本申请涉及沼液处理,具体涉及一种沼液脱氮除磷的生化碳源制备方法。
背景技术:
1、生化碳不仅能有效去除沼液中的污染物,还能将其中的有机物转化为可再利用的生化碳源。在污水处理过程中,调整ph值是至关重要的环节,其主要目的是为了确保生化反应的高效进行、维护微生物的活性以及促进污染物的有效去除。适宜的ph环境能够增强酶的活性,从而加速有机物质的分解,同时为微生物提供良好的生存条件,确保其在处理过程中保持高效的代谢活动。污水处理过程中的原料污水含有多种化学物质,包括有机物质、无机盐、重金属等,这些成分的浓度和种类可能随时间和来源而变化,此外微生物的代谢活动会产生酸性或碱性物质,而这些代谢产物的量会随着微生物活性的变化而变化,增加了ph控制的难度。由于污水成分的复杂性和可变性以及污水中微生物活性的不断变化,导致无法对ph值进行精准控制,影响生化碳源的制备质量。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题,本申请提供一种沼液脱氮除磷的生化碳源制备方法,以解决现有的问题。
2、本申请的一种沼液脱氮除磷的生化碳源制备方法采用如下技术方案:
3、本申请一个实施例提供了一种沼液脱氮除磷的生化碳源制备方法,该方法包括以下步骤:
4、s1:将市政湿污泥和水混合后泵送至反应器内,对混合液进行接种、闷曝;
5、s2:将有机浆料泵送至反应器内,同步启动中央搅拌器;
6、s3:向反应器内输送碱液,对反应器中混合液的ph值进行自适应调配,具体为:
7、s3.1:分别将反应器中混合液当前时刻之前所有时刻的cod数据、挥发性有机酸数据、温度数据、ph值的归一化值组成各序列;
8、s3.2:根据除ph值序列外其他序列之间的相关关系以及数据分布,确认当前时刻的酸碱综合影响特征值;
9、s3.3:根据任意两个序列之间的因果关系以及各序列的数据分布异常情况,结合当前时刻的酸碱综合影响特征值,确认当前时刻的因果紊乱因子;
10、s3.4:根据当前时刻的因果紊乱因子结合初始时刻的ph值对下一时刻的ph值进行调整;
11、s4:向反应器内投加除磷试剂,形成沉淀;
12、s5:向反应器内投加微生物强化剂,得到高质量的生化碳源。
13、优选的,所述对混合液进行接种,其中混合液的体积为反应器有效容积的1/3。
14、优选的,所述闷曝的时长为5天。
15、优选的,所述s2中投加的具体操作为:第一次进料反应器有效容积的1/3,第二次开始逐步增加前一次进料量的1/3,控制污泥浓度在20g/l。
16、优选的,所述对反应器中混合液的ph值进行自适应调配的范围为6.5~7.2。
17、优选的,所述根据除ph值序列外其他序列之间的相关关系以及数据分布,确认当前时刻的酸碱综合影响特征值,具体为:
18、对于除ph值序列外的所有序列,采用偏相关分析获取任意两个序列之间的偏相关系数;获取所有所述偏相关系数的极差值、最大值,将所述极差值与所述最大值的比值作为当前时刻的互影响调整权重;将所述互影响调整权重的绝对值的相反数作为以自然常数为底数的指数函数的指数,记为第一指数函数;
19、采用主成分分析获取所述所有序列的主成分序列;获取主成分序列的所有峰值,以各峰值为中心构建各峰值窗口,将各峰值窗口在ph值序列中对应的所有时刻组成的时间区间记为各映射窗口;对各峰值窗口以及各映射窗口中的数据进行线性拟合,计算各峰值窗口与对应的映射窗口的直线斜率的比值;计算所述比值与1的差值绝对值,将所述差值绝对值的相反数作为以自然常数为底数的指数函数的指数,记为第二指数函数;计算所有位置所述第二指数函数的累加和;
20、将所述第一指数函数与所述累加和的乘积作为当前时刻的酸碱综合影响指数。
21、优选的,所述根据任意两个序列之间的因果关系以及各序列的数据分布异常情况,结合当前时刻的酸碱综合影响特征值,确认当前时刻的因果紊乱因子,包括:
22、采用因果检验算法获取任意两个序列之间的p值,若p值大于预设显著性水平,则将p值记为预设数值,否则p值保持不变;
23、对于各序列,采用异常检测算法获取各序列的所有异常值,计算各序列所有异常值对应时刻的标准差;将各序列均分为设定数量个子序列;获取各子序列的异常值个数;当前时刻的因果紊乱因子的表达式为:
24、
25、其中,为当前时刻的因果紊乱因子,为当前时刻的酸碱综合影响特征值,为序列a和序列b之间的p值,、分别为序列a、序列b中含有的异常值个数,、分别为序列a、序列b中异常值对应采集时刻的标准差,、分别为序列a、序列b中第m份子序列中的异常值个数,n表示序列的总个数,m表示序列的子序列总个数,e为自然常数。
26、优选的,所述根据当前时刻的因果紊乱因子结合初始时刻的ph值对下一时刻的ph值进行调整,具体为:
27、获取反应器中的初始ph值,计算当前时刻的因果紊乱因子的sigmoid函数值,计算所述sigmoid函数值与预设大于零小于1的缩小参数的乘积,将所述乘积与所述初始ph值的和值作为下一时刻的ph值。
28、优选的,所述除磷试剂的投加量按照进料量的mg:p=2:1,所述除磷药剂主要由碱式碳酸镁、硫酸镁、氢氧化镁、锌矿石粉末混合组成。
29、优选的,所述微生物强化剂的投加量为进料的有机浆料中ts的52‰,有机浆料温度控制在55℃;
30、所述微生物强化剂由1~100nm的羟基化锌粉末30~50%、100~200目活性炭粉末混合搅拌,搅拌转速在150~300r/min,混合1~2h后得到;
31、所述羟基化锌的制备过程为:
32、将0.2~3mol/l可溶性锌盐溶液加热至50~60℃,缓慢投加浓度为0.2~3.0mol/l的氢氧化钠溶液直至沉淀物,投加3%~10%浓度的双氧水,混合搅拌均匀,静止反应后,过滤悬浮,用清水冲洗至中性,干燥后进行粉碎,获得羟基化锌粉。
33、本申请至少具有如下有益效果:
34、本申请主要通过污水处理过程中ph值的精准控制问题,首先基于实时监测的cod、挥发性有机酸和温度等关键参数构建归一化处理后的数据序列,构建酸碱综合影响特征值,以反映污水处理过程中有机物浓度、微生物活性和环境条件对ph变化的综合影响特征,有效衡量参数对ph变化的影响程度。其次,针对参数间相互作用和因果关系的准确性问题,构建因果紊乱因子,反映污水处理过程中不同参数变化的一致性和紊乱程度,有效衡量沼液处理过程中参数的变化差异特征。最后,结合因果紊乱因子和关键参数的分析结果,改进了ph控制规则,实现了对生化碳源反应器中ph值的动态精准调控,优化了污水处理效率和微生物活性的维持,能够在污水成分的复杂性和可变性以及污水中微生物活性的不断变化时确保对ph值控制的精确性,进而提高生化碳源的质量。
1.一种沼液脱氮除磷的生化碳源制备方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
2.如权利要求1所述的一种沼液脱氮除磷的生化碳源制备方法,其特征在于,所述对混合液进行接种,其中混合液的体积为反应器有效容积的1/3。
3.如权利要求1所述的一种沼液脱氮除磷的生化碳源制备方法,其特征在于,所述闷曝的时长为5天。
4.如权利要求1所述的一种沼液脱氮除磷的生化碳源制备方法,其特征在于,所述s2中投加的具体操作为:第一次进料反应器有效容积的1/3,第二次开始逐步增加前一次进料量的1/3,控制污泥浓度在20g/l。
5.如权利要求1所述的一种沼液脱氮除磷的生化碳源制备方法,其特征在于,所述对反应器中混合液的ph值进行自适应调配的范围为6.5~7.2。
6.如权利要求1所述的一种沼液脱氮除磷的生化碳源制备方法,其特征在于,所述根据除ph值序列外其他序列之间的相关关系以及数据分布,确认当前时刻的酸碱综合影响特征值,具体为:
7.如权利要求1所述的一种沼液脱氮除磷的生化碳源制备方法,其特征在于,所述根据任意两个序列之间的因果关系以及各序列的数据分布异常情况,结合当前时刻的酸碱综合影响特征值,确认当前时刻的因果紊乱因子,包括:
8.如权利要求1所述的一种沼液脱氮除磷的生化碳源制备方法,其特征在于,所述根据当前时刻的因果紊乱因子结合初始时刻的ph值对下一时刻的ph值进行调整,具体为:
9.如权利要求1所述的一种沼液脱氮除磷的生化碳源制备方法,其特征在于,所述除磷试剂的投加量按照进料量的mg:p=2:1,所述除磷药剂主要由碱式碳酸镁、硫酸镁、氢氧化镁、锌矿石粉末混合组成。
10.如权利要求1所述的一种沼液脱氮除磷的生化碳源制备方法,其特征在于,所述微生物强化剂的投加量为进料的有机浆料中ts的52‰,有机浆料温度控制在55℃;