用于污水处理厂总氮处理的一体化反硝化系统及控制方法

摘要

本发明涉及污水处理领域，具体的说是一种用于污水处理厂总氮处理的一体化反硝化系统，设备外壳前侧上方的进水管与设备内部的导流混合区相连，导流混合区通过穿孔花墙与反硝化区相连，设备外壳的后侧上方设有出水管，进水管和出水管通过三通并联在原有污水处理系统管路上，原有污水处理管路上设有截流量控制阀，设备外部还设有碳源投加装置，反硝化区内部设有填料。本发明还提供一种一体化反硝化系统的控制方法。通过在原有污水处理管路上并联一体化反硝化系统设备，施工及安装极为便捷，非常适用于原污水处理构筑物的改造及革新，具有工期短，施工快捷的优势。另外，截流量控制阀可以做到全部或部分处理二级处理出水，具有灵活的调节性。

权利要求

1.一种用于污水处理厂总氮处理的一体化反硝化系统的控制方法，其特征在于：其一体化反硝化系统包括设备外壳(1)，设备外壳(1)的前侧上方设有进水管(2)，进水管(2)与设备内部的导流混合区(4)相连，导流混合区(4)通过穿孔花墙(5)与反硝化区(6)相连，设备外壳(1)的后侧上方设有出水管(3)，所述的进水管(2)和出水管(3)通过三通(7)并联在原有污水处理系统的二沉池(8)和深度处理构筑物(9)之间的管路上，原有污水处理管路上设有截流量控制阀(10)，设备外部还设有碳源投加装置，碳源投加装置的投加管道(11)位于进水管(2)附近，反硝化区(6)内部设有填料(12)，用于污水处理厂总氮处理的一体化反硝化系统的控制方法：在所述设备的进水管(2)道口取样，根据HJ/T346-2007《水质硝酸盐氮的测定紫外分光光度法(试行)》检测硝酸盐氮含量；当数据正常，则设备继续稳定运行；当硝酸盐氮含量偏高，则调节截流量控制阀(10)。

2.按照权利要求1所述的一体化反硝化系统的控制方法，其特征在于：所述的导流混合区(4)两侧自上而下间隔设有导流板(15)。

3.按照权利要求1所述的一体化反硝化系统的控制方法，其特征在于：所述的穿孔花墙(5)下方设有穿孔(16)。

4.按照权利要求1所述的一体化反硝化系统的控制方法，其特征在于：所述的碳源投加装置包括碳源储罐(14)和位于碳源储罐(14)上方的自动计量泵(13)。

5.按照权利要求1所述的一体化反硝化系统的控制方法，其特征在于：所述进水管(2)的进水口标高高于出水管(3)的出水口标高。

6.按照权利要求1所述的一体化反硝化系统的控制方法，其特征在于：所述调节截流量控制阀(10)的计算方法为，先计算硝酸盐极限值，硝酸盐极限值＝(当前执行标准总氮值-日常经验氨氮值)×硝酸盐氮含量占总氮含量的比例；再计算截流量控制阀的开启量，截流量控制阀的开启量＝1-{(当前测定硝酸盐含量-硝酸盐极限值)/当前测定硝酸盐含量}。

7.按照权利要求6所述的一体化反硝化系统的控制方法，其特征在于：所述的硝酸盐氮含量占总氮含量的比例为0.75-0.90。

说明书

用于污水处理厂总氮处理的一体化反硝化系统及控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及污水处理领域，具体的说是一种用于污水处理厂总氮处理的一体化反硝化系统及控制方法。

背景技术

[0002] 一般城镇污水处理厂处理工艺包含调节池、厌氧池、缺氧池、好氧池、二沉池、絮凝沉淀池、消毒池，而含氮类物质在其中经过好氧池，通过氨化反应和硝化反应转变为硝酸盐氮，再通过回流系统进入缺氧池，通过反硝化反应转变为氮气脱出，循环进行。

[0003] 根据《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002，对总氮的监控更加严格。通常总氮处理的控制流程为：（1）在出水口取样，根据HJ636-2012《水质总氮的测定碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法》化验总氮含量；（2）数据偏高，则加大内回流泵的开启，投加适量碳源，如甲醇，加大缺氧池混合力度；（3）数据正常，则继续稳定运行。以上三个步骤循环进行。此方案每次历时周期约3-4小时，过程中需使用到进口或高精度的过硫酸钾药剂，特殊化验仪器需要压力锅，化验复杂程度较大。另外，待发现总氮超标后，再进行工艺调整已是亡羊补牢。并且现今大多数新建污水处理厂或原有污水处理厂经过升级改造后仍然面临出水总氮不能稳定达标或濒临超标的情况。

发明内容

[0004] 根据上述不足之处，本发明的目的是提供一种调节方便，控制效果好的用于污水处理厂总氮处理的一体化反硝化系统及控制方法。

[0005] 为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种用于污水处理厂总氮处理的一体化反硝化系统，它包括设备外壳，设备外壳的前侧上方设有进水管，进水管与设备内部的导流混合区相连，导流混合区通过穿孔花墙与反硝化区相连，设备外壳的后侧上方设有出水管，进水管和出水管通过三通并联在原有污水处理系统的二沉池和深度处理构筑物之间的管路上，原有污水处理管路上设有截流量控制阀，设备外部还设有碳源投加装置，碳源投加装置的投加管道位于进水管附近，反硝化区内部设有填料。

[0006] 优选的是：所述的导流混合区两侧自上而下间隔设有导流板。

[0007] 优选的是：所述的穿孔花墙下方设有穿孔。

[0008] 优选的是：所述的碳源投加装置包括碳源储罐和位于碳源储罐上方的自动计量泵。

[0009] 优选的是：所述进水管的进水口标高高于出水管的出水口标高。

[0010] 本发明还提供一种一体化反硝化系统的控制方法，在设备进水管道口取样，根据HJ/T346-2007《水质硝酸盐氮的测定紫外分光光度法（试行）》检测硝酸盐氮含量；当数据正常，则设备继续稳定运行；当硝酸盐氮含量偏高，则调节截流量控制阀。

[0011] 优选的是：所述调节截流量控制阀的判断方法为，先计算硝酸盐极限值，硝酸盐极限值=（当前执行标准总氮值-日常经验氨氮值）×硝酸盐氮含量占总氮含量；再计算截流量控制阀的开启量，截流量控制阀的开启量=1-｛（当前测定硝酸盐含量-硝酸盐极限值）/当前测定硝酸盐含量｝。

[0012] 优选的是：所述的硝酸盐氮含量占总氮含量的比例为0.75-0.90。

[0013] 本发明的有益效果在于：通过在原有污水处理管路上并联一体化反硝化系统设备，施工及安装极为便捷，非常适用于原污水处理构筑物的改造及革新，具有工期短，施工快捷的优势。另外，截流量控制阀可以做到全部或部分处理二级处理出水，具有灵活的调节性。

[0014] 传统二级处理之后的填料滤池，多为碳化硝化反硝化滤池，其主要是传统工艺环节高程度的小型集合。考虑到二级生化系统已对BOD进行了较深程度的处理，基本降解完毕，并且出水经过二沉池SS也处于较低水平，其他污染指标基本被大幅降解，后续的深度处理环节仍是针对COD及SS等污染物质，所以本系统将目标污染物指定为硝酸盐氮，针对硝酸盐氮设置工艺流程，大幅降低了投资费用，避免了重复项目投资，提高设备运转率。另一方面，克服了在常规调整措施之后，仍不能使总氮含量达标的问题。

[0015] 控制方法中将硝酸盐氮检测用于污水处理厂监控是一种方便快捷的手段。本系统及控制方法的使用极大地增强了污水处理厂总氮处理的时效性，不仅增强了污水处理厂对总氮的处理能力，更是降低了总氮监控的难度。

[0016] 集成化的碳源投加及污水混合环节，效率高占地少，并且利用生物膜载体高生物量可以快速进行反硝化反应。

[0017] 本一体化设备以组为单位，可根据实际要求灵活配套。

[0018] 缺氧区部分除了反硝化反应需利用一定碳源外，不发生其他有机物的降解，从而自身产泥量小，产生的部分污泥会随水流进入深度处理环节处理，基本不会对原有系统造成新的负担。

[0019] 不使用滤池结构，极大地减少了水头损失，为污水处理厂节约了动力费。

附图说明

[0020] 图1是本发明的结构示意图。

[0021] 图2是本发明导流混合区的侧面图。

[0022] 图3是本发明的穿孔花墙的剖面图。

[0023] 图4是本发明的工作流程图。

[0024] 图中，1-设备外壳；2-进水管；3-出水管；4-导流混合区；5-穿孔花墙；6-反硝化区；7-三通；8-二沉池；9-深度处理构筑物；10-截流量控制阀；11-投加管道；12-填料；13-自动计量泵；14-碳源储罐；15-导流板；16-穿孔。

具体实施方式

[0025] 下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明。

[0026] 如图1-3所示的一种用于污水处理厂总氮处理的一体化反硝化系统，它包括设备外壳1，设备外壳1的前侧上方设有进水管2，进水管2与设备内部的导流混合区4相连，导流混合区4通过穿孔花墙5与反硝化区6相连，穿孔花墙5下方设有穿孔16。设备外壳1的后侧上方设有出水管3，其中，进水管2和出水管3通过三通7并联在原有污水处理系统的二沉池8和深度处理构筑物9之间的管路上，原有污水处理管路上设有截流量控制阀
10，设备外部还设有碳源投加装置，可根据需要适当开启碳源投加装置，为反硝化反应提供碳源。碳源投加装置包括碳源储罐14和位于碳源储罐14上方的自动计量泵13，其中，碳源投加装置的投加管道11位于进水管2附近，反硝化区6内部设有填料12。所选填料12为海面填料，其比表面积大，孔隙多，非常适宜生物膜生长，为反硝化细菌提供载体，生物量极大。导流混合区4两侧自上而下间隔设有导流板15，污水由设备上部进入导流混合区4，在导流混合区4内通过导流板15进行往复、折返流动，起到均匀混合作用。污水流至导流混合区4最下部后，经过穿孔花墙5配水，均匀进入反硝化区6。进水管2的进水口标高高于出水管3的出水口标高。

[0027] 本发明还提供一种一体化反硝化系统的控制方法，在设备进水管2道口取样，根据HJ/T346-2007《水质硝酸盐氮的测定紫外分光光度法（试行）》检测硝酸盐氮含量；当数据正常，则设备继续稳定运行；当硝酸盐氮含量偏高，则调节截流量控制阀10。

[0028] 其中，调节截流量控制阀的计算方法为，先计算硝酸盐极限值，硝酸盐极限值=（当前执行标准总氮值-日常经验氨氮值）×硝酸盐氮含量占总氮含量；再计算截流量控制阀的开启量，截流量控制阀的开启量=1-｛（当前测定硝酸盐含量-硝酸盐极限值）/当前测定硝酸盐含量｝。其中，硝酸盐氮含量占总氮含量的比例为0.75-0.90。

[0029] 本发明的原理为：整个反硝化区没有供氧设施，为缺氧池，充分利用了二沉池出水非厌氧状态，而水力停留时间为2小时，不足以转变为厌氧环境等多种优势。稳定的缺氧环境为反硝化细菌的生物选择提供便利条件。反硝化细菌可在缺氧环境中利用一定量的碳源和电子供体进行反硝化反应，将污水中的硝酸盐氮转化为氮气脱出。

[0030] 以下以一个实例说明本发明的有益效果。

[0031] 某地区一个600m3/d的生活污水处理设施，原有设施中缺氧池过小，出水总氮含量在15-20mg/L左右，其出水标准要求为一级a，即总氮含量要求在15mg/L以内。根据要3
求，在原有设施上添加本发明20m 容积的一体化反硝化系统，监测测得原出水硝酸盐含量为18mg/L左右，开启三分之一截流量控制阀，进入本发明的一体化反硝化系统，停留时间为2.5h。3h后取样检测，原系统出水硝酸盐含量仍为18mg/L，一体化反硝化系统出水硝酸盐含量为1mg/L，两处水流混合后测定总氮含量为13.5mg/L，低于总氮含量在15mg/L以内的标准要求，因此，达标。