一种反硝化深床滤池双碳源投加方法及系统技术方案

本发明专利技术的一种反硝化滤池碳源投加方法，采集反硝化滤池的Q、COD、NO3

A Double Carbon Source Addition Method and System for Denitrification Deep Bed Filter

The invention provides a method for adding carbon source of denitrifying filter, collecting Q, COD and NO3 of denitrifying filter.

【技术实现步骤摘要】
一种反硝化深床滤池双碳源投加方法及系统[
]本专利技术涉及污水处理的
，特别是涉及一种反硝化深床滤池双碳源投加方法及系统。[
技术介绍
]我国各流域对水环境综合治理总体要求不断的在提高，目前国内很多污水厂不提标改造的情况下，已不能确保完全达到新标准排放，特别是在TN的达标排放问题上显得尤为突出。众多污水厂的来水C/N比偏低，无法保障TN的去除率。为了确保污水厂的达标并且有效控制TN的排放，需要额外辅助增加碳源，以减少硝态氮和亚硝态氮的排放，从而降低TN的排放。加碳源的方法按投放点的位置来分，有两种方式：生化段缺氧区投加，深度处理段反硝化滤池投加。第一种投加方式：生化段缺氧区投加。在生化处理工艺段，污水TN的理论去除率为η＝(r+R)/(1+r+R)。可根据来水TKN的数值，确定合适的回流比。在确定合适的回流比，仍然无法有效去除TN时，考虑额外增加碳源。生化工艺段投加碳源的优点是：不需要额外增加构筑物，工艺改造费用低；缺点是：投加点至出水点时间很长，出水指标无法实时反馈，大量碳源与微生物形成碳吸附，没有有效利用于脱氮，另碳源的投加量只能靠经验决定，往往导致碳源投加超量，增加药剂成本，并增加生化污泥量。第二种投加方式：深度处理段反硝化滤池投加。在反硝化滤池工艺用于污水深度处理的过程中，由于经过前段工艺处理，进入深度处理阶段的污水大部分碳源(有机物)已被去除，可根据来水各项指标进行碳源的补充。此法比第一种方法的碳源投加量明显降低，但众多反硝化工艺中并未能完全考虑COD、NO3-、NO2-、pH、T、DO、ORP对碳源实时投加的影响，因此碳源投加量仍显偏高。因此，为了提高碳源投加的经济性，提供一种更为精确的用于反硝化滤池的碳源投加方法，可以有效节省生产运行成本。[
技术实现思路
]为了解决碳源经济有效投加的问题，本专利技术提供了一种反硝化深床滤池双碳源投加方法及系统，实现碳源的精确投加。本专利技术采用如下技术方案，一种反硝化滤池碳源投加方法，采集反硝化滤池的Q、COD、NO3-、NO2-、pH、T、DO、ORP浓度参数，根据采集的参数计算碳源投加量。包括如下步骤：第一步：碳源投加量系数确定。选择碳源，测量其完全反应需要的碳源投加量：Cm＝Kmin～KmaxNox，式中Cm为必需投加的碳源量，mg/L；Nox为初始的硝态氮及亚硝态氮浓度总和，mg/L；Kmin为Nox-完全反应消耗碳源的下限系数；Kmax为Nox-完全反应消耗碳源的上限系数。其中下限系数Kmin根据无机化学反应方程式而得，可视为公知，上限系数Kmax根据生物化学反应方程式而得，因生物化学反应根据条件不同，反应方向不唯一，根据碳源种类的不同，污水性质的不同，上限系数会有不同幅度的调整。第二步：碳源投加种类的确定：当(Nin-Nc)/Nin＞0.81时，q＝Kmax·(Nin-Nc)·Q/1000/C；q为碳源投加量，L/h；Nin——来水的硝态氮及亚硝态氮浓度总和，mg/L；Nc——硝态氮及亚硝态氮浓度总和的内控排放指标，mg/L；Q——来水流量，m3/h；C为碳源投加浓度；当(Nin-Nc)/Nin≤0.81时，q＝Kmin·Nin·Q/1000/C；pH值、输出NO3-、NO2-浓度及Q，NO3-、NO2-相加得Nin，判断pH数值及η＝(Nin-Nc)/Nin的数值；当7≤pH≤8，η＞0.81时，进行双碳源同时投加(双碳源的摩尔比n:1-n，0＜n＜1)q1＝nK1max·(Nin-Nc)·Q/1000/C1⑴q2＝(1-n)K2max·(Nin-Nc)·Q/1000/C2⑵当7≤pH≤8，η≤0.81时，进行双碳源同时投加(双碳源的摩尔比n:1-n，0＜n＜1)q1＝nK1min·Nin·Q/1000/C1⑶q2＝(1-n)K2min·Nin·Q/1000/C2⑷当pH＜7，η＞0.81时，只进行乙酸钠投加q2＝K2max·(Nin-Nc)·Q/1000/C2⑸当pH＜7，η≤0.81时，只进行乙酸钠投加q2＝K2min·Nin·Q/1000/C2⑹当pH＞7，η＞0.81时，只进行乙酸投加q1＝K1max·(Nin-Nc)·Q/1000/C2⑺当pH＞7，η≤0.81时，只进行乙酸投加q1＝K1min·Nin·Q/1000/C2⑻。进一步的，还包括系统非最佳运行状态反馈及调整：当ORP≤-50mV，系统运行正常；当ORP＞-50mV，通过调整阀门，反硝化滤池水力停留时间增加10分钟，无需碳源投加调整，并反馈中央控制室，生化段曝气已严重过量。反硝化滤池可运行温度T为0-65℃，最佳运行温度T为10-30℃，如出现水温异常，由搅拌池中的T温度计判断是否在最佳运行温度状态，若非最佳状态，通过调整阀门，反硝化滤池水力停留时间增加10分钟，无需碳源投加调整，并反馈中央控制室，系统中可能有异常水流进入。检测出水硝态氮数值，数值≥0.5，系统运行正常；当数值＜0.5，说明此阶段Nox基本还原为N2，极少量生成细胞物质(C5H7NO2)，碳源投加系数K1min、K1max、K2min、K2max每间隔1小时，降低5％，最多降低20％，直至系统恢复最佳运行状态。检测出水亚硝态氮数值，数值≤0.2，系统运行正常；当数值＞0.2，说明此阶段Nox还原为N2量在减少，反硝化菌大量繁殖，大量Nox生成细胞物质(C5H7NO2)，碳源投加系数K1min、K1max、K2min、K2max每间隔1小时，升高5％，最多升高25％，直至系统恢复最佳运行状态。进水COD的数值CODi及出水COD的数值CODO，判断CODx＝CODO-CODi，当CODx≤0，系统运行正常；当0＜CODx＜2，说明反硝化滤池反硝化时间不足，水力停留时间增加10分钟，无需碳源投加调整；当CODx≥2，说明碳源投加严重过量。进一步的，外投碳源包括：甲醇、乙酸、乙酸钠、丙酸、丁酸、葡萄糖中的一种或多种的组合。本专利技术还公开了一种反硝化滤池碳源投加系统，包括进水口安装的电磁流量计、电磁流量计后依次安装的第一COD分析仪、第一硝态氮分析仪、乙酸投加计量泵、乙酸钠投加计量泵，乙酸投加计量泵、乙酸钠投加计量泵分别对应连接乙酸储罐、乙酸钠储罐；乙酸钠投加计量泵后连接搅拌池；搅拌池后连接反硝化滤池，反硝化滤池后，与出水口之间设置第二COD分析仪、第二硝态氮分析仪；PLC控制系统连接电磁流量计、第一COD分析仪、第一硝态氮分析仪、乙酸投加计量泵、乙酸钠投加计量泵、ORP计、T温度计、pH计、第二COD分析仪、第二硝态氮分析仪。进一步的，还包括管道混合器，乙酸钠投加计量泵后通过管道混合器连接搅拌池。进一步的，搅拌池上安装ORP计、T温度计、pH计。本专利技术的有益效果：本专利技术的碳源投加方法能够快速得到较为准确的碳源投放量控制数据，从而明显节省了碳源的药剂费用和电能，提高反硝化深床滤池的脱氮效果，节省运行费用，避免碳源浪费，节约生产成本。[附图说明]图1为本实施例的反硝化深床滤池双碳源投加系统示意图。图中：1为电磁流量计、2为COD分析仪(进水)、3为硝态氮分析仪(进水)、4为乙酸储罐、5为乙酸钠储罐、6为乙酸投加计量泵、7为乙酸钠投加计量泵、8为管道混合器、9为搅拌池、10为ORP计、11为T温度计、12为pH本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种反硝化深床滤池双碳源投加方法，采集反硝化滤池的Q、COD、NO3‑、NO2‑浓度参数，包括如下步骤：第一步：碳源投加量系数确定；选择碳源，测量其完全反应需要的碳源投加量：Cm＝Kmin～KmaxNox，式中Cm为必需投加的碳源量，mg/L；Nox为初始的硝态氮及亚硝态氮浓度总和，mg/L；Kmin为Nox‑完全反应消耗碳源的下限系数；Kmax为Nox‑完全反应消耗碳源的上限系数；第二步：碳源投加种类的确定：当(Nin‑Nc)/Nin＞0.81时，q＝Kmax·(Nin‑Nc)·Q/1000/C；q为碳源投加量，L/h；Nin为来水的硝态氮及亚硝态氮浓度总和，mg/L；Nc为硝态氮及亚硝态氮浓度总和的内控排放指标，mg/L；Q为来水流量，m3/h；C为碳源投加浓度；当(Nin‑Nc)/Nin≤0.81时，q＝Kmin·Nin·Q/1000/C。

【技术特征摘要】
1.一种反硝化深床滤池双碳源投加方法，采集反硝化滤池的Q、COD、NO3-、NO2-浓度参数，包括如下步骤：第一步：碳源投加量系数确定；选择碳源，测量其完全反应需要的碳源投加量：Cm＝Kmin～KmaxNox，式中Cm为必需投加的碳源量，mg/L；Nox为初始的硝态氮及亚硝态氮浓度总和，mg/L；Kmin为Nox-完全反应消耗碳源的下限系数；Kmax为Nox-完全反应消耗碳源的上限系数；第二步：碳源投加种类的确定：当(Nin-Nc)/Nin＞0.81时，q＝Kmax·(Nin-Nc)·Q/1000/C；q为碳源投加量，L/h；Nin为来水的硝态氮及亚硝态氮浓度总和，mg/L；Nc为硝态氮及亚硝态氮浓度总和的内控排放指标，mg/L；Q为来水流量，m3/h；C为碳源投加浓度；当(Nin-Nc)/Nin≤0.81时，q＝Kmin·Nin·Q/1000/C。2.根据权利要求1所述的反硝化深床滤池双碳源投加方法，其特征在于：两种碳源的摩尔比为n:1-n，0＜n＜1当(Nin-Nc)/Nin＞0.81时，q1＝K1max·(Nin-Nc)·Q/1000/C1；或者q2＝K2max·(Nin-Nc)·Q/1000/C2；或者双碳源同时投加，根据q1＝nK1max·(Nin-Nc)·Q/1000/C1，q2＝(1-n)K2max·(Nin-Nc)·Q/1000/C2。q1、q2分别为两种碳源投加量；Nin为来水的硝态氮及亚硝态氮浓度总和；Nc为硝态氮及亚硝态氮浓度总和的内控排放指标；Q为来水流量；C1、C2分别为两种碳源投加浓度；当(Nin-Nc)/Nin≤0.81时，q1＝K1min·Nin·Q/1000/C1；或者，q2＝K2min·Nin·Q/1000/C2；或者双碳源同时投加：q1＝nK1min·Nin·Q/1000/C1，q2＝(1-n)K2min·Nin·Q/1000/C2。3.根据权利要求1所述的反硝化深床滤池双碳源投加方法，其特征在于：采集反硝化滤池的pH值、NO3-、NO2-浓度，NO3-、NO2-相加得Nin，判断pH数值及η＝(Nin-Nc)/Nin的数值；确定两种外投碳源，碳源的摩尔比为n:1-n，0＜n＜1；当7≤pH≤8，η＞0.81时，进行双碳源同时投加：q1＝nK1max·(Nin-Nc)·Q/1000/C1⑴q2＝(1-n)K2max·(Nin-Nc)·Q/1000/C2⑵当7≤pH≤8，η≤0.81时，进行双碳源同时投加：q1＝nK1min·Nin·Q/1000/C1⑶q2＝(1-n)K2min·Nin·Q/1000/C2⑷...

【专利技术属性】
技术研发人员：李惠，桂峰，江姝瑶，沈立茹，于江水，赵金君，
申请(专利权)人：江苏道科环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32