废水的生物反硝化方法和设备的制造方法_2

文档序号:9731419阅读:来源:国知局
本发明,在池6中进行的后-反硝化对应于几乎完全反硝化,使得经由管道5c离开的这个部分具有低于4mg//L的浓度[N-NO3]。这种特别彻底的反硝化使得能够减少一氧化二氮N2O的产生,而如果对所有废水施以不完全或部分反硝化的话则情况就并非如此。离开后DN的[N-NO3]浓度的设定值被表示为CNN03pdn。
[0062]管道8中的混合物的该浓度的设定值被表示为CNNO3S。
[0063]在后DN6上游的水中的浓度[N-NO3]的测量通过传感器9(图2)提供,其测量结果被表示为AIT NO3e。
[0064]如图3所示,在框10中,分流比率(taux de derivat1n)由以下关系式确定:
[0065]τ = (CNN03s-CNN03pdn)/(AIT N03e-CNN03pdn)
[0066]此分流比率使得能够确定经由管道5a的后DN6的理论供料流量,就如以下所解释的:
[0067]-分路5b上游的废水的总流量由传感器10(图2)测量,其给出被表示为FITQe的流量;
[0068]-后DN6的供料流量等于该总流量的(l-τ)倍,或者(1-τ)χ FIT Qe。
[0069]针对后DN计算的此供料流量应当与设备的要求进行比较,该设备使得能够针对后DN 6确定最小流量Qm i η和最大流量Qmax,正如图3中的框11所示的。
[0070]如果由框10给出的分路流量低于Qmin,则这个Qmin值被采用以用于分路流量,使得比率变为等于τ = (FIT Qe-Qmin pdn)/FIT Qe。
[0071]类似地,如果由框10给出的分路流量大于Qmax pdn,则分流比率采用等于τ = (FITQe-Qmax pdn)/FIT Qe0
[0072]最后,分路流量的设定值由框12(图3)提供并且由分路流量的控制器13(图2)考虑,该控制器接收由传感器9、10以及由传感器14提供的测量结果,传感器14安装在管道8的混合物出口上,并且提供被表示为AIT NO3S的硝酸根浓度。
[0073]分路流量可由安装在管道5b上并且由可调速电动机16驱动的栗15(图2)确保。在分路管道5b中的流量由传感器17测量并且流量值被表示为FIT Qbp。这个测量结果被传送到控制器13,控制器13将图3的框12中的设定值与由传感器17提供的测量值进行比较。控制器13因此控制电动机16的速度,以便如果测量值低于设定值的话提高管道5b中的流量,或者如果测量值高于设定值的话降低电动机16的速度。
[0074]通过控制器13的分路流量的管理使得能够避免:
[0075]-高估分路流量,其如果过量的话将在经由管道8的处理设备排放物中产生过量的氮;
[0076]-低估分路流量,其如果不足的话会导致与溶解氧的处理有关的后DN6中的电子供体的不必要消耗,尤其是甲醇的不必要消耗,该溶解氧存在于废水中,并且中和一部分注入的电子供体,尤其是含碳底物。
[0077]电子供体注入的控制由控制器18(图2)来进行。在大多数情况下,电子供体来自外部碳源19,即不是由废水提供。该碳源可以是甲醇、乙酸、甘油或者在经历后DN 6的废水中可易于分散的任何含碳化合物。
[0078]控制器18接受:
[0079]-由传感器9和10完成的测量结果,
[0080]-由传感器20完成的经由管道5到达的原水中的溶解氧O2浓度的测量结果,给出值AIT 02,
[0081]-以及由传感器21提供的进入后DN的液体的流量的测量结果,其给出量值FITQpdn ο
[0082]离开反应器6并且在管道上的分路的分支B上游的硝酸根浓度的估计通过在参考图4呈现并且在下文所述的框30中的计算来进行。“虚拟”传感器22在反应器6的出口以破折线表示,以提醒控制器18考虑离开后DN的硝酸根浓度的值AIT N03pdn。
[0083]电子供体的注入7可通过由控制器18操作的变速电动机24驱动的栗23确保。传感器25测量在7注入的电子供体的流量FIT Qc。传感器25的测量结果被传送到控制器18。
[0084]尤其来自含碳源19的电子供体的流量设定值的确定由控制器18根据图4中示出的流程图来进行,计算的流量设定值在框26中提供。
[0085]起始框27确保要从废水中除去的NNO3等效物的计算。此计算借助于以下的测量结果来进行:
[0086]-由传感器20提供的溶解氧浓度的测量结果AIT02,如框27a中所示;
[0087]-由传感器9提供的硝酸根浓度的测量结果AITN03e,如框27b中所示;
[0088]-以及离开后DN6的设定值CNN03pdn,如框27c中所示。
[0089]框27的计算结果被传送到框28,其考虑随后说明的校正因数K。
[0090]要除去的NNO3等效物的校正值从框28传送到框29,框29确保计算被提供以确保所希望的NNO3等效物除去的电子供体的流量,所述电子供体在所考虑的实施例中是外部碳。框29中的计算使用由与传感器10连接的框29a提供的废水流量FIT Qe、由框29b提供的电子供体浓度设定值以及由图3的框12提供并且出现在框29c中的分流比率来进行。
[0091]由框29计算的电子供体流量值被传送到框30,以用于计算离开后DN6的硝酸根浓度AIT N03pdn。此计算使用待处理废水中的硝酸根浓度测量结果AIT NO3e(所述测量结果由传感器9(图2)提供到框30a)以及使用出口管道8中的硝酸根浓度测量结果AIT NO3S(所述测量结果由传感器14 (图2)提供到框30b)来进行。
[0092]由框30计算的值被传送到框31,其计算在离开后DN估计的硝酸根浓度AITNOspdn与设定值CNN03pdn之间的偏差。计算的偏差被传送到框32,其通过模糊逻辑计算校正因数K。来自框32的计算结果被传送到框28,使得因数K =模糊(偏差)被考虑。
[0093]在从框31到框32多次反复之后,在框26中最终获得流量设定值。
[0094]本发明的方法使得能够克服与计量学有关的困难,如下所示。
[0095]-进入后DN6步骤的“等效含氮载荷”的估计会是不精确的,原因在于为此需要知道N-NO3、Ν-Ν02和溶解氧的浓度。
[0096]而目前没有可靠的措施能够知道亚硝酸根N-NO2的浓度。
[0097]根据本发明,第一部分的几乎完全反硝化使得能够防止亚硝酸根的形成。
[0098]相反,溶解氧和硝酸根N-NO3的浓度在后DN6上游的废水中以足够精确度测量。
[0099]-离开后DN的含氮载荷的估计(其使得能够校正电子供体(尤其是外部碳)注入的调节)由于N-NO3传感器的不精确度而是棘手的,这些不精确度是大约0.5mg/L-lmg/L。
[0100]根据本发明,离开后DN的含氮载荷通过虚拟测量获得,所述虚拟测量由基于分流比率和两个部分的混合物的硝酸根浓度的计算获得。此浓度高于离开后DN的相应浓度并且使得能够进行其相对精确度得到改善的测量。
[0101]本发明使得能够持久地以下述措施最大化后-反硝化的净化潜力:
[0102]-通过不论什么样的N-NO3排放物设定目标而确保在所涉及单元中的彻底反硝化,从而最小化N2O的产生;
[0103]-控制用于反硝化的电子供体(尤其是外部碳)的量,这个量一方面通过反硝化上游的测量结果并且另一方面通过下游虚拟测量结果来确定,所述虚拟测量结果根据在设备出口的测量结果和所使用的分流比率来计算,所述分流比率用于通过使用模糊逻辑处理信号来进行控制的校正;
[0104]-控制分路流量以限制与溶解氧有关的电子供体(尤其是含碳底物)的损失。
[0105]用于实施该方法的设备由以下元件构成:
[0106]-三个流量测量装置,用于:
[0107]-通过传感器10测量离开曝气单元的流量FITQe;
[0108]-测量分路流量,这或者通过使用传感器17的直接使用仪器来进行,给出流量FITQbp,或者通过基于入口流量FIT Qe和由传感器21提供的后DN的供料流量的估计来进行,给出FIT Qpdn;
[0109]-测量进入后DN单元的流量,这或者通过使用传感器21的直接使用仪器来进行,给出FIT Qpdn,或者通过基于入口流量FIT Qe和分路流量FIT Qbp的估计来进行;
[0110]-通过如下方式调节分路流量的装置:
[0111]-或者改变后-反硝化的供料流量或者分路流量的栗15的一个或多个电动机16的频率,如果这些流量通过栗送提供的话;
[0112]-或者改变控制阀类型的流量调节装置或者其它任何能够调节流量的装置的开启(ouverture);
[0113]-使用合适传送器的多个水质测量系统:
[0114]-硝酸根探针或分析仪9,位于曝气反应器或池3的出口并且给出浓度AITN03e;
[0115]-溶解氧的探针或分析仪20,位于曝气反应器的出口并且给出浓度AIT02;
[0116]-硝酸根探针或分析仪14,位于混合两个部分之后的该设备的出口并且给出浓度AIT NO3S;
[0117]-电子供体计量栗23,所述电子供体尤其来自外部碳源19;
[0118]-传感器25,用于测量被传送到后DN的反应器6的电子供体溶液流量;
[0119]-集成到控制器18中的计算装置,能够基于浓度AITN03S、分流比率和入口浓度AIT NO3e进行后DN的反应器6的运行的虚拟测量。当实施调节时,需要确定以下设定值:
[0120]-在离开后DN的反应器6和离开分路的两个部分混合之后,离开设备的硝酸根浓度N-NO3的设定值CNNO3S。这个设定值根据设备的排放物目标进行调节;
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