CN116621339B - 一种污水处理器的精控脱氮控制方法以及控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种污水处理器的精控脱氮控制方法以及控制装置，控制方法包括以下步骤：通过第一硝氮检测装置检测出低氮污水的第一硝氮含量，并确定实际碳源投加量；通过在第一缺氧区的N个pH检测装置测定低氮污水的pH值，从而确定反硝化反应的理论终点以及理论终点对应的碳源投加点，并停止该处的碳源投加；根据pH检测值得出在反硝化反应的理论终点下的硝氮理论去除量；根据硝氮理论去除量确定理论碳源投加量，并根据实际碳源投加量与理论碳源投加量的差值调整碳源投加量；通过第二硝氮检测装置检测的低氮污水的第二硝氮含量；根据第二硝氮含量和预设的标准出水硝氮量，继续调整碳源投加量。
Description
技术领域
本发明属于污水处理领域，具体涉及一种污水处理器的精控脱氮控制方法以及控制装置。
背景技术
随着经济的快速发展，受纳水体发生严重污染，使环境容量变得非常有限。这些地区的城市污水处理厂执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准，其中总氮值要求低于15mg/L；部分敏感水体甚至执行更为严格的排放标准，要求除总氮外其余指标达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中的IV类标准，其中，仅总氮值放宽至TN≤10 mg/L。即使如此，上述总氮值仍高于地表水V类标准的限值，对于特殊水域要求，控制城镇污水处理厂出水全部指标达到《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）的IV类水质标准也是必须实行的策略。
城镇污水厂排放满足IV类水质要求，需达到ρ（TN）≤1.5 mg/L的深度脱氮水平，而硝氮因受限于尾水的基质浓度，通常成为深度脱氮的难点。硝氮的深度去除常需要投加外碳源来实现。然而外加碳源作为污水处理成本的重要指标，如何精确控制碳源的投加量，使得出水达标的同时节约成本，已成为污水处理领域的一大难点。
目前，主要通过在反硝化段进出口设置硝氮在线检测系统来确定碳源的投加量和投加时长。然而，在污泥系统中，硝氮在线检测系统的准确性易受影响，导致碳源的投加量和投加时长出现偏差，进而造成碳源投加过量或反硝化不充分，最终出水不稳定，结合ρ（TN）≤1.5 mg/L的深度脱氮要求，目前尚未出现能实现精控、深度脱氮的控制方法。
鉴于此，有必要提供一种精控脱氮的控制方法，在保证出水稳定达标的同时，最大程度地降低碳源投加量，实现碳源的精准投加。
发明内容
旨在解决上述在深度除氮系统中，如何保证出水稳定达标的同时，实现碳源的精准投加的技术问题，本发明提供一种污水处理器的精控脱氮控制方法，污水处理器包括第一缺氧区和第一好氧区，所述第一好氧区出水总氮含量不大于1.5mg/L，控制方法包括以下步骤：
通过第一硝氮检测装置检测出第一缺氧区的进口处，低氮污水的第一硝氮含量ρ1，并根据第一硝氮含量确定实际碳源投加量m1；
通过在第一缺氧区的沿污水流动方向间隔布置的N个pH检测装置测定对应位置的低氮污水的pH值，从而确定反硝化反应的理论终点；其中，第一个pH检测装置位于第一缺氧区的进口处，第N个pH检测装置位于第一缺氧区靠近第一好氧区处；其中，N为正整数，且1＜N；
确定反硝化反应的理论终点的步骤包括：在第一个pH检测装置至第N个pH检测装置中，当第m+1个pH检测装置的检测值pHm+1与第m个pH检测装置的检测值的差值pHm+1-pHm≦A时，确定在第m个pH检测装置处达到反硝化反应理论终点；其中，A为0.01，m为正整数，且1≤m＜N；
根据第一个pH检测装置的第一检测值pH1和第N个pH检测装置的第N检测值pHn的pH差值得出在反硝化反应的理论终点的条件下污水脱氮尾水的硝氮理论去除量；
确定硝氮理论去除量的步骤包括：硝氮理论去除量为（pHn-pH1）×B；其中B为单位pH升高对应的硝氮去除量；
根据硝氮理论去除量确定理论碳源投加量m2，并根据实际碳源投加量m1与理论碳源投加量m2的差值调整碳源投加量；
通过第二硝氮检测装置检测第一缺氧区靠近第一好氧区处的低氮污水的第二硝氮含量ρ2；
预设标准出水硝氮量ρ3，根据第二硝氮含量ρ2和标准出水硝氮量ρ3，继续调整碳源投加量，从而控制脱氮。
进一步的，在每个pH检测装置处设置相应的碳源投加点；其中，第N个pH检测装置处的碳源投加点为投加点N；
预设标准出水硝氮量的步骤包括：根据第一硝氮含量ρ1和硝氮理论去除量的差值得出标准出水硝氮量ρ3，结合第二硝氮含量ρ2，共同指示出水硝氮情况；
根据第二硝氮含量ρ2和标准出水硝氮量ρ3，继续调整碳源投加量，从而控制脱氮的步骤包括：
当ρ2≤ρ3，pHm+1-pHm≦0.01时，维持投加点M之前的碳源投加点处的碳源投加量，并停止投加点M以及投加点M之后的碳源投加点处的碳源投加；
当ρ2≤ρ3，pHm+1-pHm＞0.01时，提高投加点M之前的碳源投加点处的碳源投加量；其中，提高的碳源投加量中的BOD5当量为（pHm+1-pHm）×B×2.86；
当ρ2＞ρ3，pHm+1-pHm≦0.01时，提高投加点M之前的碳源投加点处的碳源投加量；其中，增加的碳源投加量中的BOD5当量为（ρ2-ρ3）×2.86。
进一步的，通过第一硝氮检测装置检测出缺氧区的进口处，低氮污水的第一硝氮含量ρ1，并根据第一硝氮含量投加碳源包括：
实际碳源投加量m1中的BOD5当量与第一硝氮含量ρ1的比值为2.86∶1。
进一步地，理论碳源投加量m2中的BOD5当量与硝氮理论去除量的比值为2.86:1；
根据硝氮理论去除量确定理论碳源投加量m2，并根据实际碳源投加量m1与理论碳源投加量m2的差值调整碳源投加量的步骤包括：
当m1-m2≤1.43 mg/L时，碳源投加量无需调整；当m1-m2＞1.43 mg/L时，根据m1与m2的差值调整碳源投加量。
进一步的，根据水力停留时间在缺氧区沿污水流动方向间隔且均匀的布置pH检测装置，其中，pH检测装置的布点数不小于4，pH检测装置之间的水力停留时间间隔为15~30min。
本发明还提供了一种污水处理器的精控脱氮控制装置，污水处理器包括第一缺氧区以及第一好氧区，控制装置包括：
第一硝氮检测装置，用于检测第一缺氧区的进口处污水低氮尾水的第一硝氮含量ρ1，以通过第一硝氮含量确定实际碳源投加量；
N个pH检测装置，用于沿污水流动方向间隔且均匀布置，并测定对应位置的污水脱氮尾水的pH值，从而确定反硝化反应的理论终点，并停止投加碳源；其中，第一个pH检测装置位于第一缺氧区的进口处，第N个pH检测装置位于第一缺氧区靠近第一好氧区处；
第一计算机构，与N个pH检测装置通讯连接，用于根据第一个pH检测装置第一检测值pH1和第N个pH检测装置第N检测值pHn的pH差值确定反硝化反应的理论终点；
第二计算机构，与第一计算机构通讯连接，用于根据（pHn-pH1）×B确定反硝化反应的理论终点条件下低氮污水的硝氮理论去除量；
第三计算机构，与第一计算机构通讯连接，用于确定在反硝化反应的理论终点的条件下的理论碳源投加量m2；
第四计算机构，用于与第一硝氮检测装置、第一计算机构、第二计算机构和第三计算机构通讯连接，根据实际碳源投加量m1与理论碳源投加量m2的差值调整碳源投加量；
第二硝氮检测装置，用于通过第二硝氮检测装置检测第一缺氧区靠近第一好氧区处的低氮污水的第二硝氮含量ρ2；
第五计算机构，预设标准出水硝氮量ρ3，用于与第二硝氮检测装置通讯连接，根据标准出水硝氮量ρ3和第二硝氮含量ρ2的差值继续调整碳源投加量。
与现有技术相比，本发明至少包括以下优点：
首先，本发明通过硝氮检测装置，得到第一硝氮含量从而确定实际碳源投加量。通过多个pH检测装置得到不同位点下的pH值，从而确定反硝化理论终点以及反硝化理论终点下的硝氮理论去除量，并通过硝氮理论去除量确定理论碳源投加量。通过实际碳源投加量与理论碳源投加量的差值调整碳源投加量，实现第一重脱氮控制。
其次，本发明在第一重脱氮控制之后根据第二硝氮含量与预设的标准出水硝氮量校核，进一步调整碳源投加量，实现第二重脱氮控制。
再者，本发明在第二厌氧区之前设置有机氮转化段，通过高污泥浓度的厌氧段将进水中微生物难降解的有机氮转化为易降解氮。
通过以上三重脱氮碳源控制，能攻克硝氮去除难点，将总氮控制较低水平，如ρ（TN）≤1.5 mg/L，达到深度脱氮水平，在保证出水稳定达标的同时，最大程度地降低碳源投加量，实现碳源的精准投加。
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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明一实施例中污水处理器的精控脱氮控制方法的流程示意图。
图2为本发明实施例1中精控脱氮控制过程中pH值与总氮量、硝氮量的变化趋势图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
并且，本发明各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载，还可以使用与本发明实施例中的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。
参照图1，为实现深度脱氮工艺中碳源的精准投加，本发明提供一种污水处理器的精控脱氮控制方法，污水处理器包括第一缺氧区和第一好氧区，控制方法包括以下步骤：
S1.通过第一硝氮检测装置检测出第一缺氧区的进口处，低氮污水的第一硝氮含量ρ1，并根据第一硝氮含量确定实际碳源投加量m1。
在该步骤中，碳源可以分批的投放，也可以一次性投入较大量的碳源。以下均以碳源分批投放为例进行说明。
在一些实施例中，可以快速投加碳源，也可以将碳源缓慢投放，其中，碳源可以为乙酸、乙酸钠、甲醇、葡萄糖、淀粉、复合碳源等易生物降解的碳源，亦可以为聚乳酸（PLA）、聚羟基脂肪酸酯类聚合物（PHAs）、硫粉、硫铁矿等缓释碳源或替代碳源，其缓释碳源或替代碳源只能被专性脱氮微生物利用，进一步提高碳源利用率。
示例性的，碳源投加点可以与下文的pH检测装置布局一致，使得碳源分布均匀从而提高除氮效率，多点投加碳源有利于反硝化菌最大化利用碳源作为的电子供体，达到深度脱氮的目的；同时，可有效降低在缺氧前端回流带来的溶氧对碳源的消耗。
在每个pH检测装置处设置相应的碳源投加点；其中，第N个pH检测装置处的碳源投加点为投加点N。从而推进反硝化反应进程，越靠近好氧区，即越靠近末端pH检测装置，反硝化反应进行得越彻底，越靠近反硝化反应理论终点。
在一些实施例中，通过第一硝氮检测装置检测出缺氧区的进口处，低氮污水的第一硝氮含量ρ1，并根据第一硝氮含量投加碳源的步骤包括：
控制实际碳源投加量m1中的BOD5当量与第一硝氮含量ρ1的比值为2.86∶1，原理在于每反硝化1 mg的硝态氮需要消耗2.86 mg的BOD5，有益效果在于所投加的碳源可最大化用于系统的反硝化脱氮，避免过量的碳源投加导致系统内的异养非脱氮菌的过度繁殖，与反硝化菌竞争碳源。
其中，BOD5当量指的是所述投加碳源中易被微生物利用的部分，不同类型的碳源投加前，应采用国标法测试其BOD5当量，进而确定实际碳源投加量。
S2.通过在第一缺氧区的沿污水流动方向间隔布置的N个pH检测装置测定对应位置的低氮污水的pH值，从而确定反硝化反应的理论终点；其中，第一个pH检测装置位于第一缺氧区的进口处，第N个pH检测装置位于第一缺氧区靠近第一好氧区处；其中，N为正整数，且1＜N。
示例性地，根据水力停留时间在缺氧区沿污水流动方向间隔且均匀的布置pH检测装置，其中，pH检测装置的布点数不小于4，相邻的两个pH检测装置之间的水力停留时间间隔为15~30 min。
优选的是，pH检测装置的布点数为4~6，pH检测装置之间的水力停留时间间隔优选为25 min。
在一些实施例中，确定反硝化反应的理论终点的步骤包括：
在第一个pH检测装置至第N个pH检测装置中，当第m+1个pH检测装置的检测值pHm+1与第m个pH检测装置的检测值的差值pHm+1-pHm≦A时，确定在第m个pH检测装置处达到反硝化反应理论终点；其中，A为0.01，m为正整数，且1≤m＜N。
其原理在于，在反硝化过程中pH变化曲线呈现先上升后趋于稳定的趋势，结合图2可以看出，pH会出现一个峰值点，指示在当前的碳源投加量下反硝化的结束。当pHm+1-pHm≦A，证明pH变化曲线趋于平稳，在当前的碳源投加量下反硝化进程结束。
在一些实施例中，在多点投加的方式进行碳源投放的情形下，例如，第一缺氧区的设有6个pH检测装置以及与其对应的投加点。观察pH检测装置数值，当达到反硝化反应终点时，如pH6-pH5小于等于0.01，此时认为达到反硝化反应的理论终点。
可停止投加点5、6处的碳源投加；若pH6-pH5大于0.01时，则表明前端反硝化不充分，进入投加点5的硝氮未反硝化完全，需提高前端碳源的投加量，直至即pH6-pH5小于等于0.01。
后续可以不继续在投加点5、6投加碳源的原因在于：系统内投加点5的硝氮已反应完全，达到反硝化反应的终点。
其中，提高前端碳源投加量的方式可以为：根据计算的补充量，在单一点补充或等量分配于各投加点。
S3.根据第一个pH检测装置的第一检测值pH1和第N个pH检测装置的第N检测值pHn的pH差值得出在反硝化反应的理论终点的条件下污水脱氮尾水的硝氮理论去除量。
确定硝氮理论去除量的步骤包括：硝氮理论去除量为（pHn-pH1）×B；其中B为单位pH升高对应的硝氮去除量，B值通过不同污水处理厂平行实验测定，在一些实施例中，B为11~12。
其中，污水脱氮尾水指的是第一缺氧区靠近第一好氧区位置处的、经第一缺氧区脱氮处理过后低氮污水的脱氮尾水。
该公式的原理在于，反硝化过程中，每转化1 mg硝氮为氮气，产生3.57 mg碱度，进而导致系统内的pH升高。
S4.根据硝氮理论去除量确定理论碳源投加量m2，并根据实际碳源投加量m1与理论碳源投加量m2的差值调整碳源投加量。
在一些实施例中，当m1-m2≤1.43 mg/L时，碳源投加量无需调整；
当m1-m2＞1.43 mg/L时，可将m2作为实际碳源投加量，向第一缺氧区投加总量小于实际碳源投加量m1的碳源。
当m1-m2＞1.43 mg/L，也可以仅向投加点M前的碳源投加点处投加碳源，保障系统在第一缺氧段的完全反硝化和碳源的充分利用，避免达到反硝化终点后的碳源过量，导致碳源投加量增加和第一好氧段的出水COD升高。
S5.通过第二硝氮检测装置检测第一缺氧区靠近第一好氧区处的低氮污水的第二硝氮含量ρ2；
S6.预设标准出水硝氮量ρ3，根据第二硝氮含量ρ2和标准出水硝氮量ρ3，继续调整碳源投加量，从而控制脱氮。
预设标准出水硝氮量的步骤包括：根据第一硝氮含量ρ1和硝氮理论去除量的差值得出标准出水硝氮量ρ3，结合第二硝氮含量ρ2，共同指示出水硝氮情况。
根据第二硝氮含量ρ2和标准出水硝氮量ρ3，继续调整碳源投加量，从而控制脱氮的步骤包括：
当ρ2≤ρ3，pHm+1-pHm≦0.01时，维持投加点M之前的碳源投加点处的碳源投加量，并停止投加点M以及投加点M之后的碳源投加点处的碳源投加。
当ρ2≤ρ3，pHm+1-pHm＞0.01时，提高投加点M之前的碳源投加点处的碳源投加量；其中，提高的碳源投加量中的BOD5当量为（pHm+1-pHm）×B×2.86。
示例性地，可以停止投加点M以及投加点M之后的碳源投加点处的碳源投加，也可以维持或者减少投加点M以及投加点M之后的碳源投加点处的碳源投加量。
当ρ2＞ρ3，pHm+1-pHm≦0.01时，是由于碳源不足导致的，此时可以提高投加点M之前的碳源投加点处的碳源投加量，并停止投加点M以及投加点M之后的碳源投加点处的碳源投加；其中，增加的碳源投加量中的BOD5当量为（ρ2-ρ3）×2.86。
又示例性地，可以停止投加点M以及投加点M之后的碳源投加点处的碳源投加，也可以维持或者减少投加点M以及投加点M之后的碳源投加点处的碳源投加量。
通过实际碳源投加量、理论碳源投加量以及第二硝氮含量、标准出水硝氮量之间的双重校核，实现深度脱氮时碳源的精准投加，使得出水稳定达标的同时，最大限度的减少了碳源损耗。与此同时，通过双重调控可以实时掌控反硝化进程，当除氮水平以及总氮要求发生改变时，可以按照需求对碳源量进行调控并观察数据变化，及时调整，增强了系统的普适性。
本发明还提供一种污水深度脱氮方法，包括以下步骤：通过脱氮反应器对进水进行脱氮处理，得到低氮污水，其中，低氮污水中的总氮含量为1.5 ~8 mg/L。
通过污水处理器接受低氮污水并通过上述任一项的精控脱氮控制方法进行脱氮；污水处理器与脱氮反应器连通，污水处理器包括依次连通的第一缺氧区以及第一好氧区，第一缺氧区包括处于缺氧氛围的第一粉末载体生物流化床；第一好氧区包括处于好氧氛围的第二粉末载体生物流化床，第一粉末载体生物流化床和第二粉末载体生物流化床的复合粉末载体的含量为4~8 g/L；粒径分布为20~75 µm，单位质量内的比表面积为20~30 m2/g。
在一些实施例中，脱氮反应器包括沿污水流动方向依次连通的第二厌氧区、第二缺氧区和第二好氧区，第二好氧区与第一缺氧区连通。
第二厌氧区、第二缺氧区和第二好氧区分别包括处于厌氧氛围的第一复合生物反应器、处于缺氧氛围的第二复合生物反应器以及处于好氧氛围的第三复合生物反应器，且任一复合生物反应器均包括生物膜和活性污泥。
在一些实施例中，第二厌氧区之前还包括有机氮转化段，包括以下步骤：
当进水有机氮浓度小于1mg/L时，进入第二厌氧区；当进水有机氮浓度大于1mg/L时，进入有机氮转化段，其中，有机氮转化段每小时转化的有机氮不小于0.5mg/L。
其中，有机氮转化段是一个富含高浓度厌氧菌的完全厌氧环境，有效的将难生物降解有机氮转化为易生物降解的氮。
可以理解的是，总氮包括易生物降解的氨氮、硝氮和亚硝氮，还包括难降解的有机氮。有机氮转化段的设置极大地提升了本发明的可实施性，解决了有机氮难以降解的问题，为出水总氮降至地表Ⅳ类标准（1.5 mg/L）奠定基础。
在一些实施例中，还包括氨氮控制系统，包括以下步骤：
在第一好氧区设置氨氮在线检测装置和DO在线调控系统，并在第一好氧区预设标准出水氨氮含量ρ5。
通过所述氨氮在线监测装置测得实际出水氨氮含量ρ4，当所述标准出水氨氮含量ρ5与所述实际出水氨氮含量ρ4满足ρ4≤ρ5时，则维持设定的DO浓度；
当所述标准出水氨氮含量ρ5与所述实际出水氨氮含量ρ4为ρ4＞ρ5时，则调控曝气量，使DO浓度递增，直至ρ4≤ρ5。
其中，ρ5≤0.3 mg/L。
氨氮为总氮指标的重要组成部分的同时，也是系统内硝氮的主要来源，第二好氧段的氨氮通过调控曝气量经好氧微生物通过硝化作用转化为硝氮，进入第一缺氧段进行深度脱氮。
在一些实施例中，将DO浓度，即溶氧量，以0.2 mg/L往上呈递增式增长，直至ρ4≤ρ5≤0.3 mg/L 。
其中，以0.3 mg/L作为标准出水氨氮含量与实际出水氨氮的差值指标的原因在于保障进入第一缺氧段的总氮主要由硝氮组成，进而通过精控碳源投加方式实现反硝化作用对总氮的最大化去除，达到深度脱氮的目的。
本发明还提供一种污水处理器的精控脱氮的控制装置，污水处理器包括第一缺氧区以及第一好氧区，控制装置包括：
第一硝氮检测装置，用于检测第一缺氧区的进口处污水低氮尾水的第一硝氮含量ρ1，以通过第一硝氮含量确定实际碳源投加量；
N个pH检测装置，用于沿污水流动方向间隔且均匀布置，并测定对应位置的污水脱氮尾水的pH值，从而确定反硝化反应的理论终点，并停止投加碳源；其中，第一个pH检测装置位于第一缺氧区的进口处，第N个pH检测装置位于第一缺氧区靠近第一好氧区处；
第一计算机构，与N个pH检测装置通讯连接，用于根据第一个pH检测装置第一检测值pH1和第N个pH检测装置第N检测值pHn的pH差值确定反硝化反应的理论终点；
第二计算机构，与第一计算机构通讯连接，用于根据（pHn-pH1）×B确定反硝化反应的理论终点条件下低氮污水的硝氮理论去除量；
第三计算机构，与第一计算机构通讯连接，用于确定在反硝化反应的理论终点的条件下的理论碳源投加量m2；
第四计算机构，用于与第一硝氮检测装置、第一计算机构、第二计算机构和第三计算机构通讯连接，根据实际碳源投加量m1与理论碳源投加量m2的差值调整碳源投加量；
第二硝氮检测装置，用于通过第二硝氮检测装置检测第一缺氧区靠近第一好氧区处的低氮污水的第二硝氮含量ρ2；
第五计算机构，预设标准出水硝氮量ρ3，用于与第二硝氮检测装置通讯连接，根据标准出水硝氮量ρ3和第二硝氮含量ρ2的差值继续调整碳源投加量。
为了便于本领域技术人员对本发明做进一步理解，现举例说明：
需要补充的是，下述碳源再投入量为，当m1≠（1±0.1）m2时，经实际碳源投加量m1与理论碳源投加量m2的差值（m1-m2）校正过后的碳源投加量。
实施例1
低氮污水是来源于一种污水深度脱氮系统的第一脱氮段的尾水，流入污水处理器中进行深度脱氮，其中污水处理器包括第一缺氧区以及第一好氧区。
通过第一硝氮检测装置检测出第一缺氧区的进口处，低氮污水的第一硝氮含量为6.1 mg/L，其中，实际碳源投加量的BOD5当量与第一硝氮含量ρ1的比值为1∶2.86，得实际碳源投加量的BOD5当量值为17.45 mg/L，所述碳源的BOD5当量占比为0.52，实际碳源投加量为33.56 mg/L。
在第一缺氧区的沿污水流动方向间隔布置6个pH检测装置测定对应位置的低氮污水的pH值，其中，随着反硝化过程的进展，测得，pH1为7.03，pH5为7.59，pH6为7.60，pH6-pH5≤0.01，从而确定反硝化反应在投加点5到达理论终点，其中，第一个pH检测装置位于第一缺氧区的进口处，第6个pH检测装置位于第一缺氧区靠近第一好氧区处。
反硝化反应过程中pH与总氮、硝氮之间的变化关系如图2所示。从中可以看出。当反应到达理论终点时，pH变化曲线出现转折点，变化趋势变得平稳，与此同时，总氮与硝氮的减少趋势也逐渐变缓。
此时，在投加点5、6停止投加碳源。
通过（pH6-pH1）×B，B值通过平行实验测定，在该实施例中B为11，即（7.60-7.03）×11，测得硝氮理论去除量为6.27 mg/L，并根据硝氮理论去除量测得理论碳源投加量，其中，理论碳源投加量为34.48 mg/L。（理论碳源投加量BOD5当量∶理论硝氮去除量=2.86∶1，理论碳源投加量BOD5当量∶理论碳源投加量=0.52∶1）。
可以看出实际碳源投加量-理论碳源投加量≤1.43 mg/L，即，碳源投加量无需调整。
通过第二硝氮检测装置检测第一缺氧区靠近第一好氧区处的低氮污水的第二硝氮含量为0.05 mg/L。
根据预设标准出水硝氮量ρ3为0.5 mg/L，标准出水硝氮量大于第二硝氮含量，即当ρ2≤ρ3，pHm+1-pHm≦0.01时，碳源投加量无需重新调整.
将出水总氮量控制在了0.67 mg/L，实现深度脱氮。
实施例2
低氮污水是来源于一种污水深度脱氮系统的第一脱氮段的尾水，流入污水处理器中进行深度脱氮，其中污水处理器包括第一缺氧区以及第一好氧区。
通过第一硝氮检测装置检测出第一缺氧区的进口处，低氮污水的第一硝氮含量为7.5，其中，实际碳源投加量的BOD5当量与第一硝氮含量ρ1的比值为1∶2.86，得实际碳源投加量的BOD5当量值为21.45 mg/L，所述碳源的BOD5当量占比为0.78，实际碳源投加量为27.5mg/L。
在第一缺氧区的沿污水流动方向间隔布置6个pH检测装置测定对应位置的低氮污水的pH值，其中，随着反硝化过程的进展，检测得到，pH1为7.12，pH5为7.59，pH6为7.60，pH6-pH5≤0.01，从而确定反硝化反应在投加点4处到达理论终点，其中，第一个pH检测装置位于第一缺氧区的进口处，第5个pH检测装置位于第一缺氧区靠近第一好氧区处。
此时，在投加点4、5处停止投加碳源。
通过（pH5-pH1）×B，B值通过平行实验测定，在该实施例中B为12，即（7.59-7.11）×12，测得硝氮理论去除量为6.98 mg/L，并根据硝氮理论去除量测得理论碳源投加量，其中，理论碳源投加量为25.6 mg/L。（理论碳源投加量BOD5当量∶理论硝氮去除量=2.86∶1，理论碳源投加量BOD5当量∶理论碳源投加量=0.78∶1）。
可以看出实际碳源投加量-理论碳源投加量>1.43 mg/L，向投加点1、2、3再投入碳源，其中再投入碳源量根据理论碳源投加量与实际碳源投加量的差值调整得出。
通过第二硝氮检测装置检测第一缺氧区靠近第一好氧区处的低氮污水的第二硝氮含量为0.65 mg/L。
根据预设标准出水硝氮量ρ3为0.5 mg/L，标准出水硝氮量小于第二硝氮含量，即当ρ2＞ρ3，pHm+1-pHm≦0.01时，提高投加点M之前的碳源投加点处的碳源投加量；其中，所述增加的碳源投加量中的BOD5当量为（0.65-0.5）×2.86 mg/L。
将出水总氮量控制在了0.98 mg/L，实现深度脱氮。
实施例3
低氮污水是来源于一种污水深度脱氮系统的第一脱氮段的尾水，流入污水处理器中进行深度脱氮，其中污水处理器包括第一缺氧区以及第一好氧区。
通过第一硝氮检测装置检测出第一缺氧区的进口处，低氮污水的第一硝氮含量为7.13 mg/L，其中，实际碳源投加量的BOD5当量与第一硝氮含量ρ1的比值为2.86∶1，得实际碳源投加量的BOD5当量值为0.52，实际碳源投加量为39.22 mg/L。
在第一缺氧区的沿污水流动方向间隔布置5个pH检测装置测定对应位置的低氮污水的pH值，其中，随着反硝化过程的进展，检测得到，pH1为6.98，pH4为7.56，pH5为7.61，pH5-pH4＞0.01，反硝化反应未达到终点。
通过（pH5-pH1）×B，B值通过平行实验测定，在该实施例中B为11，即（7.61-6.98）×11，测得硝氮理论去除量为6.93 mg/L，并根据硝氮理论去除量测得理论碳源投加量，其中，理论碳源投加量为38.12 mg/L。（理论碳源投加量BOD5当量∶理论硝氮去除量=2.86∶1）。
通过第二硝氮检测装置检测第一缺氧区靠近第一好氧区处的低氮污水的第二硝氮含量为0.48 mg/L。
预设标准出水硝氮量ρ3为0.5 mg/L。
标准出水硝氮量大于第二硝氮含量，即，当ρ2≤ρ3，pHm+1-pHm≧0.01时，提高投加点M之前的碳源投加点处的碳源投加量；其中，所述提高的碳源投加量中的BOD5当量为（7.61-7.56）×11×2.86 mg/L。
将出水总氮量控制在了0.86 mg/L，实现深度脱氮。
实施例4
在第二好氧区设置氨氮在线检测装置和DO在线调控系统，并在第二好氧区预设标准出水氨氮含量0.3 mg/L；
通过氨氮在线监测装置测得实际出水氨氮含量0.45 mg/L，调控曝气量，使DO以0.2mg/L的浓度递增，观察氨氮在线监测装置数据，直至ρ4≤ρ5≤0.3。
维持此时DO浓度。
本发明的上述技术方案中，以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的技术构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围。
Claims (6)
1.一种污水处理器的精控脱氮控制方法，其特征在于，所述污水处理器包括第一缺氧区和第一好氧区，所述第一好氧区出水总氮含量不大于1.5mg/L，所述控制方法包括以下步骤：
通过第一硝氮检测装置检测出所述第一缺氧区的进口处，低氮污水的第一硝氮含量ρ1，并根据所述第一硝氮含量确定实际碳源投加量m1；
通过在所述第一缺氧区的沿污水流动方向间隔布置的N个pH检测装置测定对应位置的所述低氮污水的pH值，从而确定反硝化反应的理论终点；其中，第一个pH检测装置位于所述第一缺氧区的进口处，第N个pH检测装置位于所述第一缺氧区靠近所述第一好氧区处；其中，N为正整数，且1＜N；
所述确定反硝化反应的理论终点的步骤包括：在所述第一个pH检测装置至第N个pH检测装置中，当第m+1个pH检测装置的检测值pHm+1与第m个pH检测装置的检测值的差值pHm+1-pHm≦A时，确定在所述第m个pH检测装置处达到反硝化反应理论终点；其中，A为0.01，m为正整数，且1≤m＜N；
根据第一个pH检测装置的第一检测值pH1和第N个pH检测装置的第N检测值pHn的pH差值得出在反硝化反应的理论终点的条件下污水脱氮尾水的硝氮理论去除量；
确定所述硝氮理论去除量的步骤包括：所述硝氮理论去除量为（pHn-pH1）×B；其中B为单位pH升高对应的硝氮去除量；
根据所述硝氮理论去除量确定理论碳源投加量m2，并根据所述实际碳源投加量m1与所述理论碳源投加量m2的差值调整碳源投加量；
通过第二硝氮检测装置检测所述第一缺氧区靠近所述第一好氧区处的所述低氮污水的第二硝氮含量ρ2；
预设标准出水硝氮量ρ3，根据所述第二硝氮含量ρ2和所述标准出水硝氮量ρ3，继续调整碳源投加量，从而控制脱氮。
2.根据权利要求1所述的污水处理器的精控脱氮控制方法，其特征在于，在每个pH检测装置处设置相应的碳源投加点；其中，第N个pH检测装置处的所述碳源投加点为投加点N；
所述预设标准出水硝氮量的步骤包括：根据所述第一硝氮含量ρ1和所述硝氮理论去除量的差值得出标准出水硝氮量ρ3，结合所述第二硝氮含量ρ2，共同指示出水硝氮情况；
所述根据第二硝氮含量ρ2和所述标准出水硝氮量ρ3，继续调整碳源投加量，从而控制脱氮的步骤包括：
当ρ2≤ρ3，pHm+1-pHm≦0.01时，维持投加点M之前的碳源投加点处的碳源投加量，并停止投加点M以及投加点M之后的碳源投加点处的碳源投加；
当ρ2≤ρ3，pHm+1-pHm＞0.01时，提高投加点M之前的碳源投加点处的碳源投加量；其中，所述提高的碳源投加量中的BOD5当量为（pHm+1-pHm）×B×2.86；
当ρ2＞ρ3，pHm+1-pHm≦0.01时，提高投加点M之前的碳源投加点处的碳源投加量；其中，所述提高的碳源投加量中的BOD5当量为（ρ2-ρ3）×2.86。
3.根据权利要求1所述的污水处理器的精控脱氮控制方法，其特征在于，通过第一硝氮检测装置检测出所述缺氧区的进口处，低氮污水的第一硝氮含量ρ1，并根据所述第一硝氮含量投加碳源包括：
所述实际碳源投加量m1中的BOD5当量与所述第一硝氮含量ρ1的比值为2.86∶1。
4.根据权利要求3所述的污水处理器的精控脱氮控制方法，其特征在于，所述理论碳源投加量m2中的BOD5当量与所述硝氮理论去除量的比值为2.86:1；
所述根据所述硝氮理论去除量确定理论碳源投加量m2，并根据所述实际碳源投加量m1与所述理论碳源投加量m2的差值调整碳源投加量的步骤包括：
当m1-m2≤1.43 mg/L时，碳源投加量无需调整；当m1-m2＞1.43 mg/L时，根据m1与m2的差值调整碳源投加量。
5.根据权利要求1所述的污水处理器的精控脱氮控制方法，其特征在于，根据水力停留时间在所述缺氧区沿污水流动方向间隔且均匀地布置所述pH检测装置，其中，所述pH检测装置的布点数不小于4，所述pH检测装置之间的水力停留时间间隔为15~30 min。
6.一种污水处理器的精控脱氮的控制装置，其特征在于，所述污水处理器包括第一缺氧区以及第一好氧区，所述控制装置包括：
第一硝氮检测装置，用于检测所述第一缺氧区的进口处污水低氮尾水的第一硝氮含量ρ1，以通过所述第一硝氮含量确定实际碳源投加量；
N个pH检测装置，用于沿污水流动方向间隔且均匀布置，并测定对应位置的污水脱氮尾水的pH值，从而确定反硝化反应的理论终点，并停止投加碳源；其中，第一个pH检测装置位于所述第一缺氧区的进口处，第N个pH检测装置位于所述第一缺氧区靠近所述第一好氧区处；
第一计算机构，与所述N个pH检测装置通讯连接，用于根据第一个pH检测装置第一检测值pH1和第N个pH检测装置第N检测值pHn的pH差值确定反硝化反应的理论终点；
第二计算机构，与所述第一计算机构通讯连接，用于根据（pHn-pH1）×B确定反硝化反应的理论终点条件下所述低氮污水的硝氮理论去除量；
第三计算机构，与所述第一计算机构通讯连接，用于确定在反硝化反应的理论终点的条件下的理论碳源投加量m2；
第四计算机构，用于与第一硝氮检测装置、第一计算机构、第二计算机构和第三计算机构通讯连接，根据所述实际碳源投加量m1与所述理论碳源投加量m2的差值调整碳源投加量；
第二硝氮检测装置，用于通过第二硝氮检测装置检测所述第一缺氧区靠近第一好氧区处的所述低氮污水的第二硝氮含量ρ2；
第五计算机构，预设标准出水硝氮量ρ3，用于与第二硝氮检测装置通讯连接，根据所述标准出水硝氮量ρ3和第二硝氮含量ρ2的差值继续调整碳源投加量。
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