一种AOA+MABR耦合工艺的碳源投加优化控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种AOA+MABR耦合工艺的碳源投加优化控制系统，MABR膜组件布置于AOA工艺的好氧池与缺氧池之间，包括在线监测系统、内碳源投加系统、外碳源投加系统、污泥外回流系统以及碳源投加PLC控制系统。在原有AOA工艺的基础上耦合MABR池，采用分段补给内碳源的方式，实现内碳源的优化利用；由于MABR膜组件能够实现同步硝化反硝化的作用，好氧池和缺氧池占地面积缩小；分别为MABR池和缺氧池提供内碳源和外碳源的优化投加量，能够优化生化池的脱氮效果；联合优化控制内碳源与外碳源，通过简单易行的操作，降低污水厂外碳源物耗成本。本。本。

【技术实现步骤摘要】
一种AOA+MABR耦合工艺的碳源投加优化控制系统


[0001]本技术属于污水处理技术与降低物耗控制领域，具体涉及一种AOA+MABR耦合工艺的碳源投加优化控制系统。

技术介绍

[0002]AOA工艺(厌氧
‑
好氧
‑
缺氧工艺)在传统AAO工艺的基础上，将缺氧池后置于好氧池，取消了硝化液回流，同时二沉池污泥进行双回流，即回流至厌氧区作为污泥外回流；回流至缺氧区，利用二沉池污泥发酵产生的内碳源作为反硝化碳源。MABR(Membrane Aerated Biofilm Reactor，即膜曝气生物膜反应器)工艺通过无泡曝气的方式将氧气直接输送至生物膜，提升了氧利用率，并且能够实现同步硝化反硝化过程。将MABR置于AOA工艺的好氧池和缺氧池之间进行工艺耦合，同时将二沉池污泥回流至厌氧池、MABR池及缺氧池，能够减小好氧池容积，并进一步提升碳源利用效率和氧气利用效率。但目前许多污水处理厂进水C/N比普遍偏低，碳源不足，仅仅靠内碳源可能不能满足脱氮需求，因此需要投加外碳源。但如何控制AOA+MABR耦合工艺系统中内碳源与外碳源之间的平衡利用是亟需解决的问题。

技术实现思路

[0003]本技术的目的是提供一种AOA+MABR耦合工艺的碳源投加优化控制系统。针对污水处理厂进水C/N比偏低，AOA污泥双回流工艺存在内碳源不能满足反硝化脱氮需求的可能，在AOA工艺的好氧池和缺氧池之间耦合MABR工艺，实现同步硝化反硝化，以提升碳源利用率。为了更有效地利用污水处理系统的内碳源以及降低外碳源投加量，本技术旨在优化污水处理工艺的内碳源利用及外碳源投加系统，实现内碳源利用的最优化和碳源投加的减量化，从而降低污水处理厂的碳足迹。
[0004]本技术的目的通过以下技术方案予以实现：
[0005]一种AOA+MABR耦合工艺的碳源投加优化控制系统，其特征在于MABR膜组件布置于AOA工艺的好氧池与缺氧池之间，包括在线监测系统、内碳源投加系统、外碳源投加系统、污泥外回流系统以及碳源投加PLC控制系统。
[0006]在线监测系统包括流量测量仪、COD分析仪、总氮分析仪、NO3‑
N分析仪和污泥浓度分析仪。其中，生化池进水端布置进水流量测量仪、COD分析仪和总氮分析仪；MABR池前端布置COD分析仪和NO3‑
N分析仪，中段布置污泥浓度分析仪；缺氧池前端布置COD分析仪和NO3‑
N分析仪，末端布置COD分析仪和NO3‑
N分析仪。在线监测系统的仪表均通过电气与碳源投加PLC系统连接。
[0007]内碳源投加系统包括污泥回流泵、内碳源污泥回流管路、流量计和自动控制阀门。其中，内碳源污泥回流管路从二沉池底部穿出，分别至MABR池前端和缺氧池前端；内碳源污泥回流管路上设置有第二污泥回流泵(即内碳源投加泵)，各有一套流量计和自动控制阀分别布置在回流至MABR池和缺氧池的内碳源污泥回流管路上。生化池进水、MABR池、缺氧池的在线监测系统与碳源投加PLC控制系统连接，第二污泥回流泵、流量计、自动控制阀均与碳
源投加PLC控制系统连接。
[0008]外碳源投加系统包括外碳源储存罐、外碳源投加管路、外碳源投加泵、流量计和自动控制阀门。其中，外碳源投加管路从外碳源储存罐分别至MABR池前端和缺氧池前端，两条管路分支上分别布置有外碳源投加泵、流量计和自动控制阀门。生化池进水、MABR池、缺氧池的在线监测系统与碳源投加PLC控制系统连接，外碳源投加管路上的外碳源投加泵、流量计、自动控制阀门均与碳源投加PLC控制系统连接。
[0009]污泥外回流系统包括污泥外回流管路、第一污泥回流泵、流量计和自动控制阀门。其中外回流管路从二沉池底部至厌氧池前端，管路上布置第一污泥回流泵、流量计和自动控制阀门，并且三者与碳源投加PLC控制系统连接。
[0010]所述的内碳源投加泵、外碳源投加泵、污泥回流泵均选用变频泵，并配有变频器。
[0011]本技术还提供一种AOA+MABR耦合工艺的碳源投加优化控制方法，其特征在于：
[0012]采用生化池进水COD分析仪和TN分析仪的在线监测数据计算得C/N比，作为前馈参数。当进水C/N≥5时，只启动内碳源投加系统；当进水C/N<5时，同时启动内碳源投加系统和外碳源投加系统进行联合投加控制。
[0013]1.内碳源投加优化控制方法
[0014]采用生化池进水流量测量仪、MABR池与缺氧池前端COD分析仪及NO3‑
N分析仪、污泥外回流管路及内碳源投加管路上流量计、缺氧池末端COD分析仪及NO3‑
N分析仪、MABR池中段污泥浓度分析仪的在线监测数据，基于碳源投加量预测模型，计算内碳源投加量，计算公式如下：
[0015][0016][0017]式(1)中，Q
MR
S
CMI
为MABR池的内碳源投加量，mg COD/d，其中Q
MR
为二沉池至MABR池的内碳源流量，L/d；S
NOM
为MABR池前端的NO3‑
N浓度，mg NO3‑
N/L；S
CM
为MABR池前端的COD浓度，mg COD/L；Y
H
为污泥的产率系数，mg COD/mg COD；Q
I
为生化池进水流量，L/d；Q
S
为污泥外回流量，L/d。
[0018]式(2)中，Q
AR
S
CAI
为缺氧池的内碳源投加量，mg COD/d，其中Q
AR
为二沉池至缺氧池的内碳源流量，L/d；S
NOA
为缺氧池前端的NO3‑
N浓度，mgNO3‑
N/L；S
CA
为缺氧池前端的COD浓度，mg COD/L；Y
H
为污泥的产率系数，mg COD/mg COD。
[0019]进一步地，采用MABR池中段污泥浓度分析仪的在线监测数据作为中间参数，控制污泥浓度在3000～4000mg/L范围内，对内碳源投加量进行修正和调整。
[0020]进一步地，采用缺氧池末端COD分析仪和NO3‑
N分析仪的在线监测数据作为反馈参数，对内碳源投加量进行修正和调整。
[0021]进一步地，根据调整后的内碳源投加量，通过碳源投加PLC系统调节第二污泥回流泵的频率及自动控制阀的开度。
[0022]2.内碳源与外碳源联合投加优化控制方法
[0023]为了降低MABR池内高悬浮污泥浓度与生物膜上微生物的生长竞争，以及减少外碳
源投加泵的启停，采用内外碳源联合投加优化控制方法时，MABR池优先利用外碳源，缺氧池优先利用内碳源。当内碳源不能满足缺氧池反硝化需求时，再启动缺氧池外碳源投加泵。
[0024]采用生化池进水流量测量仪、MABR池前端及缺氧池前段COD分析仪和NO3‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种AOA+MABR耦合工艺的碳源投加优化控制系统，厌氧池、好氧池、缺氧池和沉淀池顺次连接，MABR池设置在好氧池与缺氧池之间，其特征在于：MABR池上设置有在线监测系统，包括生化池进水端设置流量测量仪（18）、COD分析仪（19）和总氮分析仪（20）；MABR池的前端设置COD分析仪（19）和NO3‑
N分析仪（21）；MABR池的中段设置污泥浓度分析仪（22）；缺氧池的前端和末端各设置一组COD分析仪（19）和NO3‑
N分析仪（21）；在线监测系统与碳源投加PLC控制系统（1）通过电气连接；MABR池上设置有内碳源投加系统，包括第二污泥回流泵（12）和内碳源投加管路（23）；内碳源投加管路（23）上设有两列并联管路，MABR池内碳源投加流量计（13）、MABR池内碳源投加自动控制阀（14）布置在内碳源投加管路（23）上的一列管路上，缺氧池内碳源投加流量计（15）、缺氧池内碳源投加自动控制阀（16）布置在内碳源投加管路（23）上的另一列管路上；第二污泥回流泵（12）、MABR池内碳源投加流量计（13）、MABR池内碳源投加自动控制阀（14）、缺氧池内碳源投加流量计（15）、缺氧池内碳源投加自动控制阀（16）均与碳源投加PLC控制系统（1）通过电气连接；内碳源投加管路（23）与MABR池和缺氧池连接；MABR...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑琬琳，于弢，薛晓飞，李凌云，穆永杰，张丽丽，曹天宇，
申请(专利权)人：北控水务中国投资有限公司，
类型：新型
国别省市：