（kg） 好氧型反硝化菌剂投加量（kg）
第0d 30 40
第1d 30 40
第2d 30 40
第3d 30 40
第4d 30 40
第5d 30 40
第6d 30 40
第7d 30 40
第8d 30 40
第9d 30 40
第10d 20 25
第11d 20 25
第12d 20 25
第13d 20 25
第14d 20 25
第15d 20 25
第16d 20 25
第17d 20 25
第18d 20 25
第19d 20 25
第20d 10 15
第21d 10 15
第22d 10 15
第23d 10 15
第24d 10 15
第25d 10 15
第26d 10 15
第27d 10 15
第28d 10 15
第29d 5 10
第30d 5 5
通过上述方法控制调试期间的菌剂投加量，投加前期和投加后期的氨氮、总氮浓度以及碳源使用量如下所示。各处理单元的总氮、氨氮和DO监测数据分别如表4、表5、表6以及图1、2、4所示，其中0~30d为调试期间，30~55d为运行期。碳源投加量如图3所示。
表3 本实施例调试期间的氨氮、总氮进出水浓度
指标 投加菌种前期（第0~15d） 投加菌种后期（第16~30d）
出水氨氮均值（mg/L） 548 241
出水总氮均值（mg/L） 644 361
碳源使用量均值（T/d） 1.89 1.38
表4 本实施例中调试期间各处理环节的总氮浓度
日期 原液 高温厌氧反应器 中温厌氧反应器 缺氧池 3#好氧罐 2#好氧池 8#好氧池 清水口
第0d 741 937 972 648 443
第1d 485 628 975 449 542 574 708 528
第2d 262 1253 1025 784 497 441 724 505
第3d 379 1179 1105 623 554 536 675 612
第4d 356 1262 1259 593 585 794 532 511
第5d 328 1430 1204 718 597 682 641 597
第6d 530 1283 1072 716 796 645 782 703
第7d 1259 745 610 589 634 591
第8d 1335 797 763 733 752 735
第9d 1135 750 684 707 666 638
第10d 510 1315 1059 611 505 495 646 568
第11d 306 1210 1060 641 527 516 605 647
第12d 287 1158 1116 603 533 544 524 527
第13d 237 1141 829 701 672 677 576 593
第14d 263 1165 1035 677 561 587 572 548
第15d 386 1160 905 598 609 624 628 472
第16d 265 1160 950 696 718 677 614 625
第17d 292 1291 995 690 647 601 631 570
第18d 212 1065 934 712 533 587 638 690
第19d 282 1030 931 703 472 610 583 533
第20d 497 1058 904 678 658 720 309 686
第21d 356 821 568 439 402 368 383
第22d 358 1115 1058 540 486 454 378 322
第23d 261 793 466 370 423 460 393
第24d 289 849 359 290 208 266 286
第25d 398 1240 984 316 381 301 312 404
第26d 238 269 275 247 225 241
第27d 331 146 178 215 151 136
第28d 892 211 155 219 176 128
第29d 137 103 89 163 105
第30d 157 155 142 151 58
第35d 329 1326 108 62
第40d 295 1453 66 54
第45d 347 1278 63 52
第50d 260 1306 57 47
第55d 322 1255 60 48
注：空白处表示数据缺失
表5 本实施例调试期间各处理环节的氨氮浓度
日期 原液 高温厌氧反应器 中温厌氧反应器 缺氧池 3#好氧罐 2#好氧池 8#好氧池 清水口
第0d 573 624 676 609 564
第1d 302 414 725 394 344 373 587 521
第2d 205 1026 757 676 305 302 638 583
第3d 290 896 827 553 488 457 577 408
第4d 267 972 928 534 501 720 462 436
第5d 265 1055 926 535 545 612 528 438
第6d 389 1118 1040 647 677 604 644 493
第7d 1081 913 725 575 533 553 564
第8d 934 668 556 535 552 735
第9d 554 557 539 501 562
第10d 381 916 864 526 474 467 547 476
第11d 225 980 870 526 491 455 542 587
第12d 228 884 863 535 468 498 489 454
第13d 181 898 879 607 611 618 552 571
第14d 204 883 667 530 439 463 486 457
第15d 320 850 762 486 528 547 499 398
第16d 171 890 699 581 610 554 570 562
第17d 162 1008 811 636 548 541 530 480
第18d 160 899 869 557 401 478 480 522
第19d 190 885 793 573 380 437 440 412
第20d 196 962 796 556 511 436 383 442
第21d 239 718 378 321 309 280 314
第22d 220 899 682 375 322 295 255 215
第23d 191 806 302 260 230 305 266
第24d 159 665 273 228 189 177 216
第25d 223 930 624 206 155 180 138 212
第26d 135 785 142 90 81 54 53
第27d 257 61 24 39 4 0
第28d 0 0 0 0 0
第29d 704 14 0 0 0 0
第30d 82 0 0 0 0
第35d 275 769 0 0
第40d 233 733 0 0
第45d 263 791 0 0
第50d 241 688 0 0
第55d 287 654 0 0
注：空白处表示数据缺失
表6本实施例调试期间好氧区DO浓度
日期 3#好氧罐 8#好氧池
第0d 0.44 0.56
第1d 0.47 0.52
第2d 0.38 0.61
第3d 0.43 0.73
第4d 0.52 0.82
第5d 0.55 0.59
第6d 0.48 0.73
第7d 0.61 0.66
第8d 0.59 0.58
第9d 0.67 0.91
第10d 0.28 0.57
第11d 0.39 0.65
第12d 0.44 0.62
第13d 0.57 0.49
第14d 0.71 0.82
第15d 0.36 0.69
第16d 0.46 0.78
第17d 0.57 0.93
第18d 0.81 1.02
第19d 0.72 1.03
第20d 0.46 0.99
第21d 0.69 1.07
第22d 0.78 1.13
第23d 0.54 0.95
第24d 0.49 0.99
第25d 0.27 1.12
第26d 0.48 1.16
第27d 0.37 0.85
第28d 0.58 1.21
第29d 0.82 0.86
第30d 0.65 0.92
第35d 0.74 0.84
第40d 0.68 0.91
第45d 0.88 1.11
第50d 0.83 1.02
第55d 0.72 1.13
以上DO根据该技术控制一定的范围，在保证降解的情况下，保证好氧区存在反硝化反应，充分利用污水自身碳源为反硝化反应提供碳源，降低缺氧池总氮浓度，从而降低碳源投加量。进一步说明，在一些实施例中，在污水处理量为2000m³或2500m³时利用上述实施例中的方法对系统进行调试，其调试效果基本同上述实施例。
结合现场实际处理水量、氨氮浓度，预估所需风量达到80m3/min。而通过本实施例的处理方法，提供50m3/min风量即可达到工艺需求，比常规方法节约供气量30m3/min左右，每天节约碳源（甲醇）0.7吨。同时，通过本实施例的处理方法，可以使得投资成本降低。
同时，在调试结束后的污水处理期间，本实施例进一步利用逻辑控制模型对菌剂投加量f(x)进行精准控制，氨氮去除效果相比现有技术（在第35~55d时，每天投加0.4kg硝化菌剂、0.8kg好氧型反硝化菌剂）提升5%~8%；总氮去除效果相比现有技术提升10%~15%。
好氧池的处理水量为1500m3时，好氧池的废水的MLSS浓度为5500mg/L，SV30为50%，好氧池的废水的pH=7.5，废水温度为25℃；
好氧池的处理水量为2000m3时，好氧池的废水的MLSS浓度为6500mg/L，SV30为50%，好氧池的废水的pH=7.8，废水温度为28℃；
好氧池的处理水量为2300m3时，好氧池的废水的MLSS浓度为7000mg/L，SV30为55%，好氧池的废水的pH=8.0，废水温度为30℃。
更具体地，尽管在此已经描述了本发明的示例性实施例，但是本发明并不局限于这些实施例，而是包括本领域技术人员根据前面的详细描述可认识到的经过修改、省略、例如各个实施例之间的组合、适应性改变和/或替换的任何和全部实施例。权利要求中的限定可根据权利要求中使用的语言而进行广泛的解释，且不限于在前述详细描述中或在实施该申请期间描述的示例，这些示例应被认为是非排他性的。在任何方法或过程权利要求中列举的任何步骤可以以任何顺序执行并且不限于权利要求中提出的顺序。因此，本发明的范围应当仅由所附权利要求及其合法等同物来确定，而不是由上文给出的说明和示例来确定。
除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。质量、浓度、温度、时间、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，1-50的范围应理解为包括选自1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49或50的任何数字、数字的组合、或子范围、以及所有介于上述整数之间的小数值，例如，1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8和1.9。关于子范围，具体考虑从范围内的任意端点开始延伸的“嵌套的子范围”。例如，示例性范围1-50的嵌套子范围可以包括一个方向上的1-10、1-20、1-30和1-40，或在另一方向上的50-40、50-30、50-20和50-10。

Claims (10)

1.一种适用于低溶氧废水的脱氮系统，包括依次连接的缺氧池、好氧区以及二沉池；其特征在于：
还包括菌剂投加装置、曝气装置、污染物监测装置和控制器，所述控制器与所述菌剂投加装置以及曝气装置电连接；所述菌剂投加装置的菌剂出口与所述好氧区相连接，所述曝气装置的曝气口位于所述好氧区中；所述污染物监测装置设置于所述二沉池的出水口；
所述曝气装置用于控制所述好氧区的溶解氧，使废水溶解氧为0.5~1.2mg/L；
所述污染物监测装置用于检测所述二沉池出水的氨氮浓度和总氮浓度；
所述控制器用于基于所述污染物监测装置的反馈氨氮浓度和废水中的溶解氧浓度，调整所述菌剂投加装置的菌剂投加量。
2.根据权利要求1所述的一种适用于低溶氧废水的脱氮系统，其特征在于：所述控制器基于逻辑控制模型对菌剂投加量f(x)进行控制；所述逻辑控制模型如下：
Figure 16293DEST_PATH_IMAGE001
其中：
f（x）为菌剂投加量，kg；
M为所述好氧池废水中的氨氮总量，kg；
DO为所述好氧池废水中的溶解氧浓度，mg/L。
3.根据权利要求1所述的一种适用于低溶氧废水的脱氮系统，其特征在于：所述菌剂包括硝化菌剂和好氧型反硝化菌剂，且所述硝化菌剂和好氧型反硝化菌剂的质量比为1:2~3:4。
4.根据权利要求1所述的一种适用于低溶氧废水的脱氮系统，其特征在于：所述曝气装置包括曝气管、流量调节阀和鼓风机，所述鼓风机位于所述曝气管的进风口，所述流量调节阀位于所述曝气管的进风口与曝气口之间，且所述鼓风机与所述流量调节阀均与所述控制器电连接。
5.根据权利要求1所述的一种适用于低溶氧废水的脱氮系统，其特征在于：还包括回流管路，所述回流管路包括污泥回流管路和硝化液回流管路；
所述污泥回流管路的输入端与所述二沉池相连通，所述污泥回流管路的输出端与所述缺氧池相连通；
所述硝化液回流管路的输入端与所述好氧区相连通，所述污泥回流管路的输出端与所述缺氧池相连通。
6.根据权利要求2所述的一种适用于低溶氧废水的脱氮系统，其特征在于：所述好氧池的处理水量为1500~2300m3。
7.根据权利要求2所述的一种适用于低溶氧废水的脱氮系统，其特征在于：当废水温度≤10℃时，所述好氧池的废水的MLSS浓度为5500~7000mg/L，SV30为50%~60%。
8.根据权利要求5所述的一种适用于低溶氧废水的脱氮系统，其特征在于：所述好氧池的硝化液回流比为300%-500%。
9.根据权利要求6所述的一种适用于低溶氧废水的脱氮系统，其特征在于：所述好氧池的废水的pH=7.5~8.2，废水温度为23~32℃。
10.一种适用于低溶氧废水的脱氮系统的调试方法，其特征在于：所述菌剂投加装置投加的菌剂包括硝化菌剂和好氧型反硝化菌剂；
当污水处理量为2000~2500m³，在第0~9d时，每天向污水中投加30kg硝化菌剂、40kg好氧型反硝化菌剂；在第10~19d时，每天向污水中投加20kg硝化菌剂、25kg好氧型反硝化菌剂；在第20~28d时，每天向污水中投加10kg硝化菌剂、15kg好氧型反硝化菌剂；在第29d时向污水中投加5kg硝化菌剂、10kg好氧型反硝化菌剂；在第30d时向污水中投加5kg硝化菌剂、5kg好氧型反硝化菌剂。
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