专利名称：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
技术领域：
本发明属于一种污水生物处理控制系统及其在线控制方法。
(二)、背景技术污水生物脱氮技术是当今水污染控制领域中的一个重要研究方向，已引起世界各国的普遍关注。采用常规的二级处理活性污泥工艺，总氮去除率仅在10％～30％之间。因此，对于城市污水、含氮工业废水，采用常规的活性污泥法处理，出水中还会含有大量的氮和磷，随着地表水体“富营养化”现象的日益突出，促使人们对常规活性污泥工艺进行改造，以提高氮、磷的去除率。最具有代表性的就是A/O法、A2/O法等工艺，其中，A/O工艺是缺氧/好氧(Anoxic/Oxic)生物脱氮工艺的简称，该工艺虽然在废水脱氮除磷方面起到了一定作用，但同时也暴露出一些问题，普遍存在着流程长、能耗高、脱氮效率低、处理成本高等弱点。因此，研究开发高效、低能耗的生物脱氮工艺和装置已成为当前水处理界重要的研究课题。
生物脱氮过程主要由两段工艺共同完成，即通过硝化作用将氨氮转化为硝酸盐氮，再通过反硝化作用将硝酸盐氮转化为氮气从水中逸出。在硝化阶段，氨氮被转化成硝酸盐是由两类独立的细菌催化完成的两个不同反应，首先由亚硝酸菌(Nitrosomonas)将氨氮转化为亚硝酸盐(NO2-)，然后由硝酸菌(Nitrobacter)将亚硝酸盐转化为硝酸盐(NO3-)。传统生物脱氮过程中硝化作用的最终产物是硝酸盐，反硝化作用以NO3-为电子受体。实际上，从氮的微生物转化过程来看，氨氮被氧化为硝酸盐氮是由两类独立的细菌催化完成的两个不同反应，应该可以分开。对于反硝化菌，无论是亚硝酸盐还是硝酸盐均可以作为最终受氢体，因而整个生物脱氮过程也可以经NH4+→NO2-→N2这样的途径完成，人们把经此途径进行脱氮的技术定义为短程硝化反硝化生物脱氮工艺。从反应历程来看，短程硝化-反硝化比全程硝化-反硝化减少两步，因而从理论上可节省好氧阶段供氧量25％左右；节约反硝化所需碳源40％左右；减少污泥生成量；减少硝化过程的投碱量；缩短反应时间，相应地减少反应器容积30％～40％左右。因此，该工艺对于实际工程应用具有重要意义。
但是，到目前为止，国内外对短程硝化反硝化的研究大部分基于间歇运行工艺-SBR法，且具有采用小试试验装置、处理模拟废水、间歇运行的特点，通过控制温度、pH、DO、游离氨浓度等因素可以很容易地实现短程硝化反硝化反应。然而关于连续流运行系统短程硝化反硝化的研究很少，由于影响因素较多，一般很难实现短程硝化反硝化。因此对处理实际生活污水A/O中试系统的短程硝化反硝化的研究当前国内外还未见其报道。另外NO2-的积累很不稳定，硝酸菌能够迅速地将NO2-转化为NO3-，因此，造成已经实现的短程硝化脱氮工艺又恢复为全程硝化过程。
(三)、发明内容本发明的目的是提供一种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，要解决A/O工艺实现系统短程硝化反硝化、维持NO2-积累率稳定、实现系统优化运行、在线控制的问题；并解决传统生物脱氮工艺由于碳源缺乏引起的污水脱氮效果不稳定、脱氮率较低的问题。
本发明的技术方案这种A/O工艺短程硝化反硝化污水处理控制系统，包括缺氧池、好氧池和二沉池，其特征在于其缺氧池分成至少两个下部相通的格室，好氧池分成至少五个上下交错相通的格室，缺氧池内有搅拌器，并与进水管、水箱和进水泵连通，好氧池内设有曝气器，二沉池与出水管连通，二沉池底部连接剩余污泥排泥管和污泥回流管，污泥回流管与缺氧池入口连通，其间连接污泥回流泵，好氧池出口与缺氧池入口之间连接内循环回流管和内循环回流泵，在缺氧池内设置氧化还原电位传感器，即ORP传感器，在好氧池内设置溶解氧浓度传感器，即DO传感器和pH传感器；向内循环控制器输入ORP设定值和由ORP传感器检测的测定值，由内循环控制器将ORP设定值与ORP测定值相比较，根据比较得到的差值向内循环回流泵输出相应的内循环控制变量，动态控制系统的内循环回流量；DO传感器和pH传感器向曝气量控制器输入DO浓度值和pH测定值，由曝气量控制器将DO设定值与DO浓度值相比较，并将pH设定值与pH测定值相比较，根据比较得到的差值向控制曝气量的鼓风机输入曝气量相应控制信息，动态控制系统的曝气量。
内循环控制器和曝气量控制器为单片机或计算机，包括输入键盘和模拟数字转换器；用于存储上述ORP、DO、pH检测值和设定值的存储器；用于将采集上述ORP、DO、pH测定值与ORP、DO、pH设定值进行比较的比较器；计算控制量偏差的微处理器；经数字模拟转换器向内循环回流泵和控制曝气量的鼓风机输出控制信号的信号输出装置。
这种A/O工艺短程硝化反硝化污水处理在线控制方法，其特征在于有以下三个步骤(1)、在常温下以生活污水为处理对象，在好氧池中设置DO传感器和pH传感器，在缺氧池中设置ORP传感器，检测各阶段生物化学反应过程中的DO、pH和ORP变化率，以及与硝化/反硝化反应之间的定量关系，包括DO浓度、pH值在好氧区的变化规律同硝化类型和硝化程度间的关系、缺氧区最后格室ORP值和硝酸氮浓度间的关系；(2)、根据上述检测结果，找出DO浓度控制范围、维持NO2-最大程度积累pH值的控制范围以及内循环回流量控制ORP值的控制范围，建立A/O工艺曝气量和内循环回流量的优化控制设定值；(3)、将上述设定值输入到A/O工艺短程硝化反硝化污水处理控制系统的内循环控制器和曝气量控制器中，根据设定值与测定值相比较得出的差值，向内循环回流泵输出相应的内循环控制变量，动态控制系统的内循环回流量，向控制曝气量的鼓风机输入曝气量相应控制信息，动态控制系统的曝气量。
在步骤(2)中，曝气量维持好氧区低DO浓度，控制为0.3-0.6mg/L。
在步骤(2)中，缺氧池出水ORP设定值维持在-120--130mV之间。
发明与传统技术相比的有益效果本发明对DO浓度和曝气量的控制(即根据原水水质水量的变化来调节和控制，在保证出水氨氮满足排放标准的前提下、实现NO2-积累的稳定性，并节省能耗)是工艺实现短程硝化反硝化、系统高效稳定运行的关键所在。本发明针对不同生活污水水质，在常温条件下，选择能够在线检测、响应时间短、精确度较高的DO和pH传感器，通过在线测定好氧区各格室DO浓度和pH值的变化规律，从而明确有机物降解、硝化反应的进程，另外明确不同DO浓度和硝化反应类型、同步硝化反硝化现象的关系，从而对曝气量进行精确控制，来解决A/O工艺短程硝化反硝化实现困难，NO2-积累不稳定的问题。本发明经大量试验研究，获得了DO浓度的控制范围，DO、pH变化规律和硝化程度、硝化类型具有较好的相关性。为了实现传统脱氮过程快速转化为短程硝化反硝化运行方式，建立了A/O工艺短程硝化反硝化过程强化系统，从而全速启动短程硝化反硝化过程。
另外， 解决了内循环回流量不足导致系统反硝化不充分，脱氮效率降低；以及内循环回流量过量，导致进水碳源被消耗，内循环回流运行费用增加的问题，实现了内循环回流量的优化和控制。
本发明克服了传统脱氮技术缺乏稳定优化运行和不能在线控制的缺陷，实现了短程硝化反硝化生物脱氮的稳定运行和在线控制，在A/O工艺中试装置中处理实际生活污水条件下，通过控制DO浓度实现了短程硝化反硝化反应；实时控制曝气量能够在常温下维持系统亚硝酸盐积累率稳定。通过动态控制内循环回流量维持缺氧区末端的ORP值处于优化控制范围，可以实现反硝化反应的优化控制。该方法不仅能够控制反应体系内稳定的亚硝酸盐积累，使硝化类型稳定在短程硝化上，而且具有工艺简单、运行费用低、管理灵活、脱氮效率高、外投碳源少等优点。本发明实现A/O工艺短程硝化反硝化后，在反硝化阶段可以节约40％的碳源，因此当进水碳源一定时，采用短程硝化反硝化工艺可以明显提高系统脱氮率，可一定程度上解决传统工艺反硝化碳源不足的问题，特别适用于低C/N比城市生活污水的处理。
另外通过控制内循环回流量可以充分保证缺氧池的反硝化环境，避免内循环回流量不足，从而无法发挥缺氧区的反硝化潜力，导致硝酸氮去除下降、出水氮浓度超标排放的可能。另外避免内循环回流量过量时增加系统运行费用以及增加回流液中溶解氧含量，氧作为电子受体将消耗一部分碳源，并破坏系统的缺氧环境。
控制低DO浓度A/O工艺不但实现了短程硝化反硝化，获得较好的硝化效果，另外相对于全程硝化可以节约15～25％的曝气量。另外低DO浓度下好氧区还可以实现同步硝化反硝化现象，从而进一步提高系统脱氮率、降低运行费用。
适时控制曝气量，避免过度曝气(短程硝化已完成，仍继续曝气)现象的发生，不为硝酸菌在亚硝酸盐积累条件下提供充足的溶解氧，使反应器内硝化产生的亚硝酸盐氮回流到缺氧区还原为氮气，不为硝酸菌提供生长的环境，从根本上抑制硝酸菌的生长。因此，从根本上减小了短程硝化向传统全程硝化转化的可能性，使短程硝化类型更稳定、持久。
采用ORP、DO和pH传感器不仅能在线检测、响应时间短、而且精度高、便于与作为内循环控制器和曝气量控制器的计算机接口。由于A/O工艺是我国城市污水处理厂应用最广泛的生物脱氮工艺，因此，A/O工艺短程硝化反硝化实现和维持技术及其中试控制系统的应用，可根据原水水质水量的变化实时控制曝气量和内循环回流量， 避免传统脱氮技术存在的缺点，不仅能提高A/O工艺的运行稳定性、减少曝气能耗、提高脱氮效率，而且对进一步实现其它生物脱氮工艺的短程硝化反应过程控制也有重要的理论意义与应用价值。
本发明在常温下应用A/O工艺中试试验装置处理实际生活污水，控制反应器内低DO浓度， 基于DO和pH在线测定信息，动态控制系统曝气量和内循环回流量，可实现稳定的短程硝化反硝化反应，亚硝酸氮平均积累率在85％以上，氨氮去除率可达95％，在进水COD/TN比(2.9)较低的情况下，总氮去除率可达72％以上，相对于传统的全程硝化反硝化脱氮理论，曝气量可以节约2O％，总氮去除率可提高15％。
图1是本发明的控制系统结构示意图；图2是缺氧池出水硝态氮浓度和ORP值的关系的曲线图；图3是亚硝酸盐积累率和DO浓度的关系的曲线图4是硝化反应未完成时氮化合物在好氧池的变化规律的曲线图；图5是硝化反应未完成时DO和pH在好氧池的变化规律的曲线图；图6是硝化反应在好氧区最后格室完成时氮化合物在好氧区的变化规律的曲线图；图7是硝化反应在好氧区最后格室完成时DO和pH在好氧区的变化规律的曲线图；图8是硝化反应提前完全时三氮浓度沿反应器推流方向典型变化规律的曲线图；图9是硝化反应提前完全时DO、pH沿反应器推流方向典型变化规律的曲线图；图10是动态进水氨氮负荷短程硝化反硝化实现和维持技术及其控制系统的处理效果的曲线图。
1-缺氧池、2-好氧池、3-ORP传感器、4-内循环控制器、5-DO传感器、6-pH传感器、7-曝气量控制器、8-曝气器、9-鼓风机、10-水箱、11-进水管、12-进水泵、13-搅拌器、14-二沉池、15-出水管、16-剩余污泥管、17-污泥回流管、18-内循环回流管、19-内循环回流泵、20-污泥回流泵。
具体实施方式
实施例本发明的工作过程参见图1，首先待处理生活污水从水箱10由进水泵12控制进入缺氧池1，同时回流污泥由二沉池14通过回流污泥泵20回流到缺氧池1，在缺氧池由搅拌器13把活性污泥搅拌起来，并和好氧池末端回流来的硝化液，以硝态氮(主要以亚硝酸氮为主)为电子受体、有机碳源为电子供体，通过反硝化菌的作用，进行反硝化反应。然后高氨氮污水进入好氧池2，进行有机物的继续降解和氨氮的硝化反应，利用DO传感器5、pH传感器6和ORP传感器3实时在线监测好氧区的DO浓度、pH值以及缺氧区末端的ORP值，并输入内循环控制器4和曝气量控制器7，由内循环控制器4将ORP设定值与ORP测定值相比较，根据比较得到的差值向内循环回流泵输出相应的内循环控制变量，动态控制系统的内循环回流量；由曝气量控制器将DO设定值与DO浓度值相比较，并将pH设定值与pH测定值相比较，根据比较得到的差值向控制曝气量的鼓风机输入曝气量相应控制信息，动态控制系统的曝气量。
内循环控制器和曝气量控制器为单片机或计算机，包括输入键盘和模拟数字转换器；用于存储上述ORP、DO、pH检测值和设定值的存储器；用于将采集上述ORP、DO、pH测定值与ORP、DO、pH设定值进行比较的比较器；计算控制量偏差的微处理器；经数字模拟转换器向内循环回流泵和控制曝气量的鼓风机输出控制信号的信号输出装置。
在该实施例中，工作容积为300L，共有八个格室(每个格室体积为37.5L)，其中前两个格室缺氧运行，后六个格室好氧运行，反应器内部有许多插槽可以根据需要改变反应器的格室数。图中缺氧区两格室安装有ORP传感器，后面六个好氧格室安装有六套DO和pH在线传感器，当然可以安装一套DO和pH在线传感器，但需改变DO和pH的测定位置，获得好氧区不同格室的DO和pH值，并观察好氧区沿反应器推流方向上DO浓度和pH值的变化规律。
内循环控制器4根据ORP测定值和ORP设定值之间的偏差来调节内循环回流量。内循环回流量的控制可以根据图2缺氧区出水硝态氮浓度和ORP值的相关性，来获取ORP的控制范围以及最优设定值，从而调节内循环回流量维持ORP值处于设定的控制范围或最优设定值。
如图2，可知缺氧区最后格室硝态氮浓度和该格室的ORP值之间具有较好的相关性，当硝态氮浓度升高时，对应的ORP值也较高；当缺氧区末端硝酸氮浓度降低时，ORP值也随之降低。因此可以通过ORP值大小动态指示系统内循环回流量是否充足，从而做出是否增加或是否降低内循环回流量的判断。试验获得缺氧区最后格室ORP值的最优控制范围为-130～-120mV，最优设定值设定为-125mV。基于上述ORP设定值可以实现内循环回流量的优化控制，当ORP测定值低于-125mV时，增大内循环回流量；而当ORP测定值大于-125mV时，降低内循环回流量。
实现短程硝化反硝化DO浓度的确定图3是亚硝酸盐积累率和DO浓度的关系，由图可知长时间维持DO浓度在O.3-0.7mg/L(平均值为O.5mg/L)之间时实现了亚硝酸氮的积累，并且亚硝酸氮积累率最后维持在较高的水平，这说明了A/O工艺成功实现了短程硝化反硝化反应，然后提高DO浓度，10天左右的高DO运行，破坏了系统短程硝化反应，亚硝酸氮积累率迅速下降。再次重现短程硝化反硝化，仍需维持低DO浓度运行30天左右。主要基于低DO浓度下，亚硝酸菌的比增值速率比硝酸菌大2.2-2.4倍，通过反应不断抑制或淘洗系统中的硝酸菌，使亚硝酸菌逐渐积累起来，最终导致亚硝酸菌的量和活性远远大于硝酸菌，至此，硝化产物主要以亚硝酸盐氮为主。
维持短程硝化反硝化曝气量的控制曝气量控制器7根据DO浓度和pH值的变化信息来确定曝气量是否充足，从而相应对曝气量进行控制，试验中发现即使维持低DO浓度可以实现短程硝化反硝化反应，但发现亚硝酸氮的积累率极其不稳定，这说明低DO浓度并不能有效维持短程硝化反硝化，还需对其进行控制。研究发现为了获取A/O工艺稳定较高的NO2-积累率，需要根据pH的变化规律来指示系统的运行状态，从而进行曝气量的调节。DO和pH的变化规律共分为以下三种情况，分别对应着硝化反应未完成、硝化反应在好氧区最后格室完成或即将完成、硝化反应提前完成三种运行状态。
图4是硝化没有完成的运行状态。由图可知出水氨氮浓度较高，硝化没有完成，出水硝态氮以亚硝酸氮为主，亚硝酸盐积累率高达93％。由于硝化反应一直进行，pH值一直以较快的速率下降，并且pH下降速率基本相等。反应过程中DO浓度基本维持在低DO水平(0.4-0.6mg/L)，没有明显变化，上述信息都表明系统硝化反应没有完成。
图5是硝化反应在好氧区最后格室完成时的运行状态，由图可知硝化反应基本在好氧区最后格室完成，硝酸氮浓度在反应器内很低，小于0.5mg/L，系统的亚硝酸氮积累率很高(96％)。由于硝化反应没有完成，在前面好氧格室DO浓度基本维持0.5mg/L左右，当硝化反应即将完成时，才在好氧区最后格室稍微提高。pH值在好氧区逐渐下降，起初在前面的好氧格室下降速率较快， 在后面的好氧格室，由于氨氮浓度降低，可以发现pH值降低速率明显减小。由此可知这种运行状况几乎可以满足所有的优点，首先出水水质较好，出水氨氮浓度满足排放标准；亚硝酸氮积累率很高(大于＞90％)；硝化反应正好在氨氮基本完全转化为亚硝酸氮时停止，避免了亚硝酸氮继续氧化，因此可以节约曝气量；另外这种状态对应的在线信息明显、易于测定，pH值下降速率由开始的快速下降转变为缓慢下降，下降速率降低了至少5倍。
图6是硝化反应提前完全时的运行状态，由图可知在好氧区四格室已实现完全硝化。沿反应器推流方向上，氨氮浓度逐渐降低。由于硝化反应在好氧区四格室完成，所以在好氧区五格室和六格室，生成的亚硝酸氮继续氧化为硝酸氮，亚硝酸浓度逐渐降低，而硝酸氮浓度逐渐升高。当硝化反应没有完成时，可以发现DO浓度维持在0.5-0.7mg/L，当硝化完成时DO浓度明显突跃(ΔDO＞1mg/L)。在硝化过程中pH首先下降，当硝化反应完成时，pH值上升，因此在pH曲线上产生一个拐点，该拐点称为“氨氮谷点”。控制曝气量维持好氧区低DO浓度，一般为0.3-0.6mg/L。
由此可知这种运行状况对应的亚硝酸氮积累率最低，并导致能耗浪费。为了有效节约运行费用，需要合理控制上述两个特征点出现的位置，使其尽可能在反应器后面格室出现，这样一方面保证硝化反应的完成，另一方面也可有效节约曝气能耗。
由以上三种情况可知，好氧区DO浓度和pH值信息对应着硝化反应进行的程度以及是否维持较高的亚硝酸氮积累率。调节曝气量维持系统的pH值信息满足由初期的快速下降变为缓慢下降(以下降速率降低5倍作为定量信息)这一重要特征，可以实现曝气量的优化控制，从而维持稳定的亚硝酸氮积累率。
A/O工艺短程硝化反硝化过程的强化技术A、启动初期尽保持较高的供气量，同时也要维持好氧区各格室的DO浓度低于1.0mg/L，并逐渐降低好氧区的DO浓度。一方面避免启动初期从高DO浓度变为低DO浓度时系统硝化效果太差，出水氨氮浓度过高的情况；另一方面低DO浓度运行可一定程度抑制亚硝酸氮氧化菌，逐渐实现短程硝化反硝化。
B、采用在线过程控制，即使在低DO下，也要避免硝化反应完成后继续曝气，导致亚硝酸继续氧化为硝酸氮。
应用实施例应用图1所示A/O工艺中试试验模型，维持进水COD浓度为250mg/L，好氧区DO浓度控制在0.5mg/L左右，内循环回流比为2，污泥回流比为0.5，进水量为30L/h，动态改变进水氨氮浓度，应用上述在线控制策略，研究了动态进水负荷下系统的处理效果。如图10是应用在线控制策略所对应的出水氨氮、硝酸氮和亚硝酸氮浓度， 以及氨氮和TN去除率和亚硝酸氮积累率。由图可知采用短程硝化反硝化实现和维持技术及其控制系统后，尽管进水氨氮浓度具有较大的波动性，但系统出水氨氮浓度波动很小，基本实现完全硝化，出水氨氮浓度仅为0～1mg/L，由于控制硝化反应在好氧区最后格室完成，因此获得了较高的亚硝酸氮积累率，平均值为95％。另外在进水C/N较低的情况下获得了72％的总氮去除率，相对于全程硝化反硝化过程，出水总氮去除率提高15％，供气量可以降低20％。由此可知基于pH值下降速率的控制策略是可行的，不但可以维持稳定高效的亚硝酸氮积累率，而且可以提高总氮去除率，节约运行费用。
为了获得稳定的亚硝酸氮积累率，不但维持好氧区低DO浓度，还需避免硝化反应的提前完成，也就避免好氧区DO浓度发生突跃。
为了获得稳定的亚硝酸氮积累率，可基于好氧区pH值下降速率由快变缓(下降5倍)这一信息来控制曝气量，从而实现亚硝酸氮最大程度的积累，维持系统短程硝化反硝化的稳定，避免亚硝酸氮继续氧化为硝酸氮。
基于缺氧区出水硝酸氮浓度和ORP值具有较好的相关性，通过控制缺氧区出水ORP值维持在-120--130mV之间可以实现内循环回流量和反硝化反应的最优控制。
建立一个强化A/O工艺短程硝化反硝化反应进程的优化控制系统，从而快速启动系统短程硝化反硝化，减少从全程硝化向短程硝化过渡的时间。
本发明的技术路线与试验方案可分为以下三个步骤(1)以生活污水为处理对象，通过大量的试验研究，在进水水质不同条件下，明确在有机物降解、硝化、反硝化等生物化学反应过程中DO、pH和ORP变化规律，以及与硝化/反硝化反应之间的定量关系(如DO浓度、pH值在好氧区的变化规律同硝化类型和硝化程度间的关系、缺氧区最后格室ORP值和硝酸氮浓度间的关系)，作为A/O工艺过程控制以及实现和维持短程硝化反硝化的理论基础。
(2)根据上述试验结果，确定短程硝化实现的控制因素，以及DO浓度控制范围、维持NO2-最大程度积累pH值的变化规律以及内循环回流量控制ORP值的控制范围，建立A/O工艺曝气量和内循环回流量的优化控制集合。
(3)研制一套试验装置，对曝气量和内循环回流量的优化控制、以及A/O工艺短程硝化反硝化反应的可行性与可靠性进行系统的模拟试验验证，并反复修改与完善。从而实现A/O工艺短程硝化反硝化的优化控制，并维持稳定的NO2-积累率。
权利要求
1.一种A/O工艺短程硝化反硝化污水处理控制系统，包括缺氧池、好氧池和二沉池，其特征在于其缺氧池分成至少两个下部相通的格室，好氧池分成至少五个上下交错相通的格室，缺氧池内有搅拌器，并与进水管、水箱和进水泵连通，好氧池内设有曝气器，二沉池与出水管连通，二沉池底部连接剩余污泥排泥管和污泥回流管，污泥回流管与缺氧池入口连通，其间连接污泥回流泵，好氧池出口与缺氧池入口之间连接内循环回流管和内循环回流泵，在缺氧池内设置氧化还原电位传感器，即ORP传感器，在好氧池内设置溶解氧浓度传感器，即DO传感器和pH传感器；向内循环控制器输入ORP设定值和由ORP传感器检测的测定值，由内循环控制器将ORP设定值与ORP测定值相比较，根据比较得到的差值向内循环回流泵输出相应的内循环控制变量，动态控制系统的内循环回流量；DO传感器和pH传感器向曝气量控制器输入DO浓度值和pH测定值，由曝气量控制器将DO设定值与DO浓度值相比较，并将pH设定值与pH测定值相比较，根据比较得到的差值向控制曝气量的鼓风机输入曝气量相应控制信息，动态控制系统的曝气量；上述内循环控制器和曝气量控制器为单片机或计算机，包括输入键盘和模拟数字转换器；用于存储上述ORP、DO、pH检测值和设定值的存储器；用于将采集上述ORP、DO、pH测定值与ORP、DO、pH设定值进行比较的比较器；计算控制量偏差的微处理器；经数字模拟转换器向内循环回流泵和控制曝气量的鼓风机输出控制信号的信号输出装置。
2.一种A/O工艺短程硝化反硝化污水处理在线控制方法，其特征在于有以下三个步骤(1)、在常温下以生活污水为处理对象，在好氧池中设置DO传感器和pH传感器，在缺氧池中设置ORP传感器，检测各阶段生物化学反应过程中的DO、pH和ORP变化率，以及与硝化/反硝化反应之间的定量关系，包括DO浓度、pH值在好氧区的变化规律同硝化类型和硝化程度间的关系、缺氧区最后格室ORP值和硝酸氮浓度间的关系；(2)、根据上述检测结果，找出DO浓度控制范围、维持NO2-最大程度积累pH值的控制范围以及内循环回流量控制ORP值的控制范围，建立A/O工艺曝气量和内循环回流量的优化控制设定值；(3)、将上述设定值输入到A/O工艺短程硝化反硝化污水处理控制系统的内循环控制器和曝气量控制器中，根据设定值与测定值相比较得出的差值，向内循环回流泵输出相应的内循环控制变量，动态控制系统的内循环回流量，向控制曝气量的鼓风机输入曝气量相应控制信息，动态控制系统的曝气量。
3.根据权利要求3所述的A/O工艺短程硝化反硝化污水处理在线控制方法，其特征在于在步骤(2)中，曝气量维持好氧区低DO浓度，控制为0.3-0.6mg/L。
4.根据权利要求3所述的A/O工艺短程硝化反硝化污水处理在线控制方法，其特征在于在步骤(2)中，缺氧池出水ORP设定值维持在-120--130mV之间。
全文摘要
一种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，在常温下以生活污水为处理对象，在好氧池中设置DO传感器和pH传感器，在缺氧池中设置ORP传感器，内循环控制器动态控制系统的内循环回流量，曝气量控制器动态控制系统的曝气量。可实现A/O工艺稳定的短程硝化反硝化反应，能根据进水水质和出水要求灵活地改变曝气量和内循环回流量，并能准确地把握硝化反应、反硝化反应进行的程度，本发明将短程硝化脱氮工艺与A/O法相结合，使得设计出的生活污水短程硝化生物脱氮工艺和方法具有脱氮效率高、工艺简单、运行成本低、运行管理灵活、耐冲击负荷强、占地面积少和不易发生污泥膨胀等优点。
文档编号C02F3/30GK1837091SQ20061020035
公开日2006年9月27日 申请日期2006年4月17日 优先权日2006年4月17日
发明者彭永臻, 马勇, 王淑莹 申请人:彭永臻