[发明专利]一种短程硝化耦合反硝化除磷的A2/O-生物接触氧化装置的实时控制及方法

权利要求书

1.一种短程硝化耦合反硝化除磷的A²/O-生物接触氧化装置的实时控制系统，其特征在于：

该系统包括原水水箱（1）、A²/O反应器（2）、中间沉淀池（3）、生物接触氧化池（4）、沉淀区（5）、出水水箱（6）、在线控制箱（7）和计算机（8）；所述原水水箱（1）设有加热器（32）；所述A²/O反应器（2）包括厌氧区（11）、缺氧区（12）和好氧区（13）；所述A²/O反应器（2）与生物接触氧化池（4）连接处为密封隔板，使两者彼此隔离；所述A²/O反应器（2）好氧区（13）的出水进入中间沉淀池（3），中间沉淀池（3）经中间进水泵（16）连接生物接触氧化池（4）；所述生物接触氧化池（4）分为三个格室，分别记为第一格室（4.1）、第二格室（4.2）、第三格室（4.3），内设填料（21）；所述A²/O反应器（2）的好氧区（13）和生物接触氧化池（4）均设有曝气盘（26），分别通过第一流量计（26.1）、第二流量计（26.2）、第三流量计（26.3）、第四流量计（26.4）控制曝气量；所述沉淀区（5）设有溢流口（22）和排泥口（23）；所述在线控制箱（7）连接NH₄⁺传感器（28）、NO₃^-传感器（29）、NO₂^-传感器（30）、TP传感器（31）、温度传感器（19）、DO传感器（20）、加热控制器（33）和计算机（8）；根据各传感器采集到的信号，通过计算机（8）输出，在线监测出水水箱（6）中的NH₄⁺、NO₃^-、NO₂^-、TP浓度以及生物接触氧化池（4）各格室内的温度和DO浓度。

2.应用权利要求1所述的A²/O-生物接触氧化装置进行脱氮除磷和实时控制的方法，主要包括以下步骤：

1）原水经进水泵（9）与来自中间沉淀池（3）经污泥回流泵（17）送来的回流污泥一起进入A²/O反应器（2）的厌氧区（11），污泥回流比100%～200%，污泥浓度6000～10000mg/L，通过搅拌装置（10）充分混合反应；

2）混合液随后进入缺氧区（12），同时进入的还有经生物接触氧化池（4）进行短程硝化并在沉淀区（5）完成固液分离的硝化液，硝化液回流比100%～400%；

3）混合液经缺氧区（12）进入好氧区（13），水力停留时间为1.0～1.5h，溶解氧DO为2.5～4.0mg/L；

4）混合液在中间沉淀池（3）进行泥水分离，沉淀时间1.5～2.5h，含有氨氮的上清液进入生物接触氧化池（4），而沉淀污泥经污泥回流泵（17）回流到AAO反应器（2）的厌氧区（11），排泥从剩余污泥排放口（18）排出；

5）生物接触氧化池（4）内设填料（21），比表面积1500～2000m²/m³，填充率20～30%，孔隙率大于99%；水力负荷1.67～2.92m³/（m²·d），溶解氧0.5～3.0mg/L；温度传感器（19）和DO传感器（20）在线采集生物接触氧化池（4）各格室中的温度和溶解氧浓度；

6）经上述处理后进入沉淀区（5），上清液经溢流口（22）进入出水水箱（6），脱落的生物膜从底部排泥口（23）排出；NH₄⁺传感器（28）、NO₃^-传感器（29）、NO₂^-传感器（30）和TP传感器（31）在线采集出水水箱（6）中的氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮和总磷浓度；

7）通过计算机（8）的输出，得到实时控制变量，并按照以下三种方案之一进行调整；

A)NH₄⁺传感器（28）在线采集出水水箱（6）中的氨氮浓度，通过计算机（8）的输出，得到实时控制变量；当NH₄⁺浓度≥5mg/L时，加大曝气量为0.3～0.4m³/h；当NH₄⁺浓度≤0.5mg/L时，减小曝气量为0.1～0.2m³/h；

B)温度传感器（19）和DO传感器（20）在线采集生物接触氧化池（4）各格室中的温度和溶解氧浓度，通过计算机（8）的输出，得到实时控制变量；当出水亚硝积累率NO₂^-/NO_x^-≤50%时，降低溶解氧至0.5～1.5mg/L，同时开启加热控制器（33），控制反应器温度在25～35℃；当出水亚硝积累率NO₂^-/NO_x^-≤30%时，在上述基础上，将中间进水泵（16）的进水口改为第二格室（4.2），同时关闭第二流量计（26.2），缩短硝化时间；

C)NO₃^-传感器（29）、NO₂^-传感器（30）和TP传感器（31）在线采集出水水箱（6）中的硝酸盐氮、亚硝酸盐氮和总磷浓度，通过计算机（8）的运算输出，得到实时控制变量；当NO₃^-+NO₂^-浓度≥14mg/L或TP浓度≥1mg/L时，加大硝化液回流比为300%～400%；当NO₃^-+NO₂^-浓度≤6mg/L或TP浓度≤0.2mg/L时，减小硝化液回流比为100%～200%。