[发明专利]MBR工艺脱氮除磷加药耦合膜污染智能控制系统和方法

说明书

本发明提供一种MBR工艺脱氮除磷加药耦合膜污染智能控制系统和方法，属于污水处理设备技术领域，控制柜集成脱氮加药控制模块、除磷加药控制模块和膜污染控制模块。其中，膜污染控制模块控制膜池排泥量，维持膜池污泥浓度稳定，同时将实时信号反馈至脱氮和除磷加药控制模块，用于修正计算碳源和除磷药剂的加药量。本发明加药控制模块实现深度脱氮除磷，考虑了MBR工艺污泥性质差异和反应动力学等影响，同时膜污染控制模块可有效预防膜污染，两者有效结合，共同实现了出水氮、磷控制稳定达标，节能降耗，膜污染预警及时，膜工艺运行稳定。

技术领域

本发明涉及污水处理设备技术领域，具体涉及一种MBR工艺脱氮除磷加药耦合膜污染智能控制系统和方法。

背景技术

大多数污水处理厂需要投加碳源和除磷药剂来保证出水氮、磷达标，目前污水厂运行主要靠人工经验投加，一是运行调控繁琐，出水水质容易受进水负荷波动而无法稳定达标。二是过量加药现象严重，经济成本较高，不利于水厂的可持续生产。智能加药系统相继开发以代替人工，实现自动加药，不仅稳定水质也可以节省药量。智能加药系统由软件模型和硬件设备组成。硬件包括控制设备、监测仪表和加药设备。如PLC控制柜、加药泵、进出水量、水质监测仪表，生化池在线DO、MLSS及硝氮、磷酸盐仪表，现有报导的智能加药自控系统的硬件配置情况基本类似。软件模型为自控系统的核心，用于加药量精确计算，在实现水质稳定中发挥重要作用。污水生物处理存在影响因素多变，非线性、滞后性强、因地而异等特点，模型要更好的适应生物反应特征，计算更加精确的加药量来应对进水负荷变化，从而实现出水水质稳定，降耗显著的效果。

目前污水处理过程的模拟计算与控制模型使用的ASM系列模型，存在如下问题：一是模型在国内水厂适应性不理想，主要由水质和污泥性质的差异造成，二是模型使用不方便，主要因为模型的参数多，调试周期长，维护要求和成本高。三是现有大多数控制模型应用场景局限在传统的AAO、UCT等工艺，出水总氮、总磷执行标准宽松，出水浓度控制值较高。

MBR工艺(即污水处理工艺)具有污泥龄较长，系统的污泥浓度高，进水负荷相比较低等特点，污泥性质与传统工艺存在不同。污泥具有较强的内源反硝化作用，因此在碳源加药时需考虑内源脱氮的影响。同时，在MBR工艺实现深度脱氮(TN≤1mg/L)，低底物浓度下反硝化速率受到较大影响，软件模型需考虑反应动力学影响。长污泥龄也会对化学除磷药剂利用效率造成影响，并存在化学污泥磷的释放等问题，模型需结合实际工程数据校正优化。另外，膜污染控制是MBR工艺运行的关键，加药会提高系统的污泥浓度，加快膜污染，影响膜系统正常运行。过高的污泥浓度同时会影响药剂利用效率，从而影响智能加药模型调控，因此脱氮除磷智能加药模块需要与膜污染控制模块较好耦合，控制相对稳定的污泥浓度，保障水质的同时使工艺系统运行更加稳定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动化程度高，适用性和稳定性强，可实现MBR工艺深度脱氮除磷，水质稳定达标，药耗节省明显，同时可预防膜污染，膜系统运行稳定，实现污水厂提质增效的MBR工艺脱氮除磷加药耦合膜污染智能控制系统和方法，以解决上述背景技术中存在的至少一项技术问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

一方面，本发明提供一种MBR工艺脱氮除磷加药耦合膜污染智能控制系统，包括依次设置的厌氧池、前缺氧池、好氧池、后缺氧池、膜池的工艺系统，智能控制系统含脱氮加药智能控制模块、除磷加药智能控制模块和膜污染控制模块；

所述前缺氧池和后缺氧池连通脱氮加药智能控制模块，碳源加药控制点设置在前缺氧池和后缺氧池；所述好氧池连通除磷加药智能控制模块，除磷加药控制点设置在好氧池；所述膜池连通膜污染控制模块；

所述脱氮加药智能控制模块、所述除磷加药智能控制模块模块和所述的膜污染控制模块均集成在控制柜；其中，所述膜污染控制模块控制膜池排泥量，膜池污泥浓度信号实时反馈给控制柜，所述控制柜中的脱氮加药模块和所述除磷加药模块根据膜池污泥浓度信号进行计算修正分别向工艺系统中加入碳源和除磷药剂的含量，从而控制出水中氮元素的含量和磷元素的含量。