强化污水处理厂二沉池内源反硝化的方法与流程

1.本发明涉及污水处理领域，更具体地，涉及一种强化污水处理厂二沉池内源反硝化的方法。


背景技术：

2.随着国家对城市污水处理厂排放标准的要求日益提高，在进水碳源不足的情况下，原水碳氮无法满足反硝化作用对有机碳源的需求，需投加大量外碳源以追求稳定达标的目的。
3.强化水处理过程中内源反硝化为减少外加碳源投加量、增加氮去除率以及降低污水处理成本提供了新的思路。
4.目前内源反硝化主要发生在活性污泥水处理工艺中的二沉池中，但目前二沉池内源反硝化的效果往往由于工艺参数设置的不合理，导致内源反硝化效果较差。
5.因此，有必要开发一种强化污水处理厂二沉池内源反硝化的方法。
6.公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

7.本发明提出了一种强化污水处理厂二沉池内源反硝化的方法，实现减少外加碳源投加量、增加氮去除率以及降低污水处理成本，保证污水处理厂稳定运行的目的。包括：
8.步骤1：预设初始参数；
9.步骤2：计算第i个间隔时间内的进水流量平均值，计算初始运行频率；
10.步骤3：根据第i个间隔时间内的外回流污泥浓度平均值与曝气池污泥浓度平均值，计算调整运行频率；
11.步骤4：步进时间，针对第i 1个间隔时间重复步骤2-4，直至时间步进结束。
12.优选地，所述初始参数包括初始外回流比、外回流污泥浓度目标值、第一外回流比调整基值、曝气池污泥浓度目标值、第二外回流比调整基值。
13.优选地，所述步骤2包括：
14.采集进水流量计信号并计算初始进水流量平均值；
15.计算初始外回流量目标值；
16.实时采集电磁流量计信号，获得实时外回流量；
17.调整外回流泵变频器，使所述实时外回流量等于所述初始外回流量目标值，此时的外回流泵频率即为所述初始运行频率。
18.优选地，通过公式(1)计算所述初始外回流量目标值：
19.q
r0
＝k0*q0ꢀꢀꢀ
(1)
20.其中，q
r0
为初始外回流量目标值，q0为初始进水流量平均值，k0为初始外回流比。
21.优选地，所述步骤3包括：
22.采集进水流量计信号并计算第i个间隔时间内的进水流量平均值qi；
23.根据第i个间隔时间内的外回流污泥浓度平均值，计算第一外回流比；
24.根据第i个间隔时间内的曝气池污泥浓度平均值，计算所述调整运行频率。
25.优选地，根据第i个间隔时间内的外回流污泥浓度平均值，计算第一外回流比包括：
26.采集污泥浓度计信号并计算第i个间隔时间内的外回流污泥浓度平均值c
ri
；
27.比较所述外回流污泥浓度目标值c
rx
与所述外回流污泥浓度平均值c
ri
，根据所述第一外回流比调整基值，计算所述第一外回流比。
28.优选地，若c
rx
大于等于c
ri
，ki＝k
i-1
’‑
ka；若c
rx
小于c
ri
，ki＝k
i-1’ ka，其中，ki为第i个间隔时间内的第一外回流比，k
i-1’为第i-1个间隔时间内的第二外回流比，k0’
＝k0，ka为第一外回流比调整基值。
29.优选地，根据第i个间隔时间内的曝气池污泥浓度平均值，计算所述调整运行频率包括：
30.采集污泥浓度计信号并计算第i个间隔时间内的曝气池污泥浓度平均值mlssi；
31.比较所述曝气池污泥浓度目标值mlss
x
与所述曝气池污泥浓度平均值mlssi，根据所述第二外回流比调整基值调整第二外回流比；
32.根据所述第二外回流比计算外回流量目标值q
ri
＝k
i’*qi，k
i’为第i个间隔时间内的第二外回流比；
33.实时采集电磁流量计信号，获得实时外回流量q
ri’；
34.调整外回流泵变频器，使所述实时外回流量等于所述外回流量目标值，此时的外回流泵频率即为所述调整运行频率。
35.优选地，若mlss
x
大于等于mlssi，k
i’＝ki kb；若mlss
x
小于mlssi时，k
i’＝k
i-kb，其中，kb为第二外回流比调整基值。
36.优选地，还包括：
37.设置外回流比最低值k
min
及最高值k
max
、二沉池泥位最低值s
min
及最高值s
max
；
38.实时采集二沉池泥位信号si；
39.若si≥s
max
时，当前的外回流比k＝k
max
，si≤s
min
时，k＝k
min
；
40.根据当前的外回流比计算当前的系统所需外回流量；
41.实时采集电磁流量计信号，获得实时外回流量；
42.调整外回流泵变频器，使所述实时外回流量等于当前的系统所需外回流量，此时的外回流泵频率即为当前所需运行频率。
43.其有益效果在于：本发明通过自动优化外回流污泥量，控制外回流污泥泵的启停及运行频率，降低回流活性污泥流量，提高外回流污泥浓度，增加污泥在二沉池内的停留时间，增强二沉池内源反硝化的效果，从而达到降低能耗的目的。
44.本发明的方法具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
45.通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
46.图1示出了根据本发明的一个实施例的一种强化污水处理厂二沉池内源反硝化的装置的示意图。
47.图2示出了根据本发明的一个实施例的强化污水处理厂二沉池内源反硝化的方法的步骤的流程图。
48.附图标记说明：
49.1、初沉池；2、预缺氧池；3、厌氧池；4、缺氧池；5、好氧池；6、二沉池；7、剩余/回流污泥井；8、控制单元；9、流量控制阀；10、进水流量计；11、搅拌器；12、第一管道式污泥浓度计；13、在线硝酸盐仪表；14、泥位计；15、第二管道式污泥浓度计；16、外回流污泥泵；17、电磁流量计；18、剩余污泥泵。
具体实施方式
50.下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。
51.图1示出了根据本发明的一个实施例的一种强化污水处理厂二沉池内源反硝化的装置的示意图。
52.如图1所示，该装置包括至少一个初沉池1、一个预缺氧池2、一个厌氧池3、一个缺氧池4、一个好氧池5、一个二沉池6、一个回流污泥井7以及一个控制单元8。初沉池1、预缺氧池2、厌氧池3、缺氧池4、好氧池5、二沉池6、回流污泥井7分别依次通过出水管连接；污水进水主管线与初沉池1连接，污水进水分管线通过流量控制阀9与预缺氧池2底部连接；预缺氧池2的出水管与厌氧池3底部连接；初沉池1的出水管与厌氧池3底部连接；厌氧池3的出水管与缺氧池4底部连接；缺氧池4的出水管与好氧池5底部连接，缺氧池4中设置搅拌器11；好氧池5的出水管与二沉池6底部连接；二沉池6的排泥管与回流污泥井7底部连接；回流污泥井7的出水管与预缺氧池2底部连接；污水进水主管线设有进水流量计10，好氧池5的出水管设有第一管道式污泥浓度计12，好氧池5末端设有在线硝酸盐仪表13，二沉池6内设有泥位计14，剩余/回流污泥井7设有排泥管道和外回流污泥管道，剩余/回流污泥井7的排泥管道设有第二管道式污泥浓度计15，剩余/回流污泥井7内设有在线硝酸盐仪表13，剩余/回流污泥井7设有外回流污泥泵16及剩余污泥泵18，外回流泵设有变频器，剩余/回流污泥井7外回流污泥管道设有电磁流量计17；进水流量计10、第一管道式污泥浓度计12、泥位计14、第二管道式污泥浓度计15、外回流污泥泵16、电磁流量计17分别与控制单元8连接；控制单元8根据进水流量计10、第一管道式污泥浓度计12、泥位计14、第二管道式污泥浓度计15、电磁流量计17的测量值，控制外回流污泥泵的启停及运行频率。
53.图2示出了根据本发明的一个实施例的强化污水处理厂二沉池内源反硝化的方法的步骤的流程图。
54.如图2所示，基于强化污水处理厂二沉池内源反硝化的装置，本发明提供一种强化污水处理厂二沉池内源反硝化的方法，包括：
kb，其中，kb为第二外回流比调整基值。
83.在一个示例中，还包括：
84.设置外回流比最低值k
min
及最高值k
max
、二沉池泥位最低值s
min
及最高值s
max
；
85.实时采集二沉池泥位信号si；
86.若si≥s
max
时，当前的外回流比k＝k
max
，si≤s
min
时，k＝k
min
；
87.根据当前的外回流比计算当前的系统所需外回流量；
88.实时采集电磁流量计信号，获得实时外回流量；
89.调整外回流泵变频器，使实时外回流量等于当前的系统所需外回流量，此时的外回流泵频率即为当前所需运行频率。
90.具体地，步骤1：预设初始参数；初始参数包括初始外回流比k0、外回流污泥浓度目标值c
rx
、第一外回流比调整基值ka、曝气池污泥浓度目标值mlss
x
、第二外回流比调整基值kb。
91.步骤2：采集进水流量计信号并计算初始进水流量平均值q0；通过公式(1)计算初始外回流量目标值q
r0
；实时采集电磁流量计信号，获得实时外回流量q
r0’；调整外回流泵变频器，使实时外回流量等于初始外回流量目标值，此时的外回流泵频率即为初始运行频率。
92.步骤3：采集进水流量计信号并计算第i个间隔时间内的进水流量平均值qi；
93.根据第i个间隔时间内的外回流污泥浓度平均值，计算第一外回流比，包括：
94.采集污泥浓度计信号并计算第i个间隔时间内的外回流污泥浓度平均值c
ri
；比较外回流污泥浓度目标值c
rx
与外回流污泥浓度平均值c
ri
，根据第一外回流比调整基值计算第一外回流比，若c
rx
大于等于c
ri
，ki＝k
i-1
’‑
ka；若c
rx
小于c
ri
，ki＝k
i-1’ ka，i为大于等于1的自然数，k0’
＝k0；
95.根据第i个间隔时间内的曝气池污泥浓度平均值，计算调整运行频率，包括：
96.采集污泥浓度计信号并计算第i个间隔时间内的曝气池污泥浓度平均值mlssi；
97.比较曝气池污泥浓度目标值mlss
x
与曝气池污泥浓度平均值mlssi，根据第二外回流比调整基值调整计算第二外回流比，若mlss
x
大于等于mlssi，k
i’＝ki kb；若mlss
x
小于mlssi时，k
i’＝k
i-kb；根据第二外回流比计算外回流量目标值q
ri
＝k
i’*qi；实时采集电磁流量计信号，获得实时外回流量q
ri’；调整外回流泵变频器，使实时外回流量等于外回流量目标值，此时的外回流泵频率即为初调整运行频率。
98.步骤4：步进时间，针对第i 1个间隔时间重复步骤2-4，直至时间步进结束。
99.在调整前，设置外回流比最低值k
min
及最高值k
max
、二沉池泥位最低值s
min
及最高值s
max
；在调整中，实时采集二沉池泥位信号si；若si≥s
max
时，当前的外回流比k＝k
max
，si≤s
min
时，k＝k
min
；根据当前的外回流比计算当前的系统所需外回流量；实时采集电磁流量计信号，获得实时外回流量；调整外回流泵变频器，使实时外回流量等于当前的系统所需外回流量，此时的外回流泵频率即为当前所需运行频率。此步骤是用于监控二沉池泥位。
100.为便于理解本发明实施例的方案及其效果，以下给出一个具体应用示例。本领域技术人员应理解，该示例仅为了便于理解本发明，其任何具体细节并非意在以任何方式限制本发明。
101.实施例1
102.启动控制器，控制器实时采集进水流量计信号并计算初始进水流量平均值q0，m3/
h；利用控制器预设初始外回流比k0为0.6；利用控制器输入函数实时计算系统所需外回流量q
r0
，m3/h；利用控制器启动外回流泵，控制器实时采集电磁流量计信号，获得此时的实时外回流量q
r0’，m3/h；利用控制器调整外回流泵变频器，当q
r0’＝q
r0
时，外回流泵以此时频率运行。
103.控制器实时采集进水流量计信号并计算间隔十分钟内的进水流量平均值qi，m3/h；利用控制器预设目标外回流浓度c
rx
为10000mg/l；利用控制器预设第一外回流比调整基值ka为0.05；控制器实时采集污泥浓度计信号并计算间隔十分钟内的外回流污泥浓度平均值c
ri
，mg/l；利用控制器比较c
rx
和c
ri
，若c
rx
大于等于c
ri
，ki＝k
i-1
’‑
0.05；若c
rx
小于c
ri
，ki＝k
i-1’ 0.05。
104.利用控制器预设目标曝气池污泥浓度mlss
x
为3000mg/l；利用控制器预设第二外回流比调整基值kb为0.05；控制器实时采集污泥浓度计信号并计算间隔十分钟内的曝气池污泥浓度平均值mlssi，mg/l；利用控制器比较mlss
x
和mlssi，若mlss
x
大于等于mlssi，k
i’＝ki 0.05；若mlss
x
小于mlssi时，k
i’＝k
i-0.05；利用控制器输入函数实时计算系统所需外回流量q
ri
；利用控制器调整外回流泵变频器，当实时外回流量q
ri’＝q
ri
时，外回流泵以此时频率运行。
105.时间步进，重复进行外回流泵频率调整，直至时间步进结束。
106.在调整前，利用控制器预设外回流比最低值k
min
及最高值k
max
、二沉池泥位最低值s
min
及最高值s
max
；在调整中实时采集二沉池泥位信号si；si》＝s
max
时，k＝k
max
，si《＝s
min
时，k＝k
min
；通过k计算系统所需外回流量；利用控制器调整外回流泵变频器，当实时外回流量等于系统所需外回流量时，外回流泵以此时频率运行。此步骤是用于监控二沉池泥位。
107.本方法经试用具有稳定可靠，精准调控，操作简单的特点，并且具有很好的调节效果，该控制方法能够尽可能地降低回流活性污泥流量，提高外回流污泥浓度至10000mg/l以上，增加污泥在二沉池内的停留时间，增强二沉池内源反硝化的效果，可通过二沉池内源反硝化去除的硝酸盐浓度达到2mg/l以上。
108.本领域技术人员应理解，上面对本发明的实施例的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施例的有益效果，并不意在将本发明的实施例限制于所给出的任何示例。
109.以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。