專利名稱：Cast分段進(jìn)水同步脫氮除磷強(qiáng)化過程控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于SBR (序批式活性污泥法)及其變型工藝污水生 物脫氮技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及適用于含氮工業(yè)廢水處理和城鎮(zhèn)污水深度 處理的CAST (循環(huán)式活性污泥法)分段進(jìn)水同步脫氮除磷強(qiáng)化過程 控制裝置。
背景技術(shù)：
富營養(yǎng)化問題是當(dāng)今世界各國面臨的最主要的水污染問題之一 ，近 年來盡管我國城市污水的處理率不斷提高，但是由氮、磷污染引起的水 體富營養(yǎng)化問題沒有得到根本的解決，甚至有日益嚴(yán)重的趨勢。我國的 大型淡水湖泊和近岸海域均達(dá)中度或重度的富營養(yǎng)污染。我國在2002 年新頒布的《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中增加了總氮、總磷最 高允許排放濃度，同時(shí)也對(duì)出水氨氮提出了更嚴(yán)格的要求，可見污水處 理的主要矛盾已逐漸由有機(jī)污染物的去除轉(zhuǎn)變?yōu)榈孜廴疚锏娜コＳ?于污水中氮化合物(如NH/及N0「)的分子量比較小，無法通過投加藥 劑去除，如果利用膜技術(shù)來去除氮化合物，僅反滲透膜技術(shù)是最有效的， 但該方法成本過于昂貴，難以推廣應(yīng)用；而其它的膜處理技術(shù)，如納濾、 微濾等方法均無法有效去除污水中的氮化合物，因此氮的去除是污水處 理的難點(diǎn)和重點(diǎn)，只有利用生物脫氮技術(shù)才能徹底去除。
生物脫氮過程主要分為兩部分，即通過硝化作用將氨氮轉(zhuǎn)化為硝 酸鹽氮，再通過反硝化作用將硝酸鹽氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)鈴乃幸莩觥鹘y(tǒng) 的污水生物脫氮技術(shù)如A/0、 A2/0工藝，其運(yùn)行過程的可控性較差，且氮的去除率很難達(dá)到80°/。以上。生物除磷也分為兩個(gè)階段第一階 段為厭氧釋磷，即產(chǎn)酸菌在厭氧或缺氧條件下，分解廢水中的大分子 有機(jī)物為乙酸等低分子脂肪酸(VFA)或短鏈脂肪酸(SCFA)等，聚磷菌 則在厭氧條件下，分解體內(nèi)的多聚磷酸鹽和糖原等產(chǎn)生ATP,利用ATP 吸收產(chǎn)酸菌產(chǎn)生的基質(zhì)，合成聚羥基丁酸鹽(PHB)，同時(shí)釋放無機(jī) 磷P0 —;第二階—段為好氧攝磷，即在好氧條件下，聚磷菌氧化PHB，除 產(chǎn)生能量用于自身生長合成外，還把體外的P0/ —運(yùn)輸?shù)襟w內(nèi)合成ATP 和核S臾，過剩的PO ^被聚合成多聚磷酸鹽儲(chǔ)存在體內(nèi)，最后高磷污泥 通過剩余污泥的方式排去，從而達(dá)到除磷的目的。
CAST是SBR法的一種變形工藝，在SBR的基礎(chǔ)上增設(shè)一個(gè)生物選擇 器，以期取得抑制絲狀菌污泥膨脹發(fā)生和一定的脫氮除磷效果，然而在 實(shí)踐中該工藝為單一污泥懸浮生長系統(tǒng)，利用同一反應(yīng)器中的混合微生 物種群完成有機(jī)物氧化、硝化、反硝化和生物除磷。多種處理功能的相 互影響在實(shí)際應(yīng)用中限制了其處理效能，也給控制提出了非常嚴(yán)格的要 求。目前在實(shí)際應(yīng)用的CAST工藝當(dāng)中，所采用的運(yùn)行方式基本上都是 以時(shí)序控制為主，例如一個(gè)典型的運(yùn)行周期包括4個(gè)小時(shí)，其中2小時(shí) 為進(jìn)水-曝氣階段，l小時(shí)為沉淀階段，另外l小時(shí)為排水階段，這種固 定時(shí)間長度的運(yùn)行方式的缺點(diǎn)是顯而易見的，因?yàn)槲鬯乃|(zhì)不是一成 不變的，所以佳_得工藝對(duì)污染物的去除效率不穩(wěn)定。
硝化細(xì)菌是一種化能自養(yǎng)菌；有機(jī)物降解由異養(yǎng)細(xì)菌完成。當(dāng)這 兩種細(xì)菌混合培養(yǎng)時(shí)，由于存在對(duì)底物和DO的竟?fàn)?，硝化菌的生長 將受到抑制，難以成為優(yōu)勢種群。由于異養(yǎng)菌對(duì)氨的同化作用速率遠(yuǎn)大于硝化細(xì)菌對(duì)氨的氧化速率，當(dāng)進(jìn)水有機(jī)負(fù)荷較高時(shí)，在生物處理 系統(tǒng)中占優(yōu)勢的異氧氧化菌種將會(huì)利用氨物質(zhì)進(jìn)行合成代謝，大量消 耗溶解氧，抑制硝化作用。此外，固定的曝氣時(shí)間有可能使得硝化不
徹底。另一方面就是反硝化不徹底。CAST工藝中有約20%的硝態(tài)氮通 過回流污泥進(jìn)4亍反硝化，其余的硝態(tài)氮需通過同步硝化反硝化和沉 淀、閑置期污泥的反硝化實(shí)現(xiàn)。而盡管同步硝化反硝化可采用變強(qiáng)度 曝氣實(shí)現(xiàn)，但其效果不理想也是眾所周知的。在沉淀、閑置期中，由 于有機(jī)物已充分降解，反硝化所需的碳源不足，也限制了反硝化效率 的進(jìn)一步提高?？偟娜コ适艿接绊?，由此引發(fā)下一個(gè)周期選擇 器內(nèi)因回流混合液中有硝態(tài)氮存在時(shí)由于聚磷菌和反硝化菌對(duì)基質(zhì) 形成竟?fàn)帲咕哿拙屃资艿揭种贫荒艹浞址帕?，從而進(jìn)一步影響 聚磷菌過量吸磷的能力。而要想進(jìn)一步提高除磷效率，就需要外加藥 劑進(jìn)行化學(xué)除磷。此外，除磷與脫氮在泥齡上的需求矛盾也導(dǎo)致兩種 營養(yǎng)物的高去除率不能兼得，致使該工藝的應(yīng)用受到了限制。因此， 為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，并保證工藝出水水質(zhì)，需要一種可根據(jù)原水水質(zhì) 調(diào)節(jié)各階段時(shí)間的優(yōu)化運(yùn)行方式。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，而提供一種CAST 分段進(jìn)水同步脫氮除磷強(qiáng)化過程控制裝置。本實(shí)用新型不僅能夠提高 處理效率、降低運(yùn)行成本，而且在進(jìn)水污染物濃度發(fā)生較大變化時(shí)， 由于采用了實(shí)時(shí)過程控制仍能準(zhǔn)確地控制交替缺氧/好氧時(shí)間，使整 個(gè)系統(tǒng)的抗沖擊負(fù)荷能力大大提高。
本實(shí)用新型所提供的CAST分段進(jìn)水同步脫氮除磷強(qiáng)化過程控制裝置包括有選擇器、主反應(yīng)區(qū)、將原污水打入選擇器內(nèi)的進(jìn)水泵、設(shè) 置在選擇器內(nèi)的攪拌器、設(shè)置在主反應(yīng)區(qū)內(nèi)的潛水?dāng)嚢杵?、用于將?泥從主反應(yīng)區(qū)回流至選擇器的回流污泥泵、主反應(yīng)區(qū)底部所設(shè)曝氣 器、連接在曝氣器上的空氣壓縮機(jī)、設(shè)置在主反應(yīng)區(qū)內(nèi)的潷水器、與 潷水器相連的排水闊、用于排放主反應(yīng)區(qū)內(nèi)剩余污泥的排泥閥、實(shí)時(shí)
控制系統(tǒng)，與實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)相連接的DO (溶解氧)、0RP(氧化還原 電位)、pH傳感器。所述的實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)用于控制包括連接在進(jìn)水泵、 攪拌器、潛水?dāng)嚢杵?、回流污泥泵、空氣壓縮機(jī)、潷水器、排水閥以 及排泥閥的時(shí)間繼電器、計(jì)算機(jī)以及連接在計(jì)算機(jī)上的數(shù)據(jù)采集卡。
其中，所述的潷水器為無動(dòng)力式潷水器，由液面的收水裝置和與 之相連的排水裝置及傳動(dòng)裝置組成。
釆用本實(shí)用新型的裝置對(duì)污水進(jìn)行同步脫氮除磷處理時(shí)，包括以
下步驟
1) 進(jìn)水/缺氧攪拌通過實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)打開進(jìn)水泵并開啟選擇器 內(nèi)攪拌器；進(jìn)水的同時(shí)開啟回流污泥泵，在預(yù)先設(shè)定的回流量下，污 泥由主反應(yīng)區(qū)末端回流至選擇器，并且開啟主反應(yīng)區(qū)內(nèi)潛水?dāng)嚢杵鳎?系統(tǒng)進(jìn)行缺氧反硝化脫氮過程，反硝化進(jìn)程由ORP、 pH實(shí)時(shí)傳感器監(jiān) 控，并通過數(shù)據(jù)采集卡實(shí)時(shí)將所獲得的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)接?jì)算機(jī)進(jìn)行處 理，以達(dá)到對(duì)進(jìn)水和攪拌時(shí)間的控制，當(dāng)pH值曲線上出現(xiàn)極大值， 同時(shí)ORP曲線上出現(xiàn)拐點(diǎn)，表明反硝化過程結(jié)束，系統(tǒng)進(jìn)入下一道工 序；
2) 進(jìn)水/厭氧攪拌反硝化結(jié)束后，進(jìn)水泵繼續(xù)向選擇器內(nèi)投加原污水，此時(shí)pH值由上升轉(zhuǎn)為下降，同時(shí)ORP值下降速率加快，表 明系統(tǒng)進(jìn)入?yún)捬醍a(chǎn)酸階段，聚磷菌進(jìn)行放磷活動(dòng)，進(jìn)水和厭氧攪拌時(shí) 間由連接進(jìn)水泵的時(shí)間繼電器控制，到達(dá)預(yù)計(jì)進(jìn)水時(shí)間并完成厭氧放 磷關(guān)閉進(jìn)水泵和潛水?dāng)嚢杵?，停止進(jìn)水?dāng)嚢瑁?br> 3)曝氣停止進(jìn)水?dāng)嚢韬螅蓪?shí)時(shí)控制系統(tǒng)開啟空氣壓縮機(jī)， 由空氣壓縮機(jī)提供的壓縮空氣進(jìn)入曝氣器，向主反應(yīng)區(qū)的混合液中供 氧，進(jìn)行有機(jī)物的降解、含氮化合物的硝化作用以及好氧攝磷反應(yīng)， 整個(gè)過程由D0、 0RP、 pH傳感器13監(jiān)控，并通過數(shù)據(jù)采集卡實(shí)時(shí)將 所獲得的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)實(shí)施曝氣時(shí)間的實(shí)時(shí)控制，當(dāng)pH值曲線 上出現(xiàn)極小值、D0值出現(xiàn)突躍，同時(shí)ORP曲線上出現(xiàn)平臺(tái)，表明硝 化過程結(jié)束，此時(shí)關(guān)閉空氣壓縮機(jī)，停止曝氣，然后系統(tǒng)進(jìn)入下一道 工序；
4 )重復(fù)加原污水反硝化及后曝氣重復(fù)步驟1 )、步驟3 )兩步， 重復(fù)的次數(shù)隨原污水水質(zhì)及處理水量要求變化；
5) 沉淀曝氣工序結(jié)束時(shí)，由實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中的時(shí)間繼電器根 據(jù)預(yù)先設(shè)定的時(shí)間控制沉淀時(shí)間，此時(shí)進(jìn)水泵、攪拌器、潛水?dāng)嚢杵鳌?回流污泥泵、空氣壓縮機(jī)、潷水器、排水閥和排泥閥均處于關(guān)閉狀態(tài)；
6) 排水沉淀階段結(jié)束后，在實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)下，無動(dòng)力 式潷水器開始工作，將處理后的水經(jīng)排水閥排出，排水時(shí)間由連接在 無動(dòng)力式潷水器上的時(shí)間繼電器控制；
7) 閑置在實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)下，整個(gè)反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)的所有閥 門、繼電器和計(jì)量泵均關(guān)閉，反應(yīng)器既不進(jìn)水也不排水，處于待機(jī)狀態(tài)；
8)系統(tǒng)依次重復(fù)l)、 2)、 3)、 4)、 5)、 6)、 7)各步驟，根據(jù) 原水水質(zhì)或水量變化自動(dòng)調(diào)節(jié)各步驟的時(shí)長，整個(gè)系統(tǒng)交替經(jīng)歷厭 氧、缺氧、好氧狀態(tài)，分段進(jìn)水和間歇出水，并在每個(gè)周期結(jié)束時(shí)經(jīng) 由排泥閥定期排放剩余的活性污泥。
本實(shí)用新型的工作原理及過程
(1) 投加原污水，使其中含有的可被反硝化菌利用的有機(jī)碳源 的量剛好滿足系統(tǒng)內(nèi)上一個(gè)周期所殘留的硝態(tài)氮反硝化的要求，反硝 化過程中硝態(tài)氮不斷被還原為氮?dú)?，使得反?yīng)系統(tǒng)內(nèi)的氧化態(tài)物質(zhì)不 斷減少，因此ORP值不斷下降，當(dāng)反硝化完全結(jié)束后，由于進(jìn)入了厭 氧狀態(tài)，ORP下降速率加快，ORP曲線出現(xiàn)拐點(diǎn)。同時(shí)反硝化過程由 于不斷產(chǎn)生堿度，所以pH值會(huì)持續(xù)上升，當(dāng)反硝化結(jié)束時(shí)，由于進(jìn) 入?yún)捬醢l(fā)酵產(chǎn)酸階段，所以pH值會(huì)由上升變?yōu)橄陆?，出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。 根據(jù)以上特征點(diǎn)，我們可以精確判斷反硝化反應(yīng)的進(jìn)程。
(2) 反硝化結(jié)束后，繼續(xù)投加原污水，系統(tǒng)進(jìn)入?yún)捬醢l(fā)酵產(chǎn)酸 階段，pH值由上升轉(zhuǎn)為下降，同時(shí)ORP值也大幅下降，表明系統(tǒng)內(nèi)
水?dāng)嚢杵?，避免進(jìn)水過多引起的碳源浪費(fèi)并節(jié)約運(yùn)行成本；
(3) 啟動(dòng)空氣壓縮機(jī)進(jìn)行曝氣，好氧去除水中的有機(jī)物，然后 將水中的氨氮氧化為硝態(tài)氮，即進(jìn)行硝化反應(yīng)。同時(shí)，聚磷菌在好氧 條件下過量吸磷。曝氣過程中產(chǎn)生的氣泡使得污水和活性污泥充分接 觸，起到了攪拌混合的作用?；钚晕勰嘌趸杏袡C(jī)物及氨氮是好氧
8過程，因此當(dāng)有機(jī)物降解完全、硝化反應(yīng)結(jié)束時(shí)，水中溶解氧將不再
被微生物利用，因此DO值會(huì)出現(xiàn)躍升，水中氧化態(tài)物質(zhì)也不再增加， 0RP值出現(xiàn)平臺(tái)。同時(shí)，硝化反應(yīng)是一個(gè)產(chǎn)酸的反應(yīng)，因此當(dāng)硝化反 應(yīng)結(jié)束時(shí)，pH值會(huì)由下降變?yōu)樯仙８鶕?jù)以上特征點(diǎn)，我們可以精 確了解系統(tǒng)中的反應(yīng)進(jìn)程，當(dāng)硝化反應(yīng)結(jié)束時(shí)，停止曝氣，避免了過 度曝氣而浪費(fèi)的能源。
(4) 投加適量原污水，使其中含有的可被反硝化菌利用的有機(jī) 碳源的量剛好滿足曝氣階段產(chǎn)生的硝態(tài)氮反硝化的要求。根據(jù)pH和 0RP曲線上的特征點(diǎn)對(duì)反硝化反應(yīng)的進(jìn)程加以控制，反硝化結(jié)束時(shí)， 停止攪拌。
(5) 再進(jìn)行曝氣，使投加原污水而帶入系統(tǒng)的氨氮全部轉(zhuǎn)化為 硝態(tài)氮，反應(yīng)進(jìn)程仍然依據(jù)DO、 0RP、 pH值的變化點(diǎn)來進(jìn)行控制。
(6) 重復(fù)投加適量原污水進(jìn)行反硝化和后曝氣的過程(n次)。 反應(yīng)的全部過程均在線檢測D0、 0RP、 pH值，根據(jù)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的控 制策略來識(shí)別在線控制參數(shù)的特征點(diǎn)，對(duì)反應(yīng)的每一步進(jìn)程進(jìn)行過程 控制。
(7) 反應(yīng)過程結(jié)束后，依次進(jìn)入沉淀、排水、閑置階段，并以
一定的周期依次重復(fù)以上步驟，并根據(jù)污泥齡定期排放污泥。 本實(shí)用新型具有下列優(yōu)點(diǎn)
(1 )本實(shí)用新型裝置與傳統(tǒng)CAST裝置相比，由于充分的利用了 原污水中的有機(jī)碳源，從而節(jié)省了外投碳源的費(fèi)用，同時(shí)，由于污水 中的有機(jī)物被作為反硝化碳源，這就節(jié)約了氧化這些有機(jī)物所需要的
9氧氣，既節(jié)約了空氣壓縮機(jī)的能耗，也減輕了有機(jī)物對(duì)硝化過程的影響。
(2)由于采用了分段進(jìn)水形式，在反硝化反應(yīng)完畢之后，主反 應(yīng)區(qū)的厭氧攪拌階段使放磷反應(yīng)得到強(qiáng)化并進(jìn)行的更加完全，為聚磷 菌進(jìn)一步過量吸磷提供了良好條件，所以該工藝提高了系統(tǒng)的同步脫 氮除磷的性能。
(3 )采用實(shí)時(shí)控制策略控制生物脫氮過程中的好氧曝氣和缺氧 攪拌時(shí)間，從根本上解決了曝氣或攪拌時(shí)間不足所引起的硝化或反硝 化不完全和曝氣或攪拌時(shí)間過長所帶來的運(yùn)行成本的提高和能源的 浪費(fèi)。并且能夠根據(jù)原水水質(zhì)水量的變化實(shí)時(shí)控制各個(gè)生化反應(yīng)所需 的原水投加量、反應(yīng)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)智能化控制。
(4 )主體裝置采用的是CAST工藝，使有機(jī)物和含氮化合物在一 個(gè)反應(yīng)池內(nèi)得到去除，減少了缺氧池和沉淀池等處理構(gòu)筑物，從而降 低了基建投資和整個(gè)工藝的占地面積。
(5)整個(gè)工藝由實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)完成，具有管理操作方便，費(fèi)用 低、耐沖擊負(fù)荷強(qiáng)、且上周期殘留硝態(tài)氮反硝化結(jié)束后繼續(xù)進(jìn)水強(qiáng)化 主反應(yīng)區(qū)的厭氧釋磷階段使系統(tǒng)更不易發(fā)生污泥膨脹。
本實(shí)用新型裝置可廣泛應(yīng)用于中小城鎮(zhèn)城市污水或有機(jī)物、氮素 含量變化較大的工業(yè)廢水的處理，特別適用于已采用CAST工藝的污 水處理廠或準(zhǔn)備采用CAST工藝的污水處理廠。

圖l是本實(shí)用新型操作的工序示意圖。圖2是本實(shí)用新型裝置結(jié)構(gòu)示意圖，其中，1.選擇器、2.主反 應(yīng)區(qū)、3.進(jìn)水泵；4.攪拌器、5.潛水?dāng)嚢杵鳌?.回流污泥泵、 7.曝氣器、8.空氣壓縮才幾、9.潷水器、10.排水閥、11.排泥閥、 12.實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，13. D0、 0RP、 pH傳感器。
圖3是本實(shí)用新型的過程控制示意圖。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提供的裝置如圖2所示包括長方體反應(yīng)池(池體分 為兩部分，前端為選擇器l，后端為主反應(yīng)區(qū)2)、將原污水打入選擇 器1內(nèi)的進(jìn)水泵3、設(shè)置在選擇器1內(nèi)的攪拌器4、設(shè)置在主反應(yīng)區(qū) 2內(nèi)的潛水?dāng)嚢杵?、用于將污泥從主反應(yīng)區(qū)2回流至選擇器1的回 流污泥泵6、主反應(yīng)區(qū)2底部所設(shè)曝氣器7、連接在曝氣器7上的空 氣壓縮機(jī)8、設(shè)置在主反應(yīng)區(qū)2內(nèi)的潷水器9以及與^目連的排水閥 10、用于排;改主反應(yīng)區(qū)2內(nèi)剩余污泥的排泥閥11、實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)12, 與實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)12相連接的D0、 0RP、 pH傳感器13。所述的實(shí)時(shí)控 制系統(tǒng)12用于控制包括連接在進(jìn)水泵3、攪拌器4、潛水?dāng)嚢杵?、 回流污泥泵6、空氣壓縮機(jī)8、潷水器9、排水閥10以及排泥閥11 的時(shí)間繼電器、計(jì)算機(jī)以及連接在計(jì)算機(jī)上的數(shù)據(jù)采集卡。
本實(shí)施例中的CAST分段進(jìn)水深度脫氮的過程控制步驟如圖1、 圖3所示，包括以下工序
I進(jìn)水/缺氧攪拌首先通過實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)12打開進(jìn)水泵3并開 啟選擇器1內(nèi)攪拌器4;進(jìn)水的同時(shí)開啟回流污泥泵6，在預(yù)先設(shè)定的回流量下，污泥由主反應(yīng)區(qū)2末端回流至選擇器1,并且開啟主反 應(yīng)區(qū)2內(nèi)潛水?dāng)嚢杵?，系統(tǒng)進(jìn)行缺氧反賄化脫氮過程，反硝化進(jìn)程 由ORP、 pH實(shí)時(shí)傳感器13監(jiān)控，并通過數(shù)據(jù)采集卡實(shí)時(shí)將所獲得的 數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)接?jì)算機(jī)進(jìn)行處理，以達(dá)到對(duì)進(jìn)水和攪拌時(shí)間的控制， 當(dāng)pH值曲線上出現(xiàn)極大值，同時(shí)ORP曲線上出現(xiàn)拐點(diǎn)，表明反硝化 過程結(jié)束，進(jìn)入第II道工序；
11進(jìn)水/厭氧攪拌反硝化結(jié)束后，進(jìn)水泵3繼續(xù)向選擇器1內(nèi) 投加原污水，此時(shí)pH值由上升轉(zhuǎn)為下降，同時(shí)ORP值下降速率加快， 表明系統(tǒng)進(jìn)入?yún)捬醍a(chǎn)酸階段，聚磷菌進(jìn)行放磷活動(dòng)，進(jìn)水及厭氧攪拌 時(shí)間由時(shí)間繼電器控制，完成預(yù)計(jì)進(jìn)水/厭氧攪拌后關(guān)閉進(jìn)水泵3及 潛水?dāng)嚢杵?，停止進(jìn)水?dāng)嚢?，進(jìn)入第III道工序；
III曝氣啟動(dòng)空氣壓縮機(jī)8，調(diào)節(jié)至適量的啄氣量對(duì)反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn) 行曝氣，由空氣壓縮機(jī)8提供的壓縮空氣由進(jìn)氣管進(jìn)入曝氣器7，以 微小氣泡的形式向活性污泥混合液高效供氧，并且使污水和活性污泥 充分接觸，整個(gè)過程由實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)12實(shí)施控制，主要根據(jù)反應(yīng)池 內(nèi)所安置的DO、 0RP、 pH傳感器13在反應(yīng)過程中所表現(xiàn)出的特征點(diǎn) 來間接獲取反應(yīng)進(jìn)程的信息，并再通過數(shù)據(jù)采集卡實(shí)時(shí)將所獲得的數(shù) 據(jù)信息傳輸?shù)接?jì)算機(jī)進(jìn)行處理，最終達(dá)到對(duì)曝氣時(shí)間的控制，當(dāng)實(shí)時(shí) 控制系統(tǒng)12得到表征硝化完成的信號(hào)后，關(guān)閉空氣壓縮才幾8，停止 曝氣，然后系統(tǒng)進(jìn)入第IV道工序；
IV重復(fù)加原污水反硝化及后曝氣重復(fù)投加適量原污水進(jìn)行反 硝化和后曝氣的過程，重復(fù)的次數(shù)隨原污水水質(zhì)、處理水量及出7JC要求變化，操作步驟同I 、 III;
V沉淀曝氣硝化工序結(jié)束時(shí)，由實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)12中的時(shí)間繼 電器根據(jù)預(yù)先設(shè)定的時(shí)間控制沉淀時(shí)間，此時(shí)進(jìn)水泵3、攪拌器4、 潛水?dāng)嚢杵?、回流污泥泵6、空氣壓縮機(jī)8、潷水器9、排水閥10 和排泥闊11均處于關(guān)閉狀態(tài)；
vi排水沉淀階^a結(jié)束后，排水工序啟動(dòng)(第VI道工序)，在實(shí) 時(shí)控制系統(tǒng)12調(diào)節(jié)下，無動(dòng)力式潷水器9開始工作，將處理后水經(jīng) 排水閥IO排出，排水時(shí)間由連接在無動(dòng)力式潷水器9上的時(shí)間繼電 器控制；
VII閑置排水結(jié)束到下一個(gè)周期開始定義為閑置期(第VII道工 序)，根據(jù)需要，設(shè)定閑置時(shí)間，在實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)12調(diào)節(jié)下，整個(gè)反 應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)的所有閥門、繼電器和計(jì)量泵均關(guān)閉，反應(yīng)池既不進(jìn)水也不 排水，處于待機(jī)狀態(tài)；
VIII整個(gè)系統(tǒng)由實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)12控制順次重復(fù)進(jìn)水/攪拌、曝 氣、沉淀、排水和閑置5個(gè)工序，使整個(gè)系統(tǒng)始終處于厭氧、缺氧、 好氧交替的狀態(tài)，分段進(jìn)水和間歇出水，并在每個(gè)周期結(jié)束時(shí)打開排 泥閥11經(jīng)由排泥管定期排放剩余的活性污泥。
本實(shí)用新型可廣泛應(yīng)用于中小城鎮(zhèn)城市污水的處理，特別適用于 已采用CAST工藝的污水處理廠或準(zhǔn)備采用CAST工藝的污水處理廠。 首先應(yīng)具備D0、 ORP和pH值實(shí)時(shí)檢測設(shè)備，待系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行之后， 觀測D0、 ORP和pH值在去除有機(jī)物、硝化與反硝化、放磷、吸磷生 化反應(yīng)過程中的變化規(guī)律，根據(jù)參數(shù)變化的特征規(guī)律，將實(shí)時(shí)控制的軟件、石更件系統(tǒng)與D0、 0RP、 pH值在線4全測相結(jié)合，并才艮據(jù)實(shí)際運(yùn)行 情況調(diào)整某些參數(shù)和控制規(guī)則，例如回流比、進(jìn)水/厭氧攪拌及沉淀 時(shí)間等，以取得理想的出水水質(zhì)。 實(shí)施例
以某大學(xué)家屬區(qū)排放的實(shí)際生活污水作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象(pH=6. 5 ~ 7.8, COD=260 ~ 350 mg/L， TN-60 ~ 85mg/L, TP=3. 5 ~ 10. 5mg/L )。所 選擇的CAST反應(yīng)器有效容積72L,反應(yīng)器內(nèi)初始MLSS在3. 5 ~ 4. 0 g/L,曝氣量恒定在0. 8 mVh，泥齡維持在10 d左右，反應(yīng)溫度23 °C。利用CAST分段進(jìn)水強(qiáng)化脫氮除磷技術(shù)及其過程控制裝置，處理 水量24L,分段次數(shù)為3次，最終出水中COD小于50 mg/L、總氮小 于10mg/L，總磷小于O. 5mg/L，低于國家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)所要求的濃 度。
權(quán)利要求1、一種CAST分段進(jìn)水同步脫氮除磷強(qiáng)化過程控制裝置，包括有選擇器(1)、主反應(yīng)區(qū)(2)、將原污水打入選擇器(1)內(nèi)的進(jìn)水泵(3)、設(shè)置在選擇器(1)內(nèi)的攪拌器(4)、用于將污泥從主反應(yīng)區(qū)(2)回流至選擇器(1)的回流污泥泵(6)、主反應(yīng)區(qū)(2)底部所設(shè)曝氣器(7)、連接在曝氣器(7)上的空氣壓縮機(jī)(8)、設(shè)置在主反應(yīng)區(qū)(2)內(nèi)的潷水器(9)、與潷水器(9)相連的排水閥(10)、用于排放主反應(yīng)區(qū)(2)內(nèi)剩余污泥的排泥閥(11)和與計(jì)算機(jī)相聯(lián)接的DO、ORP、pH傳感器(13)，其特征在于，包括有設(shè)置在主反應(yīng)區(qū)(2)內(nèi)的潛水?dāng)嚢杵?5)，還包括實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)(12)，實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)(12)與進(jìn)水泵(3)、攪拌器(4)、潛水?dāng)嚢杵?5)、回流污泥泵(6)、空氣壓縮機(jī)(8)、潷水器(9)、排水閥(10)和排泥閥(11)上的時(shí)間繼電器連接，實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)(12)還與DO、ORP、pH傳感器(13)和計(jì)算機(jī)連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的過程控制裝置，其特征在于，所述的潷水 器為無動(dòng)力式潷水器，由液面的收水裝置和與之相連的排水裝置和傳 動(dòng)裝置組成。
專利摘要CAST分段進(jìn)水同步脫氮除磷強(qiáng)化過程控制裝置屬于SBR及其變型工藝污水生物脫氮技術(shù)領(lǐng)域。目前應(yīng)用的CAST工藝脫氮除磷效果不理想。本實(shí)用新型裝置包括有選擇器、主反應(yīng)區(qū)、進(jìn)水泵、攪拌器、潛水?dāng)嚢杵?、回流污泥泵、曝氣器、空氣壓縮機(jī)潷水器、排水閥、排泥閥、實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)，傳感器。所述的實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)用于控制包括連接在進(jìn)水泵、攪拌器、潛水?dāng)嚢杵?、回流污泥泵、空氣壓縮機(jī)、潷水器、排水閥以及排泥閥的時(shí)間繼電器、計(jì)算機(jī)以及連接在計(jì)算機(jī)上的數(shù)據(jù)采集卡。本實(shí)用新型裝置具有脫氮除磷效果好，運(yùn)行成本低，可實(shí)現(xiàn)智能化控制等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C02F3/12GK201343460SQ200820124208
公開日2009年11月11日 申請(qǐng)日期2008年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月28日
發(fā)明者洋 劉, 彭永臻, 麗 王, 娟 馬, 馬寧平 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)