CN210559931U - 一种外加碳源串联控制系统 - Google Patents
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Abstract
一种外加碳源串联控制系统，用于污水的反硝化系统，所述反硝化系统包括依次连接的厌氧池、主缺氧池、缓冲池、副缺氧池、好氧池和沉淀池，控制系统包括：碳源投加装置、前端检测仪、后端检测仪和差值反馈调节系统，差值反馈调节系统依据PID调节原理，调节碳源投加装置的碳源。通过前端检测仪和后端检测仪配合差值反馈调节系统，可实现通过PID调节的方式调节碳源的投加量，从而保证了碳源投加的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其是涉及一种外加碳源串联控制系统。
背景技术
目前污水处理，传统的生物脱氮技术包括A/0、改良AA/0、氧化沟等工艺。脱氮机理主要通过氨化反应、硝化反应以及反硝化反应，反硝化细菌在缺氧条件下，还原硝酸盐，释放出分子态氮（N2）或一氧化二氮（N2O）的过程，许多细菌、放线菌和霉菌能利用硝酸盐做为氮素营养，利用亚硝酸根和硝酸根为呼吸作用的最终电子受体，需要污水中碳源为电子供体，把硝酸还原成氮（N2），称为反硝化作用或脱氮作用。但是国内大多数的城镇生活污水处理厂普遍存在原污水C/N比低的状况，为了获得理想的反硝化效果，在反硝化阶段投加外加碳源就成了生物脱氮的关键。常用的外加碳源有甲醇、乙酸、葡萄糖、挥发性脂肪酸等易生物降解有机物；由于污水厂进水量以及进水指标每时每刻都在变化，进水碳氮比有时差好几倍，如果缺少碳源反硝化受到抑制无法进行。目前对外加投加碳源的控制系统缺少研究，也无法实现对反硝化的控制，碳源投加过量将造成系统运行费用增加。因此在污水处理过程中急需一种能够控制碳源量的自动控制系统，实现对外加碳源的自动控制，降低污水处理系统运行费用。
现有技术中，为了实现对碳源的节约，大多在反硝化池的出水端设置检测仪器，通过两个检测仪器所检测的硝态氮浓度，以反馈控制的方式来调节碳源的添加量。但是这种方式的控制过程中，一般会存在滞后性。当部分污水中具有高浓度硝态氮时，如排放污水中含氮量较高的单位所排出的污水，其利用现有的反馈调节控制碳源添加量会导致碳源的不足，即反消化池对硝态氮的反硝化效果并不理想。
发明内容
本发明的目的是提供一种外加碳源串联控制系统，该控制系统能够实现对外加碳源量的智能化控制，在保证污水处理稳定运行的基础上，保证外加碳源的合理添加。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种外加碳源串联控制系统，用于污水的反硝化系统，所述反硝化系统包括依次连接的厌氧池、主缺氧池、好氧池和沉淀池，所述控制系统包括：
碳源投加装置，连接厌氧池，用于向厌氧池投加碳源；
前端检测仪，设置在主缺氧池的进水口，用于检测主缺氧池进水的硝态氮浓度，并输出进水端检测信号；
后端检测仪，设置在主缺氧池的出水口，用于检测主缺氧池出水的硝态氮浓度，并输出出水端检测信号；
差值反馈调节系统，连接前端检测仪和后端检测仪，分别接收进水端检测信号和出水端检测信号，并依据PID调节原理，以进水端检测信号和出水端检测信号的差值输出反馈调节信号；
所述碳源投加装置接收所述反馈调节信号，并依据反馈调节信号投加碳源。
通过采用上述技术方案，通过前端检测仪和后端检测仪配合差值反馈调节系统，可实现通过PID调节的方式调节碳源的投加量，从而保证了碳源投加的稳定性。
作为本实用新型的改进，所述主缺氧池和好氧池之间连接有一副缺氧池，所述副缺氧池的进水管与所述碳源投加装置的碳源之间连接有一辅助碳源管道，所述辅助碳源管道上设置有一电磁阀，所述电磁阀连接所述差值反馈调节系统，当所述出水端检测信号大于预设硝态氮浓度时，所述差值反馈调节系统输出启动信号至所述电磁阀，所述电磁阀接收到启动信号后打开。
通过采用上述技术方案，副缺氧池的设置延长了缺氧环境的反应时间，同时在污水反硝化过程中，如出现硝态氮浓度升高的状况，则出水端检测信号大于预设硝态氮浓度，差值反馈调节系统控制电磁阀打开，由于辅助碳源管道直接连接副缺氧池的进水管和碳源投加装置的碳源，当电磁阀打开后，碳源将投加到副缺氧池中，从而实现对硝态氮的二次反硝化作用，降低进入好氧池中的硝态氮的量。
作为本实用新型的改进，所述副缺氧池的进水管设置有一碳源限流装置，并通过碳源限流装置连接所述辅助碳源管道。
通过采用上述技术方案，碳源限流装置的设置可实现对投加到副缺氧池碳源量的调节，从而放置碳源投加过量。
作为本实用新型的改进，所述碳源限流装置设置为文丘里管。
通过采用上述技术方案，文丘里管可依据水流速注入碳源，结构简单，易于操作。在污水反硝化过程中，可由现场人员依据经验选取适当的文丘里管。
作为本实用新型的改进，所述副缺氧池与所述主缺氧池之间连接有一缓冲池。
通过采用上述技术方案，缓冲池的设置起到了对主缺氧池到副缺氧池的污水的缓冲作用，如出水端检测信号大于预设的硝态氮浓度，则高浓度硝态氮的污水首先需要经过缓冲池，为副缺氧池的碳源投加预留时间。
作为本实用新型的改进，所述沉淀池的出口通过一污泥回流管连接所述厌氧池。
通过采用上述技术方案，污泥回流管的设置可实现对反硝化系统中污泥的循环使用，即实现了对污泥中微生物的循环利用。
作为本实用新型的改进，所述好氧池通过一混合液回流管连接所述厌氧池。
通过采用上述技术方案，混合液回流管的设置可实现部分污水的回流，从而实现了对污水的进一步反硝化作用。
综上所述，本发明的有益技术效果为：
1.提高了对反硝化效果，由于增加了副缺氧池和辅助碳源管道，保证了对硝态氮含量高的污水的反硝化效果；
2.结构简单，相比于现有的反硝化系统，仅增加缓冲池以及副缺氧池，其设置方式相比于复杂的控制系统变换，降低了实施成本和实施难度。
附图说明
图1是外加碳源串联控制系统的系统图。
图中，1、碳源投加管； 2、混合液回流管； 3、污泥回流管；4、前端检测仪；5、后端检测仪；6、辅助碳源管道；61、电磁阀；7、文丘里管。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
参照图1，为本发明公开的一种外加碳源串联控制系统，用于污水的反硝化系统，反硝化系统包括依次连接的厌氧池、主缺氧池、缓冲池、副缺氧池、好氧池和沉淀池。其中，厌氧池通过碳源投加管1连接碳源投加装置，好氧池通过一混合液回流管 2连接厌氧池，将部分污水回流至厌氧池；沉淀池底部的出口通过一污泥回流管 3连接厌氧池，将沉淀池内的污泥一部分通过污泥回流管 3回流到厌氧池。
控制系统包括：
前端检测仪4，设置在主缺氧池的进水口，用于检测主缺氧池进水的硝态氮浓度，并输出进水端检测信号；
后端检测仪5，设置在主缺氧池的出水口，用于检测主缺氧池出水的硝态氮浓度，并输出出水端检测信号；
差值反馈调节系统，连接前端检测仪4和后端检测仪5，分别接收进水端检测信号和出水端检测信号，并依据PID调节原理，以进水端检测信号和出水端检测信号的差值输出反馈调节信号。差值反馈调节系统优选为内置PID调节模块的控制器，并通过PID调节模块处处反馈调节信号。由于PID反馈调节方式为现有技术中成熟的技术方案，在此不再赘述。
碳源投加装置接收反馈调节信号，并依据反馈调节信号投加碳源。
进一步的，副缺氧池的进水管设置有一文丘里管7，文丘里管7的吸料口通过一辅助碳源管道6连接碳源投加装置的碳源，当污水经过副缺氧池的进水管时，可通过文丘里管7将碳源投加装置内的碳源吸入副缺氧池。辅助碳源管道6上设置有一电磁阀61，电磁阀61连接差值反馈调节系统，常态下，电磁阀61关闭，污水经过文丘里管7进入副缺氧池；当出水端检测信号大于预设硝态氮浓度时，差值反馈调节系统输出启动信号至电磁阀61，电磁阀61接收到启动信号后打开，使得文丘里管7将碳源投加装置内的碳源吸入副缺氧池，进而增加碳源投加量。文丘里管7的设置限定了碳源投加的量，从而防止碳源投加过多。
由以上内容可知，通过前端检测仪4和后端检测仪5配合差值反馈调节系统，可实现通过PID调节的方式调节主缺氧池的碳源投加量。缓冲池设置为大型的竖直的圆柱型桶状反应池，缓冲池的进水口位于缓冲池顶部，缓冲池的出水口位于缓冲池底部，缓冲池的设置起到了对主缺氧池到副缺氧池的污水的缓冲作用，如出水端检测信号大于预设的硝态氮浓度，则高浓度硝态氮的污水首先需要经过缓冲池，为副缺氧池的碳源投加预留时间；同时，差值反馈调节系统控制电磁阀61打开，碳源将投加到副缺氧池中，从而实现对硝态氮的二次反硝化作用，降低进入好氧池中的硝态氮的量。由于混合液回流管 2的设置，多余的碳源会大部分回流至厌氧池中，并进入到主缺氧池，参与到后续的反硝化作用中。该系统不但能够实现通过PID调节常态下的碳源投加，同时也增加了对硝态氮浓度过高时的碳源投加控制，提高了对污水的反硝化效果。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种外加碳源串联控制系统，用于污水的反硝化系统，所述反硝化系统包括依次连接的厌氧池、主缺氧池、好氧池和沉淀池，其特征在于，所述控制系统包括：
碳源投加装置，连接厌氧池，用于向厌氧池投加碳源；
前端检测仪(4)，设置在主缺氧池的进水口，用于检测主缺氧池进水的硝态氮浓度，并输出进水端检测信号；
后端检测仪(5)，设置在主缺氧池的出水口，用于检测主缺氧池出水的硝态氮浓度，并输出出水端检测信号；
差值反馈调节系统，连接前端检测仪(4)和后端检测仪(5)，分别接收进水端检测信号和出水端检测信号，并依据PID调节原理，以进水端检测信号和出水端检测信号的差值输出反馈调节信号；
所述碳源投加装置接收所述反馈调节信号，并依据反馈调节信号投加碳源。
2.根据权利要求1所述的一种外加碳源串联控制系统，其特征在于：所述主缺氧池和好氧池之间连接有一副缺氧池，所述副缺氧池的进水管与所述碳源投加装置的碳源之间连接有一辅助碳源管道(6)，所述辅助碳源管道(6)上设置有一电磁阀(61)，所述电磁阀(61)连接所述差值反馈调节系统，当所述出水端检测信号大于预设硝态氮浓度时，所述差值反馈调节系统输出启动信号至所述电磁阀(61)，所述电磁阀(61)接收到启动信号后打开。
3.根据权利要求2所述的一种外加碳源串联控制系统，其特征在于：所述副缺氧池的进水管设置有一碳源限流装置，并通过碳源限流装置连接所述辅助碳源管道(6)。
4.根据权利要求3所述的一种外加碳源串联控制系统，其特征在于：所述碳源限流装置设置为文丘里管(7)。
5.根据权利要求2所述的一种外加碳源串联控制系统，其特征在于：所述副缺氧池与所述主缺氧池之间连接有一缓冲池。
6.根据权利要求1所述的一种外加碳源串联控制系统，其特征在于：所述沉淀池的出口通过一污泥回流管(3)连接所述厌氧池。
7.根据权利要求1所述的一种外加碳源串联控制系统，其特征在于：所述好氧池通过一混合液回流管(2)连接所述厌氧池。
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