[发明专利]碳源智能投加系统及其在污水处理中的应用

说明书

本发明属于污水处理装置及其应用，特别是指一种碳源智能投加系统及其在污水处理中的应用。控制装置采集反硝化池的进水、出水以及反硝化池内包括硝态氮、亚硝态氮、流量、COD、ORP的实时数据，依据实时检测数据计算并核准碳源投加总量，依据核准的碳源投加总量控制与碳源储罐连接的泵送装置实现向反硝化池内碳源分段精确投加。本发明有效解决了现有技术中存在的碳源投加量不能实现精确控制的技术难题，具有能够有效实现碳源投加的分段精确控制，易于实现自动化控制，安装及维护便利等优点。

技术领域

本发明属于污水处理装置及其应用，特别是指一种碳源智能投加系统及其在污水处理中的应用。

背景技术

反硝化反应是生物处理过程中对氮进行去除的重要环节，污水生物处理脱氮中，经过氨化的有机氮转变成氨氮，氨氮在硝化菌作用下生成硝酸盐氮和亚硝酸盐氮，该两种氮在反硝化菌的作用下，在缺氧环境中以有机物为电子受体，最终变为氮气释放到空气中。以甲醇为例，反应式如下：

目前，为保证反硝化反应的正常进行，满足日益严格的出水指标要求，大部分污水处理厂采用投加碳源的方式来提高反硝化效果，而碳源投加的方式通常为人工理论计算恒量投加。然而由于污水厂进水水量及水质波动较大，恒量投加时既不能根据微生物生长的实际需求投加碳源，并且检测设备大多在反硝化池的后端，使得数据反馈滞后，导致碳源超量投加，这样一是造成了药剂浪费，增加了运行成本，另一方面过量投加碳源又使出水COD存在超标风险，需要通过好氧反应对其进行消耗，增加了系统的曝气能耗。因此，通过数据分析及精确控制优化碳源投加量，提高投加系统的效率，实现碳源投加系统的自动控制对污水处理稳定达标运行、节约成本具有重要意义。

现有碳源投加系统主要依据对硝酸盐、溶氧等单一指标的检测，动态控制外加碳源的投加量，且投加时均以恒量投加或者一次性大量投加为投加方式，恒量投加导致不能依据水体中微生物生长的实际需要进行精确的碳源投加控制，使反应不充分，反应时间长，而且易出现投加过量。

申请人检索到的专利文献包括：

申请号为201410514016.4的专利申请中公开了一种碳源投加前馈-反馈控制装置及控制方法，仅靠硝态氮计算碳源，未考虑亚硝态氮等其他因素对碳源消耗的影响，会导致碳源投加量不足或计算误差大的问题；申请号为200710063592.1的专利申请中公开了一种多段进水A/O生物脱氮溶解氧和碳源投加控制装置及方法，申请号为200610200357.X的专利申请中公开了一种缺氧/好氧生物脱氮工艺运行优化控制系统及其在线控制方法，上述文献的主要技术解决手段是根据ORP、pH、DO中的一个或两个指标确定碳源，无法从ORP、pH、DO与碳源投加建立函数关系，无法精准计算碳源投加。上述专利文献存在的主要问题是控制参数单一。

申请号为201110161740.X的专利申请中公开了一种反硝化生物滤池工艺碳源投加优化控制装置与方法，应用该公式进行碳源投加的核算：碳源投加量＝2.86([NO₃-N]in-[NO₃--N]out)+1.71([NO₂-N]in-[NO₂-N]out)+[DO]in。该现有技术的缺陷是虽然引入DO值，但其公式中硝态氮、亚硝态氮和DO值前系数是理论值，未考虑现场实际情况对其的消耗误差。同时该投加量未考虑污水本身COD对碳源的贡献数值，导致结果偏差较大。