專利名稱：短程硝化聯(lián)合厭氧氨氧化對垃圾滲濾液深度脫氮處理的控制方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及污水生物處理領(lǐng)域，尤其是一種對垃圾滲濾液進行深度脫氮處理的控制方法及裝置。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和人們生活水平的逐步提高，城市垃圾產(chǎn)量不斷增加。目前在我國大部分垃圾采用填埋處理，垃圾填埋是一種有效低廉的 處理方式，然而由填埋產(chǎn)生的垃圾滲濾液嚴重影響了我國的水環(huán)境。垃圾滲濾液是垃圾在堆放和填埋過程中經(jīng)過雨水淋浴、沖刷和發(fā)酵以及地表水、地下水的浸泡而滲浙出來的污水。垃圾滲濾液呈黑褐色，成分非常復(fù)雜，含有大量的有機物和氨氮，同時還富含有毒有害的重金屬離子，屬于高氨氮難降解廢水。排放垃圾滲濾液會給周圍的大氣、水體、土壤等環(huán)境帶來嚴重污染，特別是高濃度氨氮會對水體產(chǎn)生毒害并引起水體富營養(yǎng)。垃圾滲濾液的處理主要采用物理化學法和生物法。但物化方法處理成本較高，一般用于滲濾液的預(yù)處理或深度處理。目前主要采用生物法處理垃圾滲濾液。然而傳統(tǒng)的生物處理脫氮，不僅較難達到處理標準，并且反硝化添加的外加碳源還增加了處理成本。因此如何經(jīng)濟有效地處理滲濾液，是我國水處理方面的重點和難點。目前，對于生物脫氮報道了許多新工藝，如厭氧氨氧化工藝。根據(jù)厭氧氨氧化反應(yīng)，厭氧氨氧化菌能夠?qū)钡蛠喯鯌B(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮氣。由于厭氧氨氧化菌屬于厭氧自養(yǎng)菌，反應(yīng)過程無需氧氣和有機物，故可以節(jié)約50%的供氧費以及大量的有機碳源，從而也大大減少了污水處理的處理費用和基建費用。然而垃圾滲濾液中含有的大量有機物會對厭氧氨氧化菌產(chǎn)生不利影響，同時厭氧氨氧化反應(yīng)會產(chǎn)生一定量的硝態(tài)氮，導(dǎo)致系統(tǒng)出水仍還有硝態(tài)氮，影響系統(tǒng)的脫氮效率。這些都是厭氧氨氧化工藝應(yīng)用急需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提供一種裝置及方法，可以解決垃圾滲濾液深度脫氮難的問題。程硝化聯(lián)合厭氧氨氧化對垃圾滲濾液深度脫氮處理的控制裝置，其特征在于進水箱2通過進水管SBK14、進水泵SBK13和進水閥門_5連接第一 SBR反應(yīng)器9 ;第
一SBR反應(yīng)器9通過出水管SBK118和出水閥門SBK117連接第一中間水箱19 ;第一中間水箱19通過進水管SBK234、進水泵SBK221和進水閥門·22與第二 SBR反應(yīng)器74連接，同時第一中間水禮19還通過進水管第二中間水箱35、進水栗s二中間水箱23和進水閩門s二中間水箱24與弟_■中間水箱33連接；第二 SBR反應(yīng)器74通過出水管SBK232和出水閥門SBK231與第二中間水箱33連接；第二中間水箱33通過進水管_36、進水泵asbk37和進水閥門asbk38與ASBR反應(yīng)器42連接；ASBR反應(yīng)器42連接出水管asbk43和出水閥門ASBK44，同時ASBR反應(yīng)器42還通過ASBR反應(yīng)器回流閥門45、ASBR反應(yīng)器回流管46和ASBR反應(yīng)器回流泵47與進水水箱2連接；
第一 SBR反應(yīng)器9內(nèi)部設(shè)有攪拌器SBK110、pH傳感器SBK111、D0傳感器SBK112和ORP傳感器SBK113 ;同時第一 SBR反應(yīng)器9還連接曝氣頭6、空氣壓縮機sbk17和氣體流量計8 ;第二 SBR反應(yīng)器74內(nèi)部設(shè)有攪拌器SBK228、pH傳感器SBK229和DO傳感器SBK230 ;同時第二 SBR反應(yīng)器74還連接曝氣頭6、空氣壓縮機SBK220和氣體流量計8 ；ASBR反應(yīng)器42內(nèi)部設(shè)有攪拌器asbr41和PH傳感器璧39 ；pH傳感器順11、DO傳感器漏12、ORP傳感器SBK113、pH傳感器SBK229、DO傳感器麗30和pH傳感器璧39經(jīng)數(shù)據(jù)線分別與pH測定儀順11、DO測定儀SBEi 12> ORP測定儀SBK113、pH測定儀SBK229、D0測定儀SBK230和pH測定儀ASBK39連接后與計算機48的數(shù)據(jù)信號輸入接口 49連接，計算機48通過數(shù)據(jù)信號輸出接口與過程控制器55連接，過程控制器的進水泵■繼電器、進水閥門■繼電器、攪拌器_繼電器、空氣壓縮機_繼電器、出水閥門SBK1繼電器、進水泵SBIS繼電器、進水閥門SBK繼電器、攪拌器SBIS繼電器、空氣壓縮機SBK2繼電器、進水泵_二+_^|繼電器、進水閥門_二+1%_繼電器、出水閥門SBK2繼電器、進水泵ASBR繼電器、進水閥門ASBK繼電器、攪拌器ASBK繼電器、出水閥門ASBK繼電器、ASBR反應(yīng)器回流閥門繼電器、ASBR反應(yīng)器回流泵繼電器分別與進水泵SBK13、進水閥門SBK15、攪拌器Sm 10、空氣壓縮機SBK17、出水閥門SBK117、進水泵SBK221、進 水閥門SBK222、攪拌器SBK228、空氣壓縮機SBie20、進水栗第中間水箱23、進水閥丨]第中間水箱24、出水閥門sme31、進水栗ASBR37、進水閥門_38、攪拌器ASBK41、出水閥門_44、ASBR反應(yīng)器回流閥門45、ASBR反應(yīng)器回流泵47連接。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供短程硝化聯(lián)合厭氧氨氧化處理垃圾滲濾液深度脫氮的控制方法，包括Al，第一 SBR反應(yīng)器的進水由實時控制系統(tǒng)中的時間控制器進行計時，系統(tǒng)啟動后，進水泵SBK1和進水管閥門SBK1自動開啟，將進水箱中的混合液注入第一 SBR反應(yīng)器中，當SBR反應(yīng)器的進水量達到SBR反應(yīng)器容積的50%時，進水泵■和進水管閥門_自動關(guān)閉，進水結(jié)束；A2，進水結(jié)束后，攪拌器^自動開啟，第一 SBR反應(yīng)器在攪拌過程中進入缺氧反硝化過程，缺氧反硝化進程由在線ORP傳感器SBK1監(jiān)控，并通過數(shù)據(jù)采集卡實時將所獲得的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)接嬎銠C，當?shù)谝?SBR反應(yīng)器中缺氧反硝化完成的條件為ORP的一階導(dǎo)數(shù)由大于-25mv/min突變?yōu)樾∮?30mv/min,且攪拌時間t大于2h,空氣壓縮機SBRl自動開啟；A3，空氣壓縮機SBK1自動開啟后，空氣經(jīng)過曝氣管和曝氣頭擴散到第一 SBR反應(yīng)器中，進入有機物去除階段，通過PH傳感器SBK1監(jiān)測水中的pH值，通過pH測定儀SBK1將數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)采集卡輸入到計算機當中，數(shù)據(jù)作為有機物去除的實時控制參數(shù)；當?shù)谝?SBR反應(yīng)器中有機物去除完成的條件為PH —階導(dǎo)數(shù)由正變負，且曝氣時間t大于3h時，結(jié)束有機物去除過程，空氣壓縮機SBK1和攪拌器^自動關(guān)閉；A4，第一 SBR反應(yīng)器的沉淀時間，通過實時控制系統(tǒng)中的時間控制器進行計時，當達到Ih后開始排水，排水時間通過實時控制系統(tǒng)中的時間控制器進行計時，系統(tǒng)自動開啟出水管閥門SBK1，處理后的水經(jīng)出水管^進入第一中間水箱，當排水量達到第一 SBR反應(yīng)器容積的50%后，出水管閥門SBR1自動關(guān)閉；A5,排水結(jié)束后,系統(tǒng)自動進入下Iv周期的Al ；BI，第一中間水箱中60%的第一 SBR反應(yīng)器出水進入第二 SBR反應(yīng)器，40%進入第二中間水箱。第二 SBR反應(yīng)器的進水由實時控制系統(tǒng)中的時間控制器進行計時，系統(tǒng)啟動后，進水泵SBK2和進水管閥門SBK2自動開啟，將第一中間水箱中60%的第一 SBR反應(yīng)器出水注入第二 SBR反應(yīng)器中。當?shù)谝恢虚g水箱中60%的第一 SBR反應(yīng)器出水排出后，進水泵SBK2和進水管閥門SBK2自動關(guān)閉，進水結(jié)束。隨后，第一中間水箱40%的第一 SBR反應(yīng)器出水進入第二中間水箱，其時間由實時控制系統(tǒng)中的時間控制器進行計時，進水泵_二+__和進水管閥門 二#Wi自動開啟，將第一中間水箱中40%的第一 SBR反應(yīng)器出水注入第二中間水箱中。當?shù)谝恢虚g水箱里的第一 SBR反應(yīng)器出水排完后，進水泵和進水管閥門 自動關(guān)閉，進水結(jié)束；Β2，進水結(jié)束后，攪拌器SBK2和空氣壓縮機SBK2自動開啟，空氣經(jīng)過曝氣管和曝氣頭擴散到第二 SBR反應(yīng)器中，第二 SBR反應(yīng)器在曝氣中進入好氧短程硝化過程，好氧短程硝化過程由在線PH傳感器SBK2和DO傳感器SBK2分別監(jiān)測水中的pH值及溶解氧濃度D0，通過pH測定儀SBK2和DO測定儀SBK2將數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)采集卡輸入到計算機當中，數(shù)據(jù)作為短程硝化的實時控制參數(shù)；當?shù)诙?SBR反應(yīng)器中短程硝化完成的條件為pH —階導(dǎo)數(shù)由正變 負，且曝氣時間t大于6h，同時DO大于2mg/L時，結(jié)束短程硝化過程，空氣壓縮機SBK2和攪拌器SBK2自動關(guān)閉；B3，第二 SBR反應(yīng)器沉淀通過實時控制系統(tǒng)中的時間控制器進行計時，當達到Ih后排水，時間通過實時控制系統(tǒng)中的時間控制器進行計時，系統(tǒng)自動開啟出水管閥門SBK2，處理后的水經(jīng)出水管SBK2進入第二中間水箱，當排水量達到第二 SBR反應(yīng)器容積的30%后出水管閥門SBR2自動關(guān)閉；B4,排水結(jié)束后,系統(tǒng)自動進入下Iv周期的BI ；C1，ASBR反應(yīng)器的進水由實時控制系統(tǒng)中的時間控制器進行計時，系統(tǒng)啟動后，進水泵ASBK和進水管閥門ASBK自動開啟，將第二中間水箱中的混合液注入第二 SBR反應(yīng)器中，當進水量達到ASBR反應(yīng)器容積的50%后，進水泵ASBK和進水管閥門ASBK自動關(guān)閉，進水結(jié)束；C2，進水結(jié)束后，攪拌器4·自動開啟，ASBR反應(yīng)器在攪拌過程中進入?yún)捬醢毖趸磻?yīng)，厭氧氨氧化反應(yīng)進程由在線PH傳感器ASBK監(jiān)控，并通過數(shù)據(jù)采集卡實時將所獲得的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)接嬎銠C，當所述ASBR反應(yīng)器中厭氧氨氧化反應(yīng)完成的條件為pH —階導(dǎo)數(shù)由正變負，且攪拌時間t大于6h時，攪拌器_,自動關(guān)閉；C3，ASBR反應(yīng)器沉淀通過實時控制系統(tǒng)中的時間控制器進行計時，當達到Ih后，將處理后的50%水排出，出水的70%回流至原水箱。先將出水回流通過實時控制系統(tǒng)中的時間控制器進行計時，系統(tǒng)自動開啟出水管閥門ASBK，處理后的水經(jīng)回流管進入進水箱，當出水回流量達到ASBR反應(yīng)器容積的35%時，出水管閥門ASBK自動關(guān)閉；剩余出水排出通過實時控制系統(tǒng)中的時間控制器進行計時，系統(tǒng)自動開啟出水管閥門ASBK，當排出水量達到ASBR反應(yīng)器的15%時，出水管閥門塑自動關(guān)閉；C4,排水結(jié)束后,系統(tǒng)自動進入下Iv周期的Cl ；綜上所述，本發(fā)明提供短程硝化聯(lián)合厭氧氨氧化對垃圾滲濾液深度脫氮的控制方法和裝置，以城市垃圾滲濾液為研究對象，首先通過第一 SBR反應(yīng)器的反硝化和預(yù)曝氣進行有機物和氮素的去除，第一 SBR反應(yīng)器的部分出水再經(jīng)過第二 SBR反應(yīng)器的短程硝化處理，最終第一 SBR反應(yīng)器和第二 SBR反應(yīng)器的出水按比例1:1.3混合后進入ASBR反應(yīng)器進行厭氧氨氧化反應(yīng)實現(xiàn)深度脫氮，同時ASBR出水回流，使得產(chǎn)生的硝態(tài)氮可以利用原水中的有機碳源通過反硝化去除，提高了系統(tǒng)的脫氮率。系統(tǒng)進水氨氮濃度為2000±100 mg/L,出水氨氮和亞硝態(tài)氮均低于10mg/L，總氮約60mg/L左右，在不外加碳源的條件下系統(tǒng)脫氮率達到95%以上。整個系統(tǒng)在不添加任何有機碳源的條件下，實現(xiàn)了對垃圾滲濾液進行深度脫氮的目的。


圖1是本發(fā)明的短程硝化聯(lián)合厭氧氨氧化對垃圾滲濾液深度脫氮控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的短程硝化聯(lián)合厭氧氨氧化對垃圾滲濾液深度脫氮控制方法中AfA5的流程示意圖；圖3是本發(fā)明的短程硝化聯(lián)合厭氧氨氧化對垃圾滲濾液 深度脫氮控制方法中B4的流程示意圖；圖4是本發(fā)明的短程硝化聯(lián)合厭氧氨氧化對垃圾滲濾液深度脫氮控制方法中CfC4的流程示意圖；圖5本發(fā)明具體實施方式
中第一 SBR反應(yīng)器運行過程中典型的ORP和pH變化規(guī)律示意圖；圖6是本發(fā)明具體實施方式
中第二 SBR反應(yīng)器運行過程中典型的pH變化規(guī)律示意圖；圖7是本發(fā)明具體實施方式
中ASBR反應(yīng)器運行過程中典型的pH變化規(guī)律示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細說明。參照圖1所示，本發(fā)明提供短程硝化聯(lián)合厭氧氨氧化對垃圾滲濾液深度脫氮控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。進水箱2通過進水管SBR14、進水泵SBR13和進水閥門SBR15連接第
一SBR反應(yīng)器9 ;第一 SBR反應(yīng)器9通過出水管SBRl 18和出水閥門SBRl 17連接第一中間水箱19 ;第一中間水箱19通過進水管SBR234、進水泵SBR221和進水閥門SBR222與第二SBR反應(yīng)器74連接，同時第一中間水箱19還通過進水管第二中間水箱35、進水泵第二中間水箱23和進水閥門第二中間水箱24與第二中間水箱33連接；第二 SBR反應(yīng)器74通過出水管SBR232和出水閥門SBR231與第二中間水箱33連接；第二中間水箱33通過進水管ASBR36、進水泵ASBR37和進水閥門ASBR38與ASBR反應(yīng)器42連接；ASBR反應(yīng)器42連接出水管ASBR43和出水閥門ASBR44，同時ASBR反應(yīng)器42還通過ASBR反應(yīng)器回流閥門45、ASBR反應(yīng)器回流管46和ASBR反應(yīng)器回流泵47與進水水箱2連接。第一 SBR反應(yīng)器9內(nèi)部設(shè)有攪拌器漏川、？!!傳感器SBK111、D0傳感器SBK112和ORP傳感器SBK113 ;同時第一 SBR反應(yīng)器9還連接曝氣頭6、空氣壓縮機sbk17和氣體流量計8。第
二SBR反應(yīng)器74內(nèi)部設(shè)有攪拌器SBK228、pH傳感器SBK229和DO傳感器SBK230 ;同時第二 SBR反應(yīng)器74還連接曝氣頭6、空氣壓縮機SBK220和氣體流量計8。ASBR反應(yīng)器42內(nèi)部設(shè)有攪拌器asbr41和pH傳感器asbr39 O pH傳感器SBE111 > DO傳感器SBE112> ORP傳感器SBE113> pH傳感器SBK229、D0傳感器SBK230和pH傳感器asbk39經(jīng)數(shù)據(jù)線分別與pH測定儀SBK111、D0測定儀SBEi 12> ORP測定儀SBK113、pH測定儀SBK229、D0測定儀SBK230和pH測定儀ASBK39連接后與計算機48的數(shù)據(jù)信號輸入接口 49連接，計算機48通過數(shù)據(jù)信號輸出接口與過程控制器55連接，過程控制器的進水泵■繼電器、進水閥門■繼電器、攪拌器_繼電器、空氣壓縮機_繼電器、出水閥門SBK1繼電器、進水泵SBIS繼電器、進水閥門SBK繼電器、攪拌器SBIS繼電器、空氣壓縮機SBK2繼電器、進水泵_二+_^|繼電器、進水閥門_二+1%_繼電器、出水閥門SBK2繼電器、進水泵ASBR繼電器、進水閥門ASBK繼電器、攪拌器ASBK繼電器、出水閥門ASBK繼電器、ASBR反應(yīng)器回流閥門繼電器、ASBR反應(yīng)器回流泵繼電器分別與進水泵SBK13、進水閥門SBK15、攪拌器Sm 10、空氣壓縮機SBK17、出水閥門SBK117、進水泵SBK221、進水閥門SBK222、攪拌器SBK228、空氣壓縮機SBie20、進水栗第中間水箱23、進水閥丨]第中間水箱24、出水閥門sme31、進水栗ASBR37、進水閥門_38、攪拌器ASBK41、出水閥門_44、ASBR反應(yīng)器回流閥門45、ASBR反應(yīng)器回流泵47連接。參照圖2所示為短程硝化聯(lián)合厭氧氨氧化對垃圾滲濾液深度脫氮控制方法中AfA5的流程示意圖，具體包括 Al，第一 SBR反應(yīng)器的進水由實時控制系統(tǒng)中的時間控制器進行計時，系統(tǒng)啟動后，進水泵SBK1和進水管閥門SBK1自動開啟，將進水箱中的混合液注入第一 SBR反應(yīng)器中，當SBR反應(yīng)器的進水量達到SBR反應(yīng)器容積的50%時，進水泵■和進水管閥門_自動關(guān)閉，進水結(jié)束；A2，進水結(jié)束后，攪拌器_自動開啟，第一 SBR反應(yīng)器在攪拌過程中進入缺氧反硝化過程，缺氧反硝化進程由在線ORP傳感器SBK1監(jiān)控，并通過數(shù)據(jù)采集卡實時將所獲得的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)接嬎銠C，當?shù)谝?SBR反應(yīng)器中缺氧反硝化完成的條件為ORP的一階導(dǎo)數(shù)由大于-25mv/min突變?yōu)樾∮?30mv/min,且攪拌時間t大于2h,空氣壓縮機SBRl自動開啟；A3，空氣壓縮機SBK1自動開啟后，空氣經(jīng)過曝氣管和曝氣頭擴散到第一 SBR反應(yīng)器中，進入有機物去除階段，通過PH傳感器SBK1監(jiān)測水中的pH值，通過pH測定儀SBK1將數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)采集卡輸入到計算機當中，數(shù)據(jù)作為有機物去除的實時控制參數(shù)；當?shù)谝?SBR反應(yīng)器中有機物去除完成的條件為PH —階導(dǎo)數(shù)由正變負，且曝氣時間t大于3h時，結(jié)束有機物去除過程，空氣壓縮機SBK1和攪拌器^自動關(guān)閉；A4，第一 SBR反應(yīng)器的沉淀時間，通過實時控制系統(tǒng)中的時間控制器進行計時，當達到Ih后開始排水，排水時間通過實時控制系統(tǒng)中的時間控制器進行計時，系統(tǒng)自動開啟出水管閥門SBK1，處理后的水經(jīng)出水管^進入第一中間水箱，當排水量達到第一 SBR反應(yīng)器容積的50%后，出水管閥門SBR1自動關(guān)閉；A5,排水結(jié)束后,系統(tǒng)自動進入下Iv周期的Al ；參照圖3所示為短程硝化聯(lián)合厭氧氨氧化對垃圾滲濾液深度脫氮控制方法中B4的流程示意圖,具體包括BI，第一中間水箱中60%的第一 SBR反應(yīng)器出水進入第二 SBR反應(yīng)器，40%進入第二中間水箱。第二 SBR反應(yīng)器的進水由實時控制系統(tǒng)中的時間控制器進行計時，系統(tǒng)啟動后，進水泵SBK2和進水管閥門SBK2自動開啟，將第一中間水箱中60%的第一 SBR反應(yīng)器出水注入第二 SBR反應(yīng)器中。當?shù)谝恢虚g水箱中60%的第一 SBR反應(yīng)器出水排出后，進水泵SBK2和進水管閥門SBK2自動關(guān)閉，進水結(jié)束。隨后，第一中間水箱40%的第一 SBR反應(yīng)器出水進入第二中間水箱，其時間由實時控制系統(tǒng)中的時間控制器進行計時，進水泵_二+__和進水管閥門 二#Wi自動開啟，將第一中間水箱中40%的第一 SBR反應(yīng)器出水注入第二中間水箱中。當?shù)谝恢虚g水箱里的第一 SBR反應(yīng)器出水排完后，進水泵和進水管閥門 自動關(guān)閉，進水結(jié)束；Β2，進水結(jié)束后，攪拌器SBK2和空氣壓縮機SBK2自動開啟，空氣經(jīng)過曝氣管和曝氣頭擴散到第二 SBR反應(yīng)器中，第二 SBR反應(yīng)器在曝氣中進入好氧短程硝化過程，好氧短程硝化過程由在線PH傳感器SBK2和DO傳感器SBK2分別監(jiān)測水中的pH值及溶解氧濃度D0，通過pH測定儀SBK2和DO測定儀SBK2將數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)采集卡輸入到計算機當中，數(shù)據(jù)作為短程硝化的實時控制參數(shù)；當?shù)诙?SBR反應(yīng)器中短程硝化完成的條件為pH —階導(dǎo)數(shù)由正變負，且曝氣時間t大于6h，同時DO大于2mg/L時，結(jié)束短程硝化過程，空氣壓縮機SBK2和攪拌器SBK2自動關(guān)閉；B3，第二 SBR反應(yīng)器沉淀通過實時控制系統(tǒng)中的時間控制器進行計時，當達到Ih后排水，時間通過實時控制系統(tǒng)中的時間控制器進行計時，系統(tǒng)自動開啟出水管閥門SBK2，處理后的水經(jīng)出水管SBK2進入第二中間水箱，當排水量達到第二 SBR 反應(yīng)器容積的30%后出水管閥門SBR2自動關(guān)閉；B4,排水結(jié)束后,系統(tǒng)自動進入下Iv周期的BI ；參照圖4所示為短程硝化聯(lián)合厭氧氨氧化對垃圾滲濾液深度脫氮控制方法中CfC4的流程示意圖，具體包括C1，ASBR反應(yīng)器的進水由實時控制系統(tǒng)中的時間控制器進行計時，系統(tǒng)啟動后，進水泵ASBK和進水管閥門ASBK自動開啟，將第二中間水箱中的混合液注入第二 SBR反應(yīng)器中，當進水量達到ASBR反應(yīng)器容積的50%后，進水泵ASBK和進水管閥門ASBK自動關(guān)閉，進水結(jié)束；C2，進水結(jié)束后，攪拌器_,自動開啟，ASBR反應(yīng)器在攪拌過程中進入?yún)捬醢毖趸磻?yīng)，厭氧氨氧化反應(yīng)進程由在線PH傳感器ASBK監(jiān)控，并通過數(shù)據(jù)采集卡實時將所獲得的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)接嬎銠C，當所述ASBR反應(yīng)器中厭氧氨氧化反應(yīng)完成的條件為pH —階導(dǎo)數(shù)由正變負，且攪拌時間t大于6h時，攪拌器_,自動關(guān)閉；C3，ASBR反應(yīng)器沉淀通過實時控制系統(tǒng)中的時間控制器進行計時，當達到Ih后，將處理后的50%水排出，出水的70%回流至原水箱。先將出水回流通過實時控制系統(tǒng)中的時間控制器進行計時，系統(tǒng)自動開啟出水管閥門ASBK，處理后的水經(jīng)回流管進入進水箱，當出水回流量達到ASBR反應(yīng)器容積的35%時，出水管閥門ASBK自動關(guān)閉；剩余出水排出通過實時控制系統(tǒng)中的時間控制器進行計時，系統(tǒng)自動開啟出水管閥門ASBK，當排出水量達到ASBR反應(yīng)器的15%時，出水管閥門塑自動關(guān)閉；C4,排水結(jié)束后,系統(tǒng)自動進入下Iv周期的Cl ；下面結(jié)合實例對本發(fā)明中所述方案進一步介紹。以某垃圾填埋場的垃圾滲濾液為研究對象，連續(xù)運行了 90天，獲得了穩(wěn)定的運行效果。參數(shù)設(shè)定第一 SBR反應(yīng)器進水時間為3min，沉淀時間為lh，排水時間為5min ；攪拌時間通過在線ORP傳感器SBK1和pH傳感器SBK1實時監(jiān)測，ORP和pH變化規(guī)律具體可參見圖5，過程控制器得到表征反硝化完成的信號后，開始曝氣，曝氣時間通過在線pH傳感器實時監(jiān)測，過程控制器得到表征有機物去除完成的信號后，停止曝氣和攪拌；第二 SBR反應(yīng)器進水時間為3min，沉淀時間為lh，排水時間為5min，曝氣時間和攪拌時間通過在線pH傳感器SBK2、和DO傳感器SBK2實時監(jiān)測，過程控制器得到表征短程硝化結(jié)束的信號后，停止曝氣和攪拌；典型的PH，變化規(guī)律示意圖參見圖6。
ASBR反應(yīng)器進水時間為6h，沉淀時間為lh，排水時間為5min，攪拌時間通過在線PH傳感器ASBR實時監(jiān)測，過程控制器得到表征厭氧氨氧化反應(yīng)結(jié)束的信號后，停止攪拌；典型的pH變化規(guī)律示意圖參見圖7。第一 SBR反應(yīng)器的性能第一 SBR反應(yīng)器排水比為0.5,運行溫度為25 °C,MLSS :6000±500mg/L，污泥齡SRT無限長，進水COD為2000±200mg/L，出水COD保持在1100±100mg/L，去除率在45 ±5%，進水硝態(tài)氮濃度為18 ± I mg/L，出水硝態(tài)氮濃度維持在2 + 0. 5 mg/L ,利用原水碳源反硝化去除硝態(tài)氮達到85%以上。第二 SBR反應(yīng)器的性能第二 SBR反應(yīng)器排水比為O. 3，運行溫度為25°C，MLSS 5000 土 500mg/L，污泥齡SRT無限長，進水氨氮為800 土 50mg/L，出水亞硝態(tài)氮濃度為800±50mg/L，短程硝化率達95%以上。
ASBR性能ASBR運行周期不固定小于24小時，排水比為O. 5，運行溫度為30°C，MLSS :7000±500mg/L，進水氨氮和亞硝態(tài)氮濃度分別為400±50mg/L和500±50mg/L，出水氨氮和亞硝態(tài)氮均小于10mg/L,去除率均在95%以上，出水硝態(tài)氮濃度為60±5mg/L,總氮去除率在90%以上。系統(tǒng)的性能系統(tǒng)進水COD在2000±200mg/L，出水COD在1500± 100mg/L，去除率25% ;進水的TN為2000±100 mg/L,出水TN在60±5mg/L，去除率在95%以上，在不加外碳源的情況下實現(xiàn)了總氮的深度去除。進一步地，本發(fā)明的技術(shù)原理具體為第一 SBR反應(yīng)器的進水為原水和ASBR出水回流液的混合液，進水后先進行缺氧攪拌，可以利用原水中的有機碳源將ASBR出水回流液中的硝態(tài)氮反硝化去除，同時更加充分地利用了原水中的有機碳源，避免了碳源的浪費。在反硝化過程中，反硝化細菌利用NO2- -N為電子受體，有機物為電子供體，將N02_ -N還原為N2,使得反應(yīng)器里氧化態(tài)物質(zhì)不斷減少，ORP值會不斷下降，反硝化結(jié)束后，反應(yīng)器處于厭氧狀態(tài)，ORP迅速下降，此時出現(xiàn)特征點A。反硝化結(jié)束后開始曝氣只進行有機物的去除。晚期滲濾液中含有少量的有機物和大量的氨氮，而有機物會對后續(xù)的厭氧氨氧化反應(yīng)產(chǎn)生不利的影響。由于在第一 SBR反應(yīng)器中只進行有機物的去除，有機物去除反應(yīng)過程中，產(chǎn)生的CO2被吹脫，使得pH上升，有機物去除后進行的硝化反應(yīng)會消耗堿度使PH下降，此時會出現(xiàn)特征點B。根據(jù)以上特征點可以準確地判斷反硝化和有機物去除的反應(yīng)進程，當反硝化結(jié)束和有機物去除完成后，停止攪拌和曝氣，避免氨氮的氧化。第二 SBR反應(yīng)器的進水來源于第一 SBR反應(yīng)器的出水，其主要作用是對第一 SBR反應(yīng)器的出水進行短程硝化，為后續(xù)的厭氧氨氧化反應(yīng)提供亞硝態(tài)氮基質(zhì)。第二 SBR反應(yīng)器進水后開始曝氣和攪拌，在高游離氨FA和高游離亞硝酸FNA的聯(lián)合抑制作用下，第二 SBR反應(yīng)器實現(xiàn)了短程硝化，使其出水的氧化態(tài)氮主要以亞硝態(tài)氮形式存在，硝態(tài)氮含量極低，為后續(xù)的ASBR反應(yīng)器提供了亞硝態(tài)氮基質(zhì)。由于硝化反應(yīng)會消耗堿度使pH下降，硝化結(jié)束后CO2的吹脫作用使得pH出現(xiàn)上升，因此出現(xiàn)特征點C。ASBR反應(yīng)器的進水為第一 SBR反應(yīng)器出水和第二 SBR反應(yīng)器出水的混合液，該混合液由第一 SBR反應(yīng)器出水的40%和第二 SBR反應(yīng)器出水混合而成。由于在第一 SBR反應(yīng)器中進行了有機物的去除，故此時有機物對厭氧氨氧化的影響很小，ASBR反應(yīng)器能夠維持較好的厭氧氨氧化反應(yīng)。由于ASBR反應(yīng)器采用連續(xù)進水，使得厭氧氨氧化反應(yīng)產(chǎn)生的堿度被中和，反應(yīng)器內(nèi)PH基本保持不變，反應(yīng)結(jié)束后pH會緩慢下降，此時出現(xiàn)特征點D。經(jīng)過厭氧氨氧化反應(yīng)，原水中絕大多數(shù)的氮素將以氮氣的形式從反應(yīng)器中脫除，實現(xiàn)真正意義上的完全的脫氮。本發(fā)明的優(yōu)勢在于，整個反應(yīng)系統(tǒng)由第一 SBR反應(yīng)器、第二 SBR反應(yīng)器與ASBR反應(yīng)器中，利用滲濾液中原有的氨氮以及短程硝化產(chǎn)生的亞硝態(tài)氮，應(yīng)用自養(yǎng)脫氮的厭氧氨氧化技術(shù)對垃圾滲濾液進行深度脫氮處理，同時將ASBR反應(yīng)器的出水70%回流進一步脫氮，不僅節(jié)約能源，且無需外加碳源便能脫出大部分總氮，大大減少了污水處理的處理費用和基建費用。系統(tǒng)進水氨氮濃度2000±100 mg/L,出水氨氮和亞硝態(tài)氮均低于10mg/L,總氮約60mg/L左右，在不添加外碳源的條件下系統(tǒng)脫氮率達到95%以上。整個系統(tǒng)通過在線D0、pH和ORP值傳感器實時控制，精確判斷各階段反應(yīng)終點，節(jié)省反應(yīng)時間和能源。整個工藝由過程實時控制系統(tǒng)完成，管 理操作方便，運行費用較低，系統(tǒng)耐沖擊負荷且不易產(chǎn)生污泥膨脹。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.程硝化聯(lián)合厭氧氨氧化對垃圾滲濾液深度脫氮處理的控制裝置，其特征在于 進水箱(2)通過進水管SBK1 (4)、進水泵SBK1 (3)和進水閥門SBK1 (5)連接第一 SBR反應(yīng)器(9);第一 SBR反應(yīng)器(9)通過出水管SBK1 (18)和出水閥門SBK1 (17)連接第一中間水箱(19);第一中間水箱(19)通過進水管SBK2 (34)、進水泵SBK2 (21)和進水閥門SBK2 (22)與第二 SBR反應(yīng)器(74)連接，同時第一中間水箱(19)還通過進水管_二巾1W7MS(35)、進水泵_二中間* (23)和進水閥門_二巾1W_(24)與第二中間水箱(33)連接；第二 SBR反應(yīng)器(74)通過出水管SBK2 (32)和出水閥門SBK2 (31)與第二中間水箱(33)連接；第二中間水箱(33)通過進水管aSBK (36)、進水泵娜1； (37)和進水閥門ASBK (38)與ASBR反應(yīng)器(42)連接;ASBR反應(yīng)器(42)連接出水管ASBK (43)和出水閥門ASBK (44)，同時ASBR反應(yīng)器(42)還通過ASBR反應(yīng)器回流閥門(45 )、ASBR反應(yīng)器回流管(46 )和ASBR反應(yīng)器回流泵(47 )與進水水箱(2 )連接； 第一 SBR反應(yīng)器(9)內(nèi)部設(shè)有攪拌器^ (10)、pH傳感器圖(11)、D0傳感器_ (12)和ORP傳感器■ (13);同時第一 SBR反應(yīng)器(9)還連接曝氣頭(6)、空氣壓縮機SBK1 (7)和氣體流量計(8);第二 SBR反應(yīng)器(74)內(nèi)部設(shè)有攪拌器，2 (28)、pH傳感器SBK2 (29)和DO傳感器SBK2 (30);同時第二 SBR反應(yīng)器(74)還連接曝氣頭(6)、空氣壓縮機SBK2 (20)和氣體流量計(8) ;ASBR反應(yīng)器(42)內(nèi)部設(shè)有攪拌器八，(41)和pH傳感器ASBK (39);pH傳感器順(11)、DO傳感器■ (12)、ORP傳感器_ (13)、？11傳感器_ (29)、D0傳感器SBK2(30)和pH傳感器ASBK (39)經(jīng)數(shù)據(jù)線分別與pH測定儀SBK1 (11)、DO測定儀SBK1 (12)、ORP測定儀_ (13)、pH測定儀SBK2 (29)、DO測定儀SBK2 (30)和pH測定儀ASBK (39)連接后與計算機(48 )的數(shù)據(jù)信號輸入接口( 49 )連接，計算機(48 )通過數(shù)據(jù)信號輸出接口與過程控制器(55)連接，過程控制器的進水泵■繼電器、進水閥門■繼電器、攪拌器_繼電器、空氣壓縮機_繼電器、出水閥門_繼電器、進水泵SBK2繼電器、進水閥門SBK2繼電器、攪拌器■繼電器、空氣壓縮機_繼電器、進水泵_二 + _]0|繼電器、進水閥門_二 + _]0|繼電器、出水閥門SBR2繼電器、進水泵_繼電器、進水閥門ASBK繼電器、攪拌器_繼電器、出水閥門ASBK繼電器、ASBR反應(yīng)器回流閥門繼電器、ASBR反應(yīng)器回流泵繼電器分別與進水泵_ (3)、進水閥門圖(5)、攪拌器SBK1 (10)、空氣壓縮機SBK1 (7)、出水閥門SBE1 (17)、進水泵SBK2 (21)、進水閥門_ (22)、攪拌器SBK2 (28)、空氣壓縮機咖2 (20)、進水泵第二中間水箱(23)、進水閥門第二中間水箱(24)、出水閥門SBK2 (31)、進水泵璧(37)、進水閥門_ (38)、攪拌器璧(41)、出水閥門ASBr (44), ASBR反應(yīng)器回流閥門(45)、ASBR反應(yīng)器回流泵(47)連接。
2.應(yīng)用權(quán)利要求1所述裝置進行程硝化聯(lián)合厭氧氨氧化對垃圾滲濾液深度脫氮處理的控制方法，其特征在于步驟如下； Al，第一 SBR反應(yīng)器的進水由實時控制系統(tǒng)中的時間控制器進行計時，系統(tǒng)啟動后，進水泵SBK1和進水管閥門SBK1自動開啟，將進水箱中的混合液注入第一 SBR反應(yīng)器中，當SBR反應(yīng)器的進水量達到SBR反應(yīng)器容積的50%時，進水泵SBK1和進水管閥門SBK1自動關(guān)閉，進水結(jié)束； A2，進水結(jié)束后，攪拌器SBK1自動開啟，第一 SBR反應(yīng)器在攪拌過程中進入缺氧反硝化過程，缺氧反硝化進程由在線ORP傳感器SBK1監(jiān)控，并通過數(shù)據(jù)采集卡實時將所獲得的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)接嬎銠C，當?shù)谝?SBR反應(yīng)器中缺氧反硝化完成的條件為ORP的一階導(dǎo)數(shù)由大于-25mv/min突變?yōu)樾∮?30mv/min,且攪拌時間t大于2h,空氣壓縮機SBRl自動開啟；A3，空氣壓縮機SBRl自動開啟后，空氣經(jīng)過曝氣管和曝氣頭擴散到第一 SBR反應(yīng)器中，進入有機物去除階段，通過PH傳感器SBK1監(jiān)測水中的pH值，通過pH測定儀SBK1將數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)采集卡輸入到計算機當中，數(shù)據(jù)作為有機物去除的實時控制參數(shù)；當?shù)谝?SBR反應(yīng)器中有機物去除完成的條件為PH —階導(dǎo)數(shù)由正變負，且曝氣時間t大于3h時，結(jié)束有機物去除過程，空氣壓縮機SBK1和攪拌器SBK1自動關(guān)閉； A4，第一 SBR反應(yīng)器的沉淀時間，通過實時控制系統(tǒng)中的時間控制器進行計時，當達到Ih后開始排水，排水時間通過實時控制系統(tǒng)中的時間控制器進行計時，系統(tǒng)自動開啟出水管閥門SBK1，處理后的水經(jīng)出水管SBK1進入第一中間水箱，當排水量達到第一 SBR反應(yīng)器容積的50%后，出水管閥門SBK1自動關(guān)閉； A5，排水結(jié)束后，系統(tǒng)自動進入下一個周期的Al ； BI，第一中間水箱中60%的第一 SBR反應(yīng)器出水進入第二 SBR反應(yīng)器，40%進入第二中間水箱；第二 SBR反應(yīng)器的進水由實時控制系統(tǒng)中的時間控制器進行計時，系統(tǒng)啟動后，進水泵SBK2和進水管閥門SBK2自動開啟，將第一中間水箱中60%的第一 SBR反應(yīng)器出水注入第二 SBR反應(yīng)器中；當?shù)谝恢虚g水箱中60%的第一 SBR反應(yīng)器出水排出后，進水泵SBK2和進水管閥門SBK2自動關(guān)閉，進水結(jié)束；隨后，第一中間水箱40%的第一 SBR反應(yīng)器出水進入第二中間水箱，其時間由實時控制系統(tǒng)中的時間控制器進行計時，進水泵_二+__和進水管閥門_二巾1%_自動開啟，將第一中間水箱中40%的第一 SBR反應(yīng)器出水注入第二中間水箱中；當?shù)谝恢虚g水箱里的第一 S B R反應(yīng)器出水排完后,進水泵_ 二+_和進水管閥門_ 二+_自動關(guān)閉，進水結(jié)束； B2，進水結(jié)束后，攪拌器SBK2和空氣壓縮機SBK2自動開啟，空氣經(jīng)過曝氣管和曝氣頭擴散到第二 SBR反應(yīng)器中，第二 SBR反應(yīng)器在曝氣中進入好氧短程硝化過程，好氧短程硝化過程由在線PH傳感器SBK2和DO傳感器SBK2分別監(jiān)測水中的pH值及溶解氧濃度D0，通過pH測定儀SBK2和DO測定儀SBK2將數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)采集卡輸入到計算機當中，數(shù)據(jù)作為短程硝化的實時控制參數(shù)；當?shù)诙?SBR反應(yīng)器中短程硝化完成的條件為pH—階導(dǎo)數(shù)由正變負，且曝氣時間t大于6h，同時DO大于2mg/L時，結(jié)束短程硝化過程，空氣壓縮機SBK2和攪拌器SBK2自動關(guān)閉； B3，第二 SBR反應(yīng)器沉淀通過實時控制系統(tǒng)中的時間控制器進行計時，當達到Ih后排水，時間通過實時控制系統(tǒng)中的時間控制器進行計時，系統(tǒng)自動開啟出水管閥門SBK2，處理后的水經(jīng)出水管，2進入第二中間水箱，當排水量達到第二 SBR反應(yīng)器容積的30%后出水管閥門SBKE自動關(guān)閉； B4，排水結(jié)束后，系統(tǒng)自動進入下一個周期的BI ； Cl，ASBR反應(yīng)器的進水由實時控制系統(tǒng)中的時間控制器進行計時，系統(tǒng)啟動后，進水泵八，和進水管閥門ASBK自動開啟，將第二中間水箱中的混合液注入第二 SBR反應(yīng)器中，當 進水量達到ASBR反應(yīng)器容積的50%后，進水泵ASBK和進水管閥門ASBK自動關(guān)閉，進水結(jié)束；C2，進水結(jié)束后，攪拌器八，自動開啟，ASBR反應(yīng)器在攪拌過程中進入?yún)捬醢毖趸磻?yīng)，厭氧氨氧化反應(yīng)進程由在線PH傳感器ASBK監(jiān)控，并通過數(shù)據(jù)采集卡實時將所獲得的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)接嬎銠C，當所述ASBR反應(yīng)器中厭氧氨氧化反應(yīng)完成的條件為pH —階導(dǎo)數(shù)由正變負，且攪拌時間t大于6h時，攪拌器八，自動關(guān)閉； C3，ASBR反應(yīng)器沉淀通過實時控制系統(tǒng)中的時間控制器進行計時，當達到Ih后，將處理后的50%水排出，出水的70%回流至原水箱；先將出水回流通過實時控制系統(tǒng)中的時間控制器進行計時，系統(tǒng)自動開啟出水管閥門ASBK，處理后的水經(jīng)回流管進入進水箱，當出水回流量達到ASBR反應(yīng)器容積的35%時，出水管閥門ASBK自 動關(guān)閉；剩余出水排出通過實時控制系統(tǒng)中的時間控制器進行計時，系統(tǒng)自動開啟出水管閥門ASBK，當排出水量達到ASBR反應(yīng)器的15%時，出水管閥門塑自動關(guān)閉；C4，排水結(jié)束后，系統(tǒng)自動進入下一個周期的Cl。
全文摘要
短程硝化聯(lián)合厭氧氨氧化對垃圾滲濾液深度脫氮處理的控制方法及裝置，涉及污水生物處理領(lǐng)域，可以解決垃圾滲濾液深度脫氮難的問題。第一SBR反應(yīng)器中進行反硝化反應(yīng)和有機物的去除，期間通過實時ORP和pH監(jiān)測控制。第一SBR反應(yīng)器60%的出水直接進入第二SBR反應(yīng)器中進行短程硝化，通過實時DO和pH監(jiān)測控制。第一SBR反應(yīng)器40%的出水和第二SBR反應(yīng)器的出水混合后以連續(xù)進水的方式進入ASBR反應(yīng)器進行厭氧氨氧化反應(yīng)，期間通過實時pH監(jiān)測控制，排水后70%的出水回流至進水水箱，剩余出水排出，接著進行下一周期。本發(fā)明能夠準確控制反硝化攪拌時間，有機物去除和短程硝化曝氣時間，具有節(jié)省能耗、縮短反應(yīng)時間、不需要外碳源、TN去除率高等優(yōu)點。
文檔編號G05B19/04GK103011507SQ201210537488
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月12日
發(fā)明者王淑瑩, 苗蕾, 王凱, 彭永臻, 朱如龍, 李忠明 申請人:北京工業(yè)大學