一种污水处理外加碳源串级控制装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种污水处理外加碳源串级控制装置，污水处理装置由连接的厌氧池、缺氧池、1#好氧池、2#好氧池、3#好氧池及沉淀池组成，所述主PI控制器连接出水硝酸盐测量仪和3#好氧池硝酸盐测量仪，所述主PI控制器与副PI控制器通过硝酸盐设定值控制线连接。应用主PI控制器控制出水硝酸氮浓度，应用副PI控制器快速克服外界扰动，形成串级控制策略方法。该串级控制策略方法可以迅速根据进水负荷以及出水硝酸氮浓度的设定值确定外加碳源的投量，具有良好动态性能，抗冲击负荷能力强，可大大降低系统出水硝酸氮和总氮浓度，显著提高污水厂的运行负荷。
【专利说明】一种污水处理外加碳源串级控制装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种污水处理外加碳源串级控制装置，属于环保【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 目前污水处理技术基本成型，但是氮磷过量排放引起的水体的富营养化，依然是 水污染存在的重大问题，污水处理不再仅以去除有机物（C0D等）为目的，而是既要去除有 机物又要脱氮除磷，减小水体富营养化，传统的生物脱氮除磷技术，包括A/0、改良ΑΑ/0、氧 化沟等工艺。脱氮机理主要通过氨化反应、硝化反应以及反硝化反应，反硝化细菌在缺氧条 件下，还原硝酸盐，释放出分子态氮（N 2)或一氧化二氮（N2O)的过程，许多细菌、放线菌和霉 菌能利用硝酸盐做为氮素营养，利用亚硝酸根和硝酸根为呼吸作用的最终电子受体，需要 污水中碳源为电子供体，把硝酸还原成氮（N 2),称为反硝化作用或脱氮作用。由于污水厂进 水负荷每时每刻都在变化，进水碳氮比有时差好几倍，如果缺少碳源反硝化受到抑制无法 进行。现有污水处理技术还没有投加碳源的控制系统，无法实现对反硝化的控制，碳源投加 过量将造成系统运行费用增加。因此在污水处理过程中需控制碳源的量，建立自动控制微 机系统，实现对外加碳源的自动控制，降低污水处理系统运行费用，减少外界扰动保证系统 稳定运行。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种污水处理外加碳源 串级控制装置，实现对碳源的适量投加并实现自动串级控制，降低系统运行费用，减少外界 扰动保证系统稳定运打。
[0004] 本发明的目的通过下述技术方案实现：一种污水处理外加碳源串级控制装置，污 水处理装置由依次连接的厌氧池、缺氧池、1#好氧池、2#好氧池、3#好氧池及沉淀池组成， 所述主PI控制器连接出水硝酸盐测量仪和3#好氧池硝酸盐测量仪，所述主PI控制器与副 PI控制器通过硝酸盐设定值控制线连接，应用主PI控制器控制出水硝酸氮浓度，应用副PI 控制器快速克服外界扰动，形成串级控制策略方法。
[0005] 所述厌氧池设置有外碳源投加装置，外碳源投加装置与副PI控制器通过投加控 制线连接。
[0006] 所述副PI控制器连接缺氧池硝酸盐测量仪。
[0007] 所述3#好氧池出水通过内循环管分别连接厌氧池和缺氧池。
[0008] 所述沉淀池的排泥管连接污泥回流管和剩余污泥管，污泥回流管连接进水管。
[0009] 本发明的工作原理：进水通过进水管依次进入厌氧池、缺氧池、1#好氧池、2#好氧 池、3#好氧池，好氧池采用鼓风曝气，通过向曝气池中充入空气，每个曝气池充入空气量不 同，降低能耗，在微生物作用下降解污染物并发生硝化反应，3#好氧池出水通过内循环管 分别连接厌氧池和缺氧池，将部分混合液回流到厌氧池和缺氧池，沉淀池污泥一部分通过 污泥回流管回流到厌氧池进水端，达到反消化脱氮作用。
[0010] 以3#好氧池硝酸盐测量仪与出水硝酸盐测量仪的测量值之差作为主PI控制器的 输入，以确定的缺氧池硝酸盐设定值作为主PI控制器的输出，组成串级主回路。同时以主 回路的输出和缺氧池硝酸盐测量仪的测定值之差作为副PI控制器的输入，以碳源的投量 作为输出，形成副回路。
[0011] 综上所述，本发明的有益效果是：PI控制器原理简单、易于实现，该串级控制策略 方法可以迅速根据进水负荷以及出水硝酸氮浓度的设定值确定外加碳源的投量，具有良好 动态性能，抗冲击负荷能力强，仅需两个硝酸氮在线传感器即可在污水厂中建立外加碳源 串级控制方法，可大大降低系统出水硝酸氮和总氮浓度，显著提高污水厂的运行负荷。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 图1 一种污水处理外加碳源串级控制装置工艺示意图。
[0013] 附图中标记的名称：1 一进水；2-进水管；3-厌氧池；4一缺氧池；5 - 1#好氧池； 6 - 2#好氧池；7 - 3#好氧池；8-沉淀池；9一出水；10-曝气装置；11 一内循环管；12-污 泥回流管；13-剩余污泥管；14一外碳源投加装置；15-副PI控制器；16-主PI控制器； 17-缺氧池硝酸盐测量仪；18-投加控制线；19一硝酸盐设定值控制线；20 -3#好氧池硝 酸盐测量仪；21-出水硝酸盐测量仪。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不 仅限于此。
[0015] 实施例： 一种污水处理外加碳源串级控制装置，污水处理装置由依次连接的厌氧池3、缺氧池 4、1#好氧池5、2#好氧池6、3#好氧池7及沉淀池8组成，所述主PI控制器16连接出水硝 酸盐测量仪21和3#好氧池硝酸盐测量仪20,所述主PI控制器16与副PI控制器15通过 硝酸盐设定值控制线19连接，应用主PI控制器16控制出水硝酸氮浓度，应用副PI控制器 15快速克服外界扰动，形成串级控制策略方法。
[0016] 所述厌氧池3设置有外碳源投加装置14,外碳源投加装置14与副PI控制器15通 过投加控制线18连接。
[0017] 所述副PI控制器15连接缺氧池硝酸盐测量仪17。
[0018] 所述3#好氧池7出水通过内循环管11分别连接厌氧池3和缺氧池4。
[0019] 所述沉淀池8的排泥管连接污泥回流管12和剩余污泥管13,污泥回流管12连接 进水管2。
[0020] 本装置运行时：进水1通过进水管2依次进入厌氧池3、缺氧池4、1#好氧池5、2# 好氧池6、3#好氧池7,好氧池采用鼓风曝气，通过向曝气池中充入空气，每个曝气池充入空 气量不同，降低能耗，在微生物作用下降解污染物并发生硝化反应，3#好氧池7出水通过 内循环管11分别连接厌氧池3和缺氧池4,将部分混合液回流到厌氧池3和缺氧池4,沉淀 池8污泥一部分通过污泥回流管12回流到厌氧池3进水端，达到反消化脱氮作用。
[0021] 以3#好氧池硝酸盐测量仪20与出水硝酸盐测量仪21的测量值之差作为主PI控 制器16的输入，以确定的缺氧池硝酸盐设定值作为主PI控制器16的输出，组成串级主回 路。同时以主回路的输出和缺氧池硝酸盐测量仪17的测定值之差作为副PI控制器15的 输入，以碳源的投量作为输出，形成副回路。
[0022] 根据实验证明：采用本污水处理外加碳源串级控制装置后，进水总氮在30mg/L到 85mg/L之间变化时，总能使出水硝酸氮浓度维持在系统的设定值7mg/L左右。PI控制器原 理简单、易于实现，该串级控制策略方法可以迅速根据进水负荷以及出水硝酸氮浓度的设 定值确定外加碳源的投量，具有良好动态性能，抗冲击负荷能力强。
[0023] 如上所述，便可较好的实现本发明。
【权利要求】
1. 一种污水处理外加碳源串级控制装置，其特征在于：污水处理装置由依次连接的厌 氧池（3 )、缺氧池（4 )、1#好氧池（5 )、2#好氧池（6 )、3#好氧池（7 )及沉淀池（8 )组成；所述 主PI控制器（16)连接出水硝酸盐测量仪（21)和3#好氧池硝酸盐测量仪（20);所述主PI 控制器（16 )与副PI控制器（15 )通过硝酸盐设定值控制线（19 )连接；所述厌氧池（3 )设置 有外碳源投加装置（14)，外碳源投加装置（14)与副PI控制器（15)通过投加控制线（18)连 接；所述副PI控制器（15)连接缺氧池硝酸盐测量仪（17)。
2. 如权利要求1所述的一种污水处理外加碳源串级控制装置，其特征在于：所述3#好 氧池（7 )出水通过内循环管（11)分别连接厌氧池（3 )和缺氧池（4 )。
3. 如权利要求1所述的一种污水处理外加碳源串级控制装置，其特征在于：所述沉淀 池（8)的排泥管连接污泥回流管（12)和剩余污泥管（13)，污泥回流管（12)连接进水管（2)。
【文档编号】G05D11/13GK104211266SQ201410500358
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年9月26日 优先权日:2014年9月26日
【发明者】钟春红, 郑恒利 申请人:成都绿源新创环保科技有限公司