一种完全混合曝气池脉冲曝气脱氮方法
【专利摘要】本发明属环境工程【技术领域】，涉及一种用于废水生物处理的完全混合曝气池脉冲曝气脱氮方法。具体处理过程为：废水按设计流量及负荷进入完全混合曝气池内，通过PLC可编程控制器设计池内的脉冲曝气方式，调节脉冲曝气频率、峰值及谷值等参数，通过脉冲曝气使池内活性污泥处于频繁的周期性好氧-缺氧交替环境中，废水中的有机物及氮得到去除后再进入快速曝气池中，泥水混合物进入后续二沉池进行泥水分离，部分污泥回流返回完全混合曝气池内，出水由二沉池排放。本发明的曝气方式由PLC可编程控制器控制，简单易行，好氧-缺氧交替的溶解氧环境可使脱氮效果明显提高，同时氧利用率高、能耗低，可显著降低运行费用。
【专利说明】一种完全混合曝气池脉冲曝气脱氮方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种适用于废水完全混合曝气处理的脉冲曝气脱氮方法，属环境工程
【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 当前污水处理厂二级生化处理单元是处理工艺的核心单元，其能耗在总能耗中的 比例达5(Γ70%，是主要的能耗节点。对于常规生化技术，各子系统的能耗排序为：鼓风机能 耗> 其他机械系统能耗 >泥泵系统，因此从曝气能耗着手，在达到处理要求的前提下尽可 能降低曝气量，是节能降耗的重要措施。
[0003] 从提高生物脱氮效果的角度考虑，生化单元应能实现好氧硝化及缺氧反硝化两个 过程，普通的好氧生物处理技术处于稳定的好氧状态，可满足硝化对氧的需求，但不能实现 缺氧反硝化，因此虽可达到一定的氨氮去除效果，但总氮去除效果较差。为提高总氮去除效 果，典型脱氮工艺如A/ο脱氮工艺加入了缺氧反硝化单元，在提高脱氮效果的同时又产生 了硝化液回流能耗的问题。近年来，SBR技术得到广泛应用，其运行周期上可实现好氧、缺 氧两个阶段，可获得较好的脱氮效果，根据处理水质的不同，SBR每周期曝气时间为2-6小 时，其曝气阶段是稳定的连续曝气。
[0004] 专利CN201020141705. 2公布的《脉冲式曝气装置》及专利CN201120079952. 9公 布的《一种抗阻塞脉冲式曝气装置》均是将连续气流转化为间歇的、短时的脉冲气流，其用 途主要是用于水处理曝气搅拌，且其脉冲方式是通过曝气系统末端结构的设计实现，节能 效果不明显。
【发明内容】
[0005] 本发明针对上述现有技术中的不足，提供一种完全混合曝气池脉冲曝气脱氮方 法，通过对脉冲曝气频率、峰值及谷值等参数的调节，满足出水达标的要求，同时达到降低 曝气能耗、提1?脱氣效率的目的。
[0006] 本发明采用的技术方案为： 一种完全混合曝气池脉冲曝气脱氮方法，其系统包括脉冲曝气系统、完全混合曝气池、 快速曝气池、二沉池、风机及PLC可编程自动控制器，完全混合曝气池采用连续进出水方 式，脉冲曝气系统对完全混合曝气池进行脉冲曝气；所述完全混合曝气池的出水经快速曝 气池连续曝气后到二沉池进行沉淀排放，二沉池的部分污泥回流到完全混合曝气池内，剩 余污泥排放；PLC可编程自动控制器控制完全混合曝气池的脉冲曝气方式。
[0007] 所述PLC可编程自动控制器通过控制曝气系统的变频风机来控制脉冲曝气方式， 其中脉冲峰值曝气量与水的体积比为10?15 : 1，脉冲谷值曝气量与水的体积比为0. 5? 1 : 1，脉冲周期时间为10?25min。
[0008] 废水在快速曝气池内的停留时间为20?30min ;所述快速曝气池池内采用连续稳 定曝气方式，其曝气量低于脉冲曝气的峰值曝气量，快速曝气池的曝气量与水的体积比为 2 : 1〇
[0009] 本发明是一种用于连续进、出水的完全混合曝气池脉冲曝气脱氮方法，其优点是： (1)通过脉冲曝气使池内活性污泥处于频繁的周期性好氧-缺氧交替环境中，可使脱氮效 果明显提高；（2)脉冲曝气可提高氧转移推动力，氧利用率高；（3)该曝气方式由PLC可编 程控制器控制变频风机实现，简单易行，能耗低，在提高脱氮效率的同时可显著降低运行费 用。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 图1为本发明脉冲曝气废水处理工艺流程； 图2为本发明脉冲曝气方式。
【具体实施方式】
[0011] 本发明是一种基于节能和脱氮的完全混合曝气池脉冲曝气方法，包括脉冲曝气系 统、完全混合曝气池、快速曝气池、二沉池、风机及PLC可编程自动控制器，废水以连续进、 出水方式依次进入完全混合曝气池、快速曝气池及二沉池后排放，二沉池污泥部分经回流 泵返回完全混合曝气池内，剩余污泥排放。
[0012] 废水按设计流量及负荷进入完全混合曝气池内，脉冲曝气系统用于对完全混合曝 气池进行脉冲曝气，其脉冲方式由可编程控制器控制变频风机实现，脉冲曝气量及脉冲周 期时间根据实际废水水质设定，其中，峰值曝气量按气水体积比ΚΓ15 : 1设计，谷值曝气 量按气水体积比〇.5~1 : 1设计，脉冲周期时间按l(T25min设计。
[0013] 快速曝气池功能为出水充氧及反硝化产生的氮气吹脱，提高沉淀效果。废水在池 内的停留时间按2(T30min设定，池体体积较小，节省占地面积，池内采用连续稳定曝气方 式，曝气量低于脉冲曝气的峰值曝气量，气水体积比根据实际废水水质按2 : 1设计。
[0014] 试验期间完全混合曝气池连续进、出水运行，水力停留时间HRT控制为8. 4h，通过 调节剩余污泥排放量使活性污泥系统泥龄控制在10天。试验进水为模拟生活污水，进水 C0D为254mg/L，NH4-N为24mg/L，TN为38. 2mg/L，通过流量计控制进水流量为10L/h、峰值 曝气量为120L/h。脉冲曝气池峰值溶解氧在:Γ4 mg/L，SV3(I稳定在18%。调整曝气/停曝 时间，稳定运行3天后在连续四个脉冲周期内等时间间隔取八个水样进行测定，从出水平 均值及水质波动情况评价系统处理效果。经测定，在曝气/停曝时间为l〇/l〇min时，八个 水样的变化幅度较小，出水水质稳定，出水C0D均值为41. 5mg/L，去除率达到83. 7% ;出水 NH4-N均值为1. 3 mg/L，去除率达到了 94. 6% ;出水TN均值为6. 3mg/L，去除率达到了 83. 4%。 考虑谷值曝气量和快速曝气池的能耗，整个装置曝气能耗与普通活性污泥相比可降低33%。
[0015] 本发明针对完全混合活性污泥法的连续进、出水处理，在曝气方式上，通过对曝气 系统源头的风机进行PLC变频控制从而实现脉冲曝气，形成频繁的好氧硝化/缺氧反硝化 交替过程，在显著节能的同时还可提高脱氮效果。
【权利要求】
1. 一种完全混合曝气池脉冲曝气脱氮方法，其系统包括脉冲曝气系统、完全混合曝气 池、快速曝气池、二沉池、风机及PLC可编程自动控制器，其特征在于，完全混合曝气池采用 连续进出水方式，脉冲曝气系统对完全混合曝气池进行脉冲曝气；所述完全混合曝气池的 出水经快速曝气池连续曝气后到二沉池进行沉淀排放，二沉池的部分污泥回流到完全混合 曝气池内，剩余污泥排放；PLC可编程自动控制器控制完全混合曝气池的脉冲曝气方式。
2. 根据权利要求1所述的一种完全混合曝气池脉冲曝气脱氮方法，其特征在于，所述 PLC可编程自动控制器通过控制曝气系统的变频风机来控制脉冲曝气方式，其中脉冲峰值 曝气量与水的体积比为10?15 : 1，脉冲谷值曝气量与水的体积比为0.5?1 : 1，脉冲 周期时间为10?25min。
3. 根据权利要求1或2所述的一种完全混合曝气池脉冲曝气脱氮方法，其特征在于， 废水在快速曝气池内的停留时间为20?30min ;所述快速曝气池池内采用连续稳定曝气方 式，其曝气量低于脉冲曝气的峰值曝气量，快速曝气池的曝气量与水的体积比为2 : 1。
【文档编号】C02F3/30GK104045159SQ201410326721
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年7月9日 优先权日:2014年7月9日
【发明者】张勇, 陈娇, 许睿骁 申请人:南京师范大学