CN213803116U - 一种反硝化滤池进水溶解氧全流程控制系统 - Google Patents

Abstract

一种反硝化滤池进水溶解氧全流程控制系统，好氧区、生物池出水区、二沉池、二次提升泵房、碳源混合池和反硝化滤池依次连接。在生物池出水区的出流管道上安装第一电动阀、在二沉池的出水管道上安装第二电动阀、在反硝化滤池的出水管道上安装第三电动阀；在好氧区末段设置有在线溶解氧仪、在生物池出水区内、二沉池集水槽内、反硝化滤池内均设置有液位计，所述在线溶解氧仪、所述各个电动阀和所述各个液位计均连接PLC控制器。该系统具有碳源损耗基本控制、碳源投加成本节省显著、曝气能耗降低和工程投资低优点。

Description

一种反硝化滤池进水溶解氧全流程控制系统

技术领域

本实用新型属于污水处理技术领域，具体涉及一种反硝化滤池进水溶解氧全流程控制系统。

背景技术

现有反硝化滤池工艺实际运行中普遍存在进水溶解氧偏高导致外碳源大量无效损耗和碳源投加成本高等问题，据调研，大量反硝化滤池进水溶解氧DO高达7-8mg/L，理论上其会导致反硝化滤池外碳源无效损耗7-8mg/LCOD，即反硝化滤池进水高浓度DO会导致平均50mg/L的外碳源乙酸钠溶液(有效含量25％)被无效损耗，以某设计规模10万吨/日的高排放标准城镇污水处理厂为例，反硝化滤池进水高浓度DO会导致碳源投加成本增加约300万元/年。

因此，控制反硝化滤池进水溶解氧对于高排放标准城镇污水处理厂的节能降耗具有重要现实意义。但现有反硝化滤池进水溶解氧控制技术基本是针对反硝化滤池自身环节的末端反硝化滤池进水溶解氧控制技术，并不能从根本上彻底解决反硝化滤池进水高浓度溶解氧及其导致的外碳源无效损耗问题，部分典型反硝化滤池工程调研表明，虽然针对反硝化滤池环节采取了反硝化滤池进水DO末端控制相关技术，但未从全流程系统角度控制反硝化滤池进水DO，由于好氧区过量曝气、生物池出水跌水充氧、二沉池内集水槽和跌水井处显著的跌水充氧等因素影响，反硝化滤池进水DO仍高达7-8mg/L。

为解决上述现有反硝化滤池工艺存在的进水溶解氧无效损耗碳源的运行问题，克服现有反硝化滤池进水溶解氧末端控制技术的缺陷，亟需提出一种反硝化滤池进水溶解氧全流程控制系统及运行控制方法，以指导我国高排放标准城镇污水处理厂反硝化滤池工艺的精细化设计和运行。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服上述现有技术中存在的不足，而提供一种反硝化滤池进水溶解氧全流程控制系统，该系统通过反硝化滤池进水溶解氧的源头控制、过程控制和末端控制，可有效地解决现有反硝化滤池进水高浓度溶解氧无效损耗碳源的问题，具有碳源损耗基本控制、碳源投加成本节省显著、曝气能耗降低和工程投资低等优点。

如上构思，本实用新型的技术方案是：一种反硝化滤池进水溶解氧全流程控制系统，包括依次连接的好氧区(1)、生物池出水区(2)、二沉池(11)、二次提升泵房(18)、碳源混合池(20)和反硝化滤池 (21)，其特征在于：在生物池出水区(2)与二沉池(11)连接的出流管道(8)上安装第一电动阀(9)、在二沉池(11)与二次提升泵房(18)连接的二沉池出水管道(15)上安装第二电动阀(16)、在反硝化滤池(21)的反硝化滤池出水管道(24)上安装第三电动阀(25)；在好氧区(1)末段设置有在线溶解氧仪(5)、在生物池出水区内设置有第一液位计(4)、在二沉池集水槽(13)内设置有第二液位计(14)、在反硝化滤池内设置有第三液位计(23)，所述在线溶解氧仪(5)连接第一PLC控制器(7)，第一PLC控制器(7)同时连接好氧区鼓风机(6)，所述第一电动阀(9)和第一液位计(4)分别与第二PLC控制器(10)连接，所述第二电动阀(16)和第二液位计(14)分别与第三PLC控制器(17)连接，所述第三电动阀(25)和第三液位计(23) 分别与第四PLC控制器(26)连接。

进一步，所述好氧区鼓风机(6)采用变频风机。

进一步，所述第一电动阀(9)、第二电动阀(16)和第三电动阀 (25)均可调，开度为0-100％。

进一步，所述二沉池(11)为辐流式二沉池。

进一步，所述反硝化滤池(21)为下向流反硝化滤池。

进一步，所述生物池出水区(2)的出流管道(8)以淹没出流方式进入二沉池(11)，二沉池出水管道(15)以淹没出流方式进入二次提升泵房(18)，二次提升泵房出水管道(19)以淹没出流方式进入碳源混合池(20)。

本实用新型具有以下优点和积极效果：

1.本实用新型以反硝化滤池进水溶解氧影响因素深入研究为基础，从系统控制角度，构建一种反硝化滤池进水溶解氧全流程控制系统及运行控制方法，通过源头控制、过程控制和末端控制，可系统解决现有反硝化滤池进水高浓度溶解氧无效损耗碳源的运行问题，克服现有反硝化滤池进水溶解氧末端控制技术的不足，具有碳源损耗基本控制、明显降低碳源投加成本、经济社会效益显著、运行控制方法简单、工程投资低等优点。

2.本实用新型基于反硝化滤池进水溶解氧的源头控制，提出好氧区末段溶解氧控制浓度为0.5-1mg/L，明显低于传统好氧区末段溶解氧控制浓度(通常2mg/L)，有利于好氧区曝气系统的节能降耗。

3.本实用新型提出好氧区出流的控制跌水高度为30-40cm，将后续反硝化滤池进水DO的过程控制与充分利用跌水充氧降低好氧区曝气能耗有机耦合。

4.本实用新型基于反硝化滤池进水溶解氧的过程控制，通过在二沉池出水管道上设置可调节电动阀，控制二沉池集水槽运行液位在二沉池出水堰底以下5-10cm，基本解决了传统二沉池集水槽和跌水井处严重的跌水充氧问题(通常跌水导致的DO增量可达7mg/L)。

5.本实用新型针对性、实用性和可操作性强，可为我国高排放标准下城镇污水处理厂反硝化滤池工艺的精细化设计和运行提供新思路，对高排放标准污水处理厂的节能降耗具有重要现实意义。

附图说明：

图1本实用新型一种反硝化滤池进水溶解氧全流程控制系统的结构示意图。

附图标记说明：1-好氧区；2-生物池出水区；3-好氧区出水堰； 4-第一液位计；5-在线溶解氧仪；6-好氧区鼓风机；7-第一PLC控制器；8-生物池出水区出流管道；9-第一电动阀；10-第二PLC控制器； 11-二沉池；12-二沉池出水堰；13-二沉池集水槽；14-第二液位计；15-二沉池出水管道；16-第二电动阀；17-第三PLC控制器；18-二次提升泵房；19-二次提升泵房出水管道；20-碳源混合池；21-反硝化滤池；22-反硝化滤池进水堰；23-第三液位计；24-反硝化滤池出水管道；25-第三电动阀；26-第四PLC控制器。

具体实施方式：

下面结合具体附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示：本实用新型提供一种反硝化滤池进水溶解氧全流程控制系统及运行控制方法，包括依次连接的好氧区1、生物池出水区2、二沉池11、二次提升泵房18、碳源混合池20、反硝化滤池21。在生物池出水区2与二沉池11连接的出流管道8上安装第一电动阀 9、在二沉池11与二次提升泵房18连接的出水管道15上安装第二电动阀16、在反硝化滤池21的出水管道24上安装第三电动阀25；在好氧区1末段设置有在线溶解氧仪5、在生物池出水区2内设置有第一液位计4、在二沉池集水槽13内设置有第二液位计14、在反硝化滤池内设置有第三液位计23，所述在线溶解氧仪5连接第一PLC控制器7，第一PLC控制器7同时连接好氧区鼓风机6，所述第一电动阀9和第一液位计3分别与第二PLC控制器10连接，所述第二电动阀16和第二液位计14分别与第三PLC控制器17连接，所述第三电动阀25和第三液位计23分别与第四PLC控制器26连接。

所述第一PLC控制器7用于源头控制反硝化滤池进水溶解氧，第二PLC控制器10和第三PLC控制器17用于过程控制反硝化滤池进水溶解氧，第四PLC控制器26用于末端控制反硝化滤池进水溶解氧。

所述生物池出水区2的出流管道8以淹没出流方式进入二沉池 11，二沉池出水管道15以淹没出流方式进入二次提升泵房18，二次提升泵房出水管道19以淹没出流方式进入碳源混合池20，以过程控制后续反硝化滤池进水溶解氧。

所述好氧区鼓风机6采用变频风机，并且大小功率组合配置，以便于好氧区1末段污泥混合液溶解氧浓度的实时控制。

所述在线溶解氧仪5用于实时监测好氧区1末段污泥混合液溶解氧浓度，作为指导实时调控好氧区鼓风机6运行风量的核心参数。

所述第一液位计4用于实时监测生物池出水区运行液位，作为指导实时调控第一电动阀9开度的核心参数。

所述第二液位计14用于实时监测二沉池集水槽13运行液位，作为指导实时调控第二电动阀16开度的核心参数。

所述第三液位计23用于实时监测反硝化滤池21过滤时运行液位，作为指导实时调控第三电动阀25开度的核心参数。

所述的第一电动阀9、第二电动阀16和第三电动阀25均可调，开度为0-100％。

所述的二沉池11为辐流式二沉池，反硝化滤池21为下向流反硝化滤池。

以下结合三个实施例说明一种反硝化滤池进水溶解氧全流程控制系统的运行控制方法：

实施例1：主要包括以下步骤：

a、设定运行控制参数。基于源头控制，设定好氧区1末段在线溶解氧仪5的运行控制浓度为0.5mg/L；基于过程控制，设定好氧区出水堰3顶以下40cm为生物池出水区运行控制液位，即生物池出水区的控制跌水高度约为40cm，控制污泥混合液在生物池出水区跌水导致的溶解氧增量为1.5mg/L，进而控制后续二沉池11入流污泥混合液的实时溶解氧尽量为2mg/L，用于二沉池内污泥耗氧并防止发生厌氧或反硝化反应导致污泥上浮；基于过程控制，设定二沉池出水堰12底以下5cm为二沉池集水槽13运行控制液位；基于末端控制，设定反硝化滤池21进水堰22底以下5cm为反硝化滤池21过滤时运行控制液位；

b、将设置在好氧区末段的在线溶解氧仪5监测的溶解氧浓度实时传输至第一PLC控制器7，第一PLC控制器根据输入值指令好氧区鼓风机6运行风量的实时动态调控，将好氧区末段污泥混合液溶解氧浓度实时控制在设定的溶解氧运行控制浓度0.5mg/L，实现后续反硝化滤池进水溶解氧浓度的源头控制；

c、将设置在生物池出水区的第一液位计4监测的生物池出水区的运行液位实时传输至第二PLC控制器10，第二PLC控制器根据输入值指令第一电动阀9运行开度的实时调控，将生物池出水区2运行液位实时控制在设定的运行控制液位(好氧区出水堰顶以下40cm)，控制污泥混合液在生物池出水区跌水导致的溶解氧增量为1.5mg/L，进而控制后续二沉池11入流污泥混合液实时溶解氧尽量为2mg/L，实现后续反硝化滤池进水溶解氧浓度的过程控制；

d、将设置在二沉池集水槽的第二液位计14监测的二沉池集水槽的运行液位实时传输至第三PLC控制器17，第三PLC控制器根据输入值指令第二电动阀16运行开度的实时调控，将二沉池集水槽13的运行液位实时控制在设定的运行控制液位(二沉池出水堰底以下5cm)，控制现有二沉池集水槽及跌水井处显著的跌水充氧作用，实现后续反硝化滤池进水溶解氧浓度的过程控制；

e、将设置在反硝化滤池的第三液位计23监测的反硝化滤池过滤时的运行液位实时传输至第四PLC控制器26，第四PLC控制器根据输入值指令反硝化滤池过滤周期内第三电动阀25运行开度的实时动态调控，将反硝化滤池21过滤时的运行液位实时控制在设定的运行控制液位(反硝化滤池进水堰底以下5cm)，以控制反硝化滤池进水堰配水时显著的跌水充氧作用，实现后续反硝化滤池进水溶解氧浓度的末端控制。

实施例2：主要包括以下步骤：

a、设定运行控制参数。基于源头控制，设定好氧区1末段在线溶解氧仪5的运行控制浓度为1mg/L；基于过程控制，设定好氧区出水堰3顶以下30cm为生物池出水区运行控制液位，即生物池出水区的控制跌水高度约为30cm，控制污泥混合液在生物池出水区跌水导致的溶解氧增量为1mg/L，进而控制后续二沉池11入流污泥混合液的实时溶解氧尽量为2mg/L，用于二沉池内污泥耗氧并防止发生厌氧或反硝化反应导致污泥上浮；基于过程控制，设定二沉池出水堰12 底以下10cm为二沉池集水槽13运行控制液位；基于末端控制，设定反硝化滤池21进水堰22底以下10cm为反硝化滤池21过滤时运行控制液位；

b、将设置在好氧区末段的在线溶解氧仪5监测的溶解氧浓度实时传输至第一PLC控制器7，第一PLC控制器根据输入值指令好氧区鼓风机6运行风量的实时动态调控，将好氧区末段污泥混合液溶解氧浓度实时控制在设定的溶解氧运行控制浓度1mg/L，实现后续反硝化滤池进水溶解氧浓度的源头控制；

c、将设置在生物池出水区的第一液位计4监测的生物池出水区的运行液位实时传输至第二PLC控制器10，第二PLC控制器根据输入值指令第一电动阀9运行开度的实时调控，将生物池出水区2的运行液位实时控制在设定的运行控制液位(好氧区出水堰顶以下30cm)，控制污泥混合液在生物池出水区跌水导致的溶解氧增量为1mg/L，进而控制后续二沉池11入流污泥混合液实时溶解氧尽量为2mg/L，实现后续反硝化滤池进水溶解氧浓度的过程控制；

d、将设置在二沉池集水槽的第二液位计14监测的二沉池集水槽的运行液位实时传输至第三PLC控制器17，第三PLC控制器根据输入值指令第二电动阀16运行开度的实时调控，将二沉池集水槽13的运行液位实时控制在设定的运行控制液位(二沉池出水堰底以下10cm)，控制现有二沉池集水槽及跌水井处显著的跌水充氧作用，实现后续反硝化滤池进水溶解氧浓度的过程控制；

e、将设置在反硝化滤池的第三液位计23监测的反硝化滤池过滤时的运行液位实时传输至第四PLC控制器26，第四PLC控制器根据输入值指令反硝化滤池过滤周期内第三电动阀25运行开度的实时动态调控，将反硝化滤池21过滤时的运行液位实时控制在设定的运行控制液位(反硝化滤池进水堰底以下10cm)，以控制反硝化滤池进水堰配水时显著的跌水充氧作用，实现后续反硝化滤池进水溶解氧浓度的末端控制。

实施例三：主要包括以下步骤：

a、设定运行控制参数。基于源头控制，设定好氧区1末段在线溶解氧仪5的运行控制浓度为0.5mg/L；基于过程控制，设定好氧区出水堰3顶以下40cm为生物池出水区运行控制液位，即生物池出水区的控制跌水高度约为40cm，控制污泥混合液在生物池出水区跌水导致的溶解氧增量为1.5mg/L，进而控制后续二沉池11入流污泥混合液的实时溶解氧尽量为2mg/L，用于二沉池内污泥耗氧并防止发生厌氧或反硝化反应导致污泥上浮；基于过程控制，设定二沉池出水堰 12底以下10cm为二沉池集水槽13运行控制液位；基于末端控制，设定反硝化滤池21进水堰22底以下5cm为反硝化滤池21过滤时运行控制液位；

b、将设置在好氧区末段的在线溶解氧仪5监测的溶解氧浓度实时传输至第一PLC控制器7，第一PLC控制器根据输入值指令好氧区鼓风机6运行风量的实时动态调控，将好氧区末段污泥混合液溶解氧浓度实时控制在设定的溶解氧运行控制浓度0.5mg/L，实现后续反硝化滤池进水溶解氧浓度的源头控制；

c、将设置在生物池出水区的第一液位计4监测的生物池出水区的运行液位实时传输至第二PLC控制器10，第二PLC控制器根据输入值指令第一电动阀9运行开度的实时调控，将生物池出水区2的运行液位实时控制在设定的运行控制液位(好氧区出水堰顶以下40cm)，控制污泥混合液在生物池出水区跌水导致的溶解氧增量为1.5mg/L，进而控制后续二沉池11入流污泥混合液实时溶解氧尽量为2mg/L，实现后续反硝化滤池进水溶解氧浓度的过程控制；

d、将设置在二沉池集水槽的第二液位计14监测的二沉池集水槽的运行液位实时传输至第三PLC控制器17，第三PLC控制器根据输入值指令第二电动阀16运行开度的实时调控，将二沉池集水槽13的运行液位实时控制在设定的运行控制液位(二沉池出水堰底以下10cm)，控制现有二沉池集水槽及跌水井处显著的跌水充氧作用，实现后续反硝化滤池进水溶解氧浓度的过程控制；

e、将设置在反硝化滤池的第三液位计23监测的反硝化滤池过滤时的运行液位实时传输至第四PLC控制器26，第四PLC控制器根据输入值指令反硝化滤池过滤周期内第三电动阀25运行开度的实时动态调控，将反硝化滤池21过滤时的运行液位实时控制在设定的运行控制液位(反硝化滤池进水堰底以下5cm)，以控制反硝化滤池进水堰配水时显著的跌水充氧作用，实现后续反硝化滤池进水溶解氧浓度的末端控制。

上述实施例是提供给本领域技术人员来实现或使用本实用新型，本领域技术人员可在不脱离本实用新型的实用新型思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本实用新型的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

Claims (6)

1.一种反硝化滤池进水溶解氧全流程控制系统，包括依次连接的好氧区(1)、生物池出水区(2)、二沉池(11)、二次提升泵房(18)、碳源混合池(20)和反硝化滤池(21)，其特征在于：在生物池出水区(2)与二沉池(11)连接的出流管道(8)上安装第一电动阀(9)、在二沉池(11)与二次提升泵房(18)连接的二沉池出水管道(15)上安装第二电动阀(16)、在反硝化滤池(21)的反硝化滤池出水管道(24)上安装第三电动阀(25)；在好氧区(1)末段设置有在线溶解氧仪(5)、在生物池出水区内设置有第一液位计(4)、在二沉池集水槽(13)内设置有第二液位计(14)、在反硝化滤池内设置有第三液位计(23)，所述在线溶解氧仪(5)连接第一PLC控制器(7)，第一PLC控制器(7)同时连接好氧区鼓风机(6)，所述第一电动阀(9)和第一液位计(4)分别与第二PLC控制器(10)连接，所述第二电动阀(16)和第二液位计(14)分别与第三PLC控制器(17)连接，所述第三电动阀(25)和第三液位计(23)分别与第四PLC控制器(26)连接。

2.根据权利要求1所述的一种反硝化滤池进水溶解氧全流程控制系统，其特征在于：所述好氧区鼓风机(6)采用变频风机。

3.根据权利要求1所述的一种反硝化滤池进水溶解氧全流程控制系统，其特征在于：所述第一电动阀(9)、第二电动阀(16)和第三电动阀(25)均可调，开度为0-100％。

4.根据权利要求1所述的一种反硝化滤池进水溶解氧全流程控制系统，其特征在于：所述二沉池(11)为辐流式二沉池。

5.根据权利要求1所述的一种反硝化滤池进水溶解氧全流程控制系统，其特征在于：所述反硝化滤池(21)为下向流反硝化滤池。

6.根据权利要求1所述的一种反硝化滤池进水溶解氧全流程控制系统，其特征在于：所述生物池出水区(2)的出流管道(8)以淹没出流方式进入二沉池(11)，二沉池出水管道(15)以淹没出流方式进入二次提升泵房(18)，二次提升泵房出水管道(19)以淹没出流方式进入碳源混合池(20)。

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