[发明专利]提前停止硝化进程的SBR深度脱氮在线控制方法

说明书

提前停止硝化进程的SBR深度脱氮在线控制方法属于污水处理技术领域，适用于城市污水及碱度充足的含氮工业废水深度脱氮处理。本发明以DO为控制参数，以pH为辅助控制参数，实时提前停止SBR脱氮工艺的曝气硝化反应进程，然后投加适量外碳源搅拌运行，由pH、ORP参数在线控制反硝化过程。提前停止SBR硝化反应进程的目的是使系统中剩余有适量的氨氮以促进反硝化进程，同时使这部分氨氮不经好氧硝化段被部分去除而不影响出水水质。本发明可使SBR法反硝化脱氮效率明显提高，使反硝搅拌过程的动力消耗明显减少；可有效缩短硝化反应时间，并将硝化基本控制在零级反应阶段，可使硝化过程对碱度的消耗及反硝化过程对碳源需求也相应减少。

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种提前停止硝化进程的SBR深度脱氮在线控制方法。

背景技术

近年来水体富营养化问题引起人们普遍关注，氮是引起水体富营养化的主要因素之一。如何提高现行工艺脱氮效率，研究开发经济高效的脱氮新方法与新技术，是亟待解决的重要课题，同时这也是污废水深度处理研究的核心问题之一。

SBR工艺，由于其运行方式灵活，可以容易地根据需要实现好氧、缺氧及厌氧状态交替的环境条件，已成为理想的除磷脱氮工艺。该工艺同时还具有简单、经济，处理能力强，耐负荷冲击，占地面积小和不易发生污泥膨胀等优点。但该工艺运行管理复杂，而且其传统的时间程序控制方式，很难根据进水水质的实际变化情况及时调整运行参数，实现自适应的自动控制。寻求能够实时反应系统运行状况的过程控制参数，是实现SBR工艺系统稳定、经济、高效运行的关键。

基于生物脱氮的硝化过程与溶解氧(DO)、pH和氧化还原电位(ORP)具有良好的相关性，反硝化过程与pH和ORP也具有良好相关性的原理，近年来，国内外学者对SBR法在硝化与反硝化过程中DO、pH和ORP的变化规律进行了广泛和深入的研究。一致认为，可以DO、pH和ORP作为SBR法脱氮过程的在线控制参数，并以这些参数实现了在硝化反应结束(NH₄⁺-N≈0mg/L)和反硝化反应结束(NO_x^--N≈0mg/L)时，实时停止好氧曝气与缺氧搅拌的脱氮在线控制。

但本课题组最近研究发现，在反硝化系统中如果存在有氨氮成分(氨氮量应大于被还原降解硝态氮量的9％)，会明显增强反硝化菌的活性，进而明显提高反硝化速率，并且在反硝化降解硝态氮的过程中，还能同时降解占被还原降解的硝态氮量8％以上(均值)的氨氮成分。

这一现象表明，以DO、pH和ORP为参数实时控制使系统中NH₄⁺-N≈0mg/L时结束硝化过程控的制方法还有优化的空间。因为应用该控制方法：

①在反硝化过程中，系统中的NH₄⁺-N≈0mg/L，得不到氨氮对反硝化过程的促进作用；

②将系统中的氨氮浓度氧化至零才结束好氧过程，无疑要增加好氧动力的消耗，且根据Monod方程【q_N＝q_Nmax·S_N/(K_N+S_N】可知，当氨氮浓度S_N较高时，S_N/(K_N+S_N)≈1，硝化速率q_N≈q_Nmax，而当S_N被氧化至较低时，由于S_N/(K_N+S_N)<1，q_N将会随着S_N的降低而变得越来越低，这对节能是不利的。

基于上述氨氮对反硝化进程具有明显促进作用的发现，为了优化上述硝化过程的在线控制方法，需要解决的技术问题是，在不影响出水水质的条件下，实时提前停止硝化进程。这样既可以利用剩余的适量氨氮来促进反硝化进程，同时也有效地缩短了硝化反应时间，进而实现增效、节能和降耗的效果。