[发明专利]双污泥反硝化除磷工艺运行的在线优化调控方法及其装置

说明书

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，涉及一种双污泥反硝化除磷工艺运行的在线优化调控方法及其装置。

背景技术

经济飞速发展的同时，如今许多地区遭受不同程度水环境污染的报道屡见不鲜。而水环境的污染又主要表现为水体的富营养化，因此，由氮、磷过量排放引发的水体富营养化已成为相关人士最为关注的环境问题之一，如何有效去除污水中的氮、磷等营养元素也早已提上政府日程。虽然采用物理、化学、生物以及彼此相结合的方法均能够得到较好的除磷效果，但电解、吸附等物理方法，常因其成本过高，技术复杂而无法大规模应用。化学试剂则会引起二次污染，且污泥产量大，运行费用高。兼顾经济效益和除磷效果的前提下，人们对于生物除磷工艺投入了更多的研究热情。

反硝化除磷理论的提出，开辟了污水生物处理的新领域和新思路，使得生物脱氮和生物除磷有机结合，打破了因碳源不足而引起氮磷脱除无法达标的僵局，为污水处理政策的强制执行和不断推进提供了强有力的技术支撑。反硝化除磷工艺依赖于一类厌氧/缺氧交替运行条件下驯化而成的微生物——反硝化聚磷菌(Denitrifying phosphorus removing bacteria，DPB)，它能在厌氧阶段将污水中的大量有机物转化为胞内碳源PHA(poly-β-hydroxyalkanoates，聚羟基脂肪酸酯)；而在缺氧阶段，它又能利用硝酸盐作为电子受体，在水解PHA的同时过量吸磷。可见，反硝化除磷技术就是基于这类微生物特殊的生理特性，很好地将反硝化和除磷过程合二为一，达到同步脱氮除磷的目的。

在反硝化除磷技术占据污水生物脱氮除磷主导的同时，也存在着许多筮待解决的问题(1、A₂N反硝化除磷脱氮工艺的影响因素分析[J]工业用水与废水，2006。2、反硝化除磷理论及运用现状[J].水处理技术，2008)：①进水中挥发性脂肪酸不足，不能满足同步脱氮除磷的要求时，仍需补充投加外碳源；②因缺氧阶段水力停留时间不够，造成的反硝化反应不完全，将直接影响系统的脱氮效率；③保证足够的曝气量以使硝化阶段的氨氮完全硝化的同时，很难避免因曝气过量引起的超高运行费用；④城市污水的水质水量随时间变化很大，系统运行不稳定，固定不变的系统运行模式不能保证氮磷去除的100％达标。加之，城市污水处理厂的排放标准日益严格，目前急需解决污水处理系统运行能耗高、出水水质不稳定、工艺的自动在线控制等问题。

模糊控制是以模糊集合理论为基础的一种新兴的控制手段，它是模糊系统理论和模糊技术与自动控制技术相结合的产物。模糊控制将监测设备的实时监测数据转化为电信号，控制水处理工艺的辅助设备，从而优化水处理各反应阶段的药剂投加量和水力停留时间。因此模糊控制能够解决上述存在的问题，而且可以提高工人工作的针对性，在工程中的应用日益广泛与深入。但由于城市污水水质水量波动较大，处理达标标准不同，模糊控制在污水处理领域中的应用仍处于探索状态。同时，相关软件的开发和推广运用也受到了很大的限制，有待于今后继续研究探索。

目前，已公开的活性污泥工艺在线优化调控类专利(1、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[专利CN1837092]。2006-09-27公开。2、A/O工艺短程硝化反硝化污水处理控制系统及其在线控制方法[专利CN1837091]，2006-09-27公开。3、A/O生物脱氮反应器、硝化过程的调节方法及其在线模糊控制装置、方法[专利CN1778714]，2006-05-31公开)，主要解决了脱氮工艺中的硝化和反硝化问题。

发明内容

针对现有技术中同步脱氮除磷所需外碳源投加量的问题；因缺氧阶段水力停留时间不够，造成反硝化反应不完全的问题；保证氨氮完全硝化，同时尽可能节省曝气量的问题；进水水质波动较大导致系统运行不稳定的问题；本发明的目的是提供一种双污泥反硝化除磷工艺运行的在线优化调控方法。

本发明的另一个目的是提供一种用于上述双污泥反硝化除磷工艺运行的在线优化调控方法的装置。

本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种双污泥反硝化除磷工艺运行的在线优化调控方法，该方法包括以下步骤：

(1)检测各阶段生物化学反应过程中的ORP、DO和pH变化率，以及与厌氧放磷、缺氧反硝化吸磷以及好氧硝化反应之间的定量关系；

(2)根据上述检测结果，确定厌氧阶段投加碳源的ORP模糊控制范围、好氧硝化阶段曝气时间的pH模糊控制范围以及缺氧搅拌时间的pH模糊控制范围；