一種aao氧化溝實時調(diào)控系統(tǒng)及其污水處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)境保護領(lǐng)域，具體涉及一種AAO氧化溝實時調(diào)控系統(tǒng)及其污水處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]AAO(Anaerobic-Anoxic-Oxic)工藝是將厭氧_好氧除磷系統(tǒng)和缺氧-好氧脫氮系統(tǒng)相結(jié)合而成，由厭氧池、缺氧池和好氧池構(gòu)成，又稱厭氧-缺氧-好氧法，是生物脫氮除磷基礎(chǔ)工藝。該工藝的水力停留時間少于其他同類工藝，厭氧/缺氧/好氧交替運行，有效地避免了污泥膨脹，SVI值一般小于100 ;該工藝中混合液回流比往往較大，因此具有很高的電耗，此外，由于大量有機物在厭氧段被利用，導(dǎo)致缺氧段反硝化碳源不足，反硝化反應(yīng)不徹底，影響脫氮效果。
[0003]氧化溝又名連續(xù)循環(huán)曝氣池(Continuous Loop Reactor)，是活性污泥法的一種變形。氧化溝污水處理工藝起源于荷蘭，目前已在國內(nèi)外廣泛應(yīng)用于生活污水和工業(yè)廢水的處理中，是新建污水處理廠的首選工藝之一。氧化溝具有特殊的水力學(xué)流態(tài)，既有完全混合式反應(yīng)器的特點，又有推流式反應(yīng)器的特點，溝內(nèi)能夠形成好氧-缺氧交替的多級AO環(huán)境，有利于同時硝化反硝化(SND)的發(fā)生，強化脫氮效果。氧化溝具有運行穩(wěn)定、管理方便、出水水質(zhì)好、處理污水經(jīng)濟等優(yōu)點，但當進水水溫較低且污泥負荷較高時，容易發(fā)生污泥膨脹，導(dǎo)致出水懸浮物過高。此外，由于溝內(nèi)流速分布不均勻，容易產(chǎn)生污泥沉積問題。
[0004]AAO氧化溝是在氧化溝的基礎(chǔ)上增設(shè)厭氧池和缺氧池，整體形成A-A-O的運行模式，其中好氧池為氧化溝型。AAO氧化溝兼具AAO和氧化溝的優(yōu)點，具有防止污泥膨脹、強化脫氮除磷和節(jié)能降耗等優(yōu)勢。筆者曾以重慶市井口污水處理廠AAO表曝氧化溝工藝為對象，針對其運行中存在的問題進行了優(yōu)化調(diào)控和改進，脫氮效率提高23%，電耗平均降低25%，出水TN穩(wěn)定優(yōu)于GB18918-2002 —級B標準，但厭氧池與缺氧池仍存在死區(qū)，生產(chǎn)調(diào)控中采用化學(xué)藥劑輔助除磷，增加了部分處理成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為了解決AAO氧化溝運行中存在的污泥沉積、脫氮除磷效果差導(dǎo)致出水不能穩(wěn)定達標、以及能耗高等問題，提出一種AAO氧化溝實時調(diào)控系統(tǒng)及其調(diào)控處理方法，通過對AAO氧化溝進行設(shè)備、溝型及裝置的改進以及運行方式的調(diào)控，建立一套基于進水變化的AAO氧化溝實時調(diào)控系統(tǒng)，實現(xiàn)強化脫氮除磷、出水穩(wěn)定達標、節(jié)能降耗的目的。
[0006]為達到上述目的，采用技術(shù)方案如下:
[0007]一種AAO氧化溝實時調(diào)控系統(tǒng)，由厭氧池、缺氧池、氧化溝、在線監(jiān)測儀及PLC控制系統(tǒng)組成；
[0008]所述厭氧池和缺氧池的彎道采用圓角池型；厭氧池至缺氧池設(shè)置有進水口 ；氧化溝至缺氧池設(shè)置有硝化液回流通道；二沉池回流污泥、氧化溝回流硝化液及來自厭氧池的混合液在缺氧池發(fā)生反硝化作用，將硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮氣而去除；同時，缺氧池至厭氧池設(shè)置有混合液回流通道，缺氧池內(nèi)脫氮后的混合液回流至厭氧池，與進水一起發(fā)生厭氧釋磷作用；
[0009]所述氧化溝采用雙溝式，彎道采用圓角池型；氧化溝進水口設(shè)在第一直道處，氧化溝至缺氧池硝化液回流通道設(shè)在第四直道處；通過優(yōu)化曝氣轉(zhuǎn)盤數(shù)量及運行模式，使氧化溝內(nèi)形成好氧-缺氧交替的多級AO環(huán)境，混合液在氧化溝內(nèi)不斷發(fā)生硝化-反硝化作用，強化了脫氮效果；氧化溝硝化液回流至缺氧池以補充反硝化脫氮所需的硝酸鹽；
[0010]所述的厭氧池內(nèi)設(shè)有氧化還原電位(ORP)在線監(jiān)測儀，并與PLC控制系統(tǒng)相連；所述的ORP在線監(jiān)測儀安裝在缺氧池進水口與缺氧池至厭氧池回流通道之間；所述的缺氧池內(nèi)設(shè)有Ν03_-Ν在線監(jiān)測儀，并與PLC控制系統(tǒng)相連；所述的Ν03_-Ν在線監(jiān)測儀安裝在缺氧池進水口與缺氧池至厭氧池回流通道之間；所述的氧化溝出水口處設(shè)有mlss、nh4+-n、do在線監(jiān)測儀I均與PLC控制系統(tǒng)相連；氧化溝至缺氧池硝化液回流通道入口處設(shè)有DO在線監(jiān)測儀II與PLC控制系統(tǒng)相連。
[0011]按上述方案，所述氧化溝內(nèi)設(shè)置有三臺曝氣轉(zhuǎn)盤，分別放置于第二、三、四直道內(nèi)，曝氣轉(zhuǎn)盤可通過變頻器實現(xiàn)轉(zhuǎn)速的調(diào)控，每一臺曝氣轉(zhuǎn)盤上游均設(shè)置有水下推流器和擋流板，下游設(shè)置有導(dǎo)流板；所述的氧化溝的第一直道內(nèi)設(shè)置有一臺水下推流器和一臺浮筒式推流器。
[0012]按上述方案，厭氧池及缺氧池彎道處設(shè)置有雙道導(dǎo)流墻，直道處設(shè)置有兩級導(dǎo)流板；所述導(dǎo)流板設(shè)置于水下推流器的下游方向，與下游水面形成夾角α，α為45° -55°。
[0013]上述AAO氧化溝實時調(diào)控系統(tǒng)的污水處理方法，包括以下步驟:
[0014]I)原水進入?yún)捬醭?，與缺氧池回流混合液一起進行厭氧釋磷作用，ORP在線監(jiān)測儀采集厭氧池內(nèi)ORP值；
[0015]2)厭氧池混合液進入缺氧池，與二沉池回流污泥和氧化溝回流硝化液一起進行反硝化作用，NOf-N在線監(jiān)測儀采集缺氧池內(nèi)硝酸鹽氮濃度；
[0016]3)缺氧池混合液進入氧化溝，氧化溝內(nèi)MLSS、ΝΗ4+-Ν在線監(jiān)測儀分別采集氧化溝出水口處污泥濃度及氨氮濃度，DO在線監(jiān)測儀I采集氧化溝出水口處的溶解氧濃度，DO在線監(jiān)測儀II采集氧化溝至缺氧池回流通道入口處的溶解氧濃度；混合液在氧化溝內(nèi)進行同時硝化反硝化作用；二沉池回流污泥回流至缺氧池；
[0017]4)各在線監(jiān)測儀將采集到的信號傳輸至PLC控制系統(tǒng)，根據(jù)運行程序計算得到實時控制變量，對AAO氧化溝系統(tǒng)進行實時調(diào)控。
[0018]本發(fā)明以氧化溝為基礎(chǔ)，對其采取進水碳源分配等措施，結(jié)合改良UCT工藝優(yōu)勢增設(shè)缺氧池至厭氧池回流，將回流污泥回流至缺氧池，增設(shè)在線監(jiān)測儀，進行實時調(diào)控，以達到同時高效脫氮除磷和穩(wěn)定出水的目的。
[0019]本發(fā)明對主反應(yīng)區(qū)內(nèi)曝氣轉(zhuǎn)盤的運行模式進行調(diào)控，增設(shè)D0、NH4+-N等在線監(jiān)測儀，采用“連續(xù)曝氣-間歇曝氣-溶氧控制”等手段，對系統(tǒng)運行模式進行實時調(diào)控，優(yōu)化功率密度及分布，實現(xiàn)強化脫氮除磷、穩(wěn)定出水和節(jié)能降耗的目的。
[0020]活性污泥法污水處理工藝的核心為活性污泥，為保證生化池具有相對穩(wěn)定的活性污泥濃度，一般對污泥進行回流。污泥回流比過低，會降低反應(yīng)器的污泥濃度和參與硝化反應(yīng)的硝化菌的數(shù)量，使硝化效果變差；相反，污泥回流比過高，會加大污泥耗氧量，增加二沉池的水力負荷和擾動，從而影響泥水分離過程和出水水質(zhì)。本發(fā)明通過調(diào)控氧化溝污泥濃度及污泥回流比，達到強化脫氮除磷、穩(wěn)定出水的目的。
[0021]在生物脫氮除磷工藝系統(tǒng)的運行過程中，水流流態(tài)是設(shè)計中需要考慮的關(guān)鍵因素之一，只有混合液流動起來，才能達到充分反應(yīng)的目的。若功能區(qū)內(nèi)局部流速過低，則會造成積泥現(xiàn)象，使得功能區(qū)有效體積減少，功能區(qū)內(nèi)反應(yīng)不均勻，因此需要對功能區(qū)內(nèi)水流流態(tài)進行優(yōu)化。本發(fā)明為減少積泥現(xiàn)象，保證功能區(qū)有效容積，提高脫氮除磷效率，對功能區(qū)內(nèi)設(shè)備數(shù)量及功率進行優(yōu)化，部分區(qū)域增設(shè)導(dǎo)流板，從而達到優(yōu)化流態(tài)的目的。
[0022]本發(fā)明的AAO氧化溝實時調(diào)控系統(tǒng)及其污水處理方法有益效果如下:
[0023]I)解決了傳統(tǒng)生物脫氮除磷工藝中同時脫氮除磷的硝酸鹽矛盾，在缺氧池和厭氧池之間設(shè)混合液內(nèi)回流通道，二沉池回流污泥進入缺氧池，硝酸鹽在缺氧池因反硝化作用而被去除，避免了回流污泥中硝酸鹽對厭氧池聚磷菌厭氧釋磷的影響，并設(shè)ORP在線監(jiān)測儀對厭氧池內(nèi)氧化還原電位進行實時監(jiān)測，并通過PLC控制系統(tǒng)對缺氧池至厭氧池的混合液回流比進行調(diào)控，以改善厭氧池內(nèi)聚磷菌反應(yīng)環(huán)境，強化了厭氧釋磷效果，采用無動力混合液回流，降低了運行成本。
[0024]2)解決了缺氧池反硝化碳源不足的矛盾，低溫期采用厭氧池和缺氧池同時進水，合理分配除磷和脫氮所需的碳源比例。
[0025]3)缺氧池增設(shè)導(dǎo)流板，合理安排推流器位置，優(yōu)化溝內(nèi)流速，避免污泥沉積及泥水分離現(xiàn)象，溝內(nèi)形成完全混合狀態(tài)，使缺氧池反硝化反應(yīng)充分發(fā)生。
[0026]4)氧化溝內(nèi)增設(shè)水下推流器，避免溝內(nèi)發(fā)生泥水分離和污泥沉積現(xiàn)象；優(yōu)化曝氣轉(zhuǎn)盤數(shù)量及運行模式，使溝內(nèi)形成缺氧-好氧交替的多級AO環(huán)境，強化脫氮效果，并避免曝氣過量或硝化不足的問題，實現(xiàn)節(jié)能降耗和強化脫氮的目的。
[0027]5)在線DO監(jiān)測儀I監(jiān)測氧化溝內(nèi)出水處的溶解氧濃度，保證出水中污染物質(zhì)完全氧化的前提下，避免了二沉池因溶解氧不足而造成的污泥膨脹及污泥上浮的現(xiàn)象，通過PLC自動控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)曝氣轉(zhuǎn)盤的曝氣模式及運行狀態(tài)，實現(xiàn)對曝氣量的實時控制，保證出水達標，節(jié)約能源消耗。
[0028]6)在線DO監(jiān)測儀II監(jiān)測氧化溝內(nèi)硝化液回流通道入口處的溶解氧濃度，在避免進入缺氧池的硝化液內(nèi)較高的溶解氧對缺氧池反硝化造成影響的前提下，實現(xiàn)對曝氣轉(zhuǎn)盤的實時控制，節(jié)約能耗，保證脫氮效果。
[0029]7)在線ORP監(jiān)測儀監(jiān)測厭氧池內(nèi)的氧化還原電位值，通過調(diào)控缺氧池回流至厭氧池的混合液回流比，保證厭氧池內(nèi)聚磷菌的釋磷效果。
[0030]8)在線Ν03_-Ν監(jiān)測儀監(jiān)測缺氧池內(nèi)混合液回流通道入口處的硝態(tài)氮濃度，確保缺氧池的反硝化效果并避免回流至厭氧池的混合液內(nèi)含有的較高的硝態(tài)氮而對厭氧釋磷造成不利影響，同時調(diào)控硝化液回流比，維持厭氧池足夠的生物量，提高系統(tǒng)除磷效果。
[0031]9)在線MLSS監(jiān)測儀監(jiān)測氧化溝出水口處的污泥濃度，保證氧化溝內(nèi)具有較高的污泥負荷，通過調(diào)控污泥回流比，節(jié)約能源，保證出水達標。
[0032]10)在線NH/-N監(jiān)測儀監(jiān)測氧化溝出水口處的氨氮濃度，保證出水能夠達標排放。
[0033]11)采用在線監(jiān)測儀控制，提高了系統(tǒng)的可控性，靈活性高，操作簡單，維護方便，實現(xiàn)了穩(wěn)定出水和節(jié)能降耗的目的。
【附圖說明】
[0034]圖1:本發(fā)明實時控制流程圖；
[0035]圖2:本發(fā)明AAO氧化溝平面示意圖；
[0036]圖3:氧化溝中曝氣轉(zhuǎn)盤上下游裝置工作示意圖；
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