一种BAF生物脱氮的精确控制系统的制作方法

本发明属于污水处理领域，具体涉及一种BAF生物脱氮的精确控制系统。

背景技术：

随着全国上下对环保越来越重视，各个行业的污染排放指标越来越严格。例如在2015年4月，国家发布的《石油化学工业污染物排放标准》(GB31571-2015) 和《石油炼制工业污染物排放标准》(GB31570-2015)，对比与之前的排放标准，总氮指标也列入了考核指标。新建企业总氮排放限值为40mg/L，特别排放限值为30mg/L。

目前污水处理工艺中，生物脱氮技术仍是主流工艺技术，而传统的生物脱氮技术主要包括A/O，氧化沟等，原理是在好氧段硝化，缺氧段反硝化，通过硝化反硝化的工艺组合使得氮以氮气及少量的N2O等气体的形式释放到空气当中，从而达到脱氮的目的。作为目前应用较为广泛的氧化沟工艺，沟中的好氧区与缺氧区较难合理分配，容易导致某个区域偏少或偏多，导致运行效果不佳，同时对流速的把控也较难控制，太快导致处理效果不佳，太慢导致污泥沉淀，且容易出现上下层流现象，此外占地面积大也是氧化沟的一个较大缺点；而A/O工艺，在进水浓度较高的情况下(认为150mg/L以上)，脱氮效率一般，在80％左右，并且A/O工艺需要硝化液回流和污泥回流，增加了动力消耗。

目前，根据传统工艺改进而来的新型工艺当中，主要是以短程硝化反硝化为主，特点在于控制硝化反应只进行到NO2-N阶段，造成大量的NO2-N积累，然后再进行反硝化。该工艺的污泥浓度相比较传统工艺要高，因此具备占地面积小的优点，同时还具备节能、节约碳源投加量的特点。但是对运行控制要求较高，特别是溶解氧要精确控制在0.5mg/L左右，且对于氨氮浓度较高(250mg/L以上) 的污水适应性较差。

技术实现要素：

针对于现有工艺技术存在的不足，本发明提供了BAF生物脱氮的精确控制系统，其可显著提高污水的处理效果，特别是对于总氮的处理效果。

为实现上述发明目的，本发明提供了如下技术方案：

一种BAF生物脱氮的精确控制系统，依次包括氨化/硝化反应区、反硝化反应区和有机物去除区，氨化/硝化反应区和反硝化反应区，以及反硝化反应区和有机物去除区之间通过过水孔与布水管或进水管相连通；所述的三个反应区中部均为膜生物反应区，所述的膜生物反应区的填料为高分子有机填料，在垂直方向至少有两层固定支架拦网进行固定；在氨化/硝化反应池池内设有在线氨氮检测仪，用于检测水中NH4-N，防止曝气过度，反硝化反应池会设置定时的瞬时鼓气程序，以去除附着在微生物和填料上的氮气，提高微生物的降解硝态氮的效率。所述的瞬时鼓气程序是通过已编程好的自控程序来控制反洗气管上的气动阀的开闭程度，当气动阀打开时会有气源通过反洗气管进入池内(此时气管不是完全打开的，所以气量会少于反洗是的气量，而且气动阀的开启时间是短暂的)，以此利用大气泡(来自反洗气管)来去除生物填料区内附着的氮气。如果不将附着在生物填料区内的氮气去除，会影响微生物降解污染物的效率，因为氮气会附着在微生物表面，影响微生物与污染物的有效接触。

本发明通过氨氮的检测控制曝气量，改变传统利用DO仪测定控制曝气量；通过设置定时曝气是之前一般系统没有的，可以将滤料系统内的氮气吹出，增加生物反应效率。

作为优选，在氨化/硝化反应区前段设有进水管、碱液投加管、管道混合器，原水和碱液经碱液投加管通过管道混合器混合并随着进水管进入缓冲区。

作为优选，所述反硝化反应池内还设有布水槽、布水管、放空管、碳源投加管、反洗气管、反洗出水槽及出水管，还有用于连接两个池子的过水孔，其中，所述布水槽用于接受氨化/硝化反应池过水孔的出水，并通过布水管将出水送至本池底。

作为优选，所述有机物去除反应池内还设有布水槽、布水管、放空管、反洗气管、反洗出水槽及出水管，还有用于连接两个池子的过水孔，其中，所述布水槽用于反硝化反应池过水孔的出水，并通过布水管将出水送至本池底，所述的出水槽用于接受过水孔的出水，并通过出水管送至下一单元。

作为优选，所述反硝化反应区设有ORP探头，用于测定其水中的氧化还原电位。

作为优选，所述有机物去除区设有DO仪，用作调整曝气量的参考指标。

作为优选，所述还设有一个鼓风机，曝气风机和反洗风机共用一个风机。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：(1)精确控制曝气量，节约曝气，通过对氨氮的检测来控制曝气量，当氨氮低的时候，可以适当提高或者维持现有曝气量，当检测的氨氮值高了，则提高曝气量；(2)出水效果好，总氮的去除率可达95％以上，优于传统工艺，相比用DO控制曝气，会防止当曝气量过度，因为如果只是检测DO，无法知道污水内的氨氮是否过度，这样就会浪费能耗。控制方式可以在PLC程序编程离事前做好；(3)反洗是只需气洗，无需水洗，且无需单独设立反洗风机；(4)抗冲击负荷能力较强，对C/N比和DO要求较较传统工艺要低；(5)占地面积小，集生化处理和沉淀池效果于一体，无需后接二沉池； (6)没有硝化液回流，节约了动力消耗；(7)在该生物脱氮处理系统中可高效同步去除COD、总氮，处理后水质达到国家新的排放标准；(8)全过程无需人工操作，全部由自动化控制运行，当运行参数超出设置参数会自动报警；该系统不仅能够保证优质的出水效果，同时也降低了填料的堵塞发生率。

附图说明

图1是本发明BAF生物脱氮的精确控制系统整体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明进行较为详细的描述。

实施例1

如图1所示的BAF生物脱氮的精确控制系统共设有3个反应区，依次为：氨化/硝化反应区、反硝化反应区、有机物去除区，其中反硝化反应区无需设有曝气管，所述的三个反应区中部均为膜生物反应区，所述的膜生物反应区的填料为高分子有机填料，形成了填料区，在垂直方向至少有两层固定支架拦网(24)进行固定；原水(1)与碱液(3)通过碱液混合器(2)混合后通过管道进入缓冲区(22)，然后通过底部过水孔(23)进入氨化/硝化反应区，水流自下而上往上流，通过过水孔(10)进入反硝化反应区的布水槽(11)，再由布水管(12)把污水引向池底，然后再同氨化/硝化反应区一样，自下而上流入有机物去除区，最后出水进入出水槽(14)，有出水管(21)引入下一反应单元。

在氨化/硝化反应区自下而上设有：放空管(25)、反洗气管(16)、曝气管 (15)、支架拦网(24)、填料区(7)、反洗出水槽(8)、反洗出水管(9)；

在反硝化反应区设有：放空管(25)、反洗气管(16)、拦网支架(24)、填料区(7)、碳源投加管(27)、反洗出水槽(8)、反洗出水管(9)，并通过过水孔(10)进入后一个反应区内。

反硝化反应区设有：放空管(25)、反洗气管(16)、曝气管(15)，支架拦网(24)、填料区(7)、碳源投加管(27)、反洗出水槽(8)、反洗出水管(9)，进水孔(10)，出水收集槽(14)，并通过出水管(21)流向一个处理单元。曝气主管上装上曝气电动阀(5)，反洗气管上装上反洗电动阀(6)，放空水管装上放空电动阀(17)，反洗出水管上装有反洗出水电动阀(18)。

所述系统还设有一个鼓风机(26)，曝气风机和反洗风机共用一个风机。

除了总进水管和出水管上，其余管道均装上电动阀，如曝气主管上装上曝气电动阀(5)，反洗气管上装上反洗电动阀(6)，放空水管装上放空电动阀(17)，反洗出水管上装有反洗出水电动阀(18)。

在正常运行期间，反硝化池内的反洗气管电动阀会定期短暂开启一会，利用反洗气管出来的大气泡去除附着在生物膜及填料上的氮气，提高反硝化效率。当氨化/硝化池的NH4-N低于1mg/L时，则无需在加强曝气。

所述的瞬时鼓气程序是通过已编程好的自控程序来控制反洗气管上的气动阀的开闭程度，当气动阀打开时会有气源通过反洗气管进入池内(此时气管不是完全打开的，所以气量会少于反洗是的气量，而且气动阀的开启时间是短暂的)，以此利用大气泡(来自反洗气管)来去除生物填料区内附着的氮气。如果不将附着在生物填料区内的氮气去除，会影响微生物降解污染物的效率，因为氮气会附着在微生物表面，影响微生物与污染物的有效接触。

本发明的生物脱氮处理系统的工作流程是：

a、在所述氨化/硝化反应区中：

污水与碱液在碱液混合器混合后一同进入池内，污水自下而上穿过膜生物反应区，在膜反应区内发生氨化、硝化反应，将有机氮转化为氨氮，并将氨氮转化为硝态氮，同时可以达到去除有机物的作用。

b、在所述反硝化反应区中：

污水由上一反应区经过水孔进入布水槽，同时在布水槽内加入一定量的碳源，混合后由布水管将污水引入池底，再自下而上经过膜反应区，在膜反应区内利用反硝化菌发生反硝化反应，将硝态氮转化为氮气。

c、在所述有机物去除反应区中：

反硝化出水经过过水孔进入有机物去除区中的布水槽，再由与布水槽相连接的布水管将污水引入到池底，污水自下而上经过膜生物反应区，利用附着在填料表面的好氧异养菌将污水中含有有机物去除，确保出水COD达标。

每个处理单元的反洗步骤顺序如下：首先打开反洗排水管上的电动阀(18)， 3～5分钟后打开反洗电动阀(5)，再经过8～10分钟后将反洗电动阀(5)关闭，打开放空阀(17)，2分钟后关闭，再经过15～20分钟后关闭反洗排水管上的电动阀(18)，生物膜反洗结束。

污水在经过3个反应池的处理后即可达标排放。

在实施时，上述三个反应池可根据现场实际情况灵活调整曝气量来达到处理效果，若在反硝化区也安装曝气管，3个池子均可灵活且方便的在好氧与缺氧之间切换，以此满足现场实际生产需求。

以上技术方案仅仅是对本发明的优选方式进行描述，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。