专利名称：短程硝化联合厌氧氨氧化对垃圾渗滤液深度脱氮处理的控制方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及污水生物处理领域，尤其是一种对垃圾渗滤液进行深度脱氮处理的控制方法及装置。
背景技术：
随着经济的快速发展和人们生活水平的逐步提高，城市垃圾产量不断增加。目前在我国大部分垃圾采用填埋处理，垃圾填埋是一种有效低廉的 处理方式，然而由填埋产生的垃圾渗滤液严重影响了我国的水环境。垃圾渗滤液是垃圾在堆放和填埋过程中经过雨水淋浴、冲刷和发酵以及地表水、地下水的浸泡而渗浙出来的污水。垃圾渗滤液呈黑褐色，成分非常复杂，含有大量的有机物和氨氮，同时还富含有毒有害的重金属离子，属于高氨氮难降解废水。排放垃圾渗滤液会给周围的大气、水体、土壤等环境带来严重污染，特别是高浓度氨氮会对水体产生毒害并引起水体富营养。垃圾渗滤液的处理主要采用物理化学法和生物法。但物化方法处理成本较高，一般用于渗滤液的预处理或深度处理。目前主要采用生物法处理垃圾渗滤液。然而传统的生物处理脱氮，不仅较难达到处理标准，并且反硝化添加的外加碳源还增加了处理成本。因此如何经济有效地处理渗滤液，是我国水处理方面的重点和难点。目前，对于生物脱氮报道了许多新工艺，如厌氧氨氧化工艺。根据厌氧氨氧化反应，厌氧氨氧化菌能够将氨氮和亚硝态氮转化为氮气。由于厌氧氨氧化菌属于厌氧自养菌，反应过程无需氧气和有机物，故可以节约50%的供氧费以及大量的有机碳源，从而也大大减少了污水处理的处理费用和基建费用。然而垃圾渗滤液中含有的大量有机物会对厌氧氨氧化菌产生不利影响，同时厌氧氨氧化反应会产生一定量的硝态氮，导致系统出水仍还有硝态氮，影响系统的脱氮效率。这些都是厌氧氨氧化工艺应用急需解决的问题。
发明内容
针对上述技术的不足之处，本发明提供一种装置及方法，可以解决垃圾渗滤液深度脱氮难的问题。程硝化联合厌氧氨氧化对垃圾渗滤液深度脱氮处理的控制装置，其特征在于进水箱2通过进水管SBK14、进水泵SBK13和进水阀门_5连接第一 SBR反应器9 ;第
一SBR反应器9通过出水管SBK118和出水阀门SBK117连接第一中间水箱19 ;第一中间水箱19通过进水管SBK234、进水泵SBK221和进水阀门·22与第二 SBR反应器74连接，同时第一中间水禮19还通过进水管第二中间水箱35、进水栗s二中间水箱23和进水闽门s二中间水箱24与弟_■中间水箱33连接；第二 SBR反应器74通过出水管SBK232和出水阀门SBK231与第二中间水箱33连接；第二中间水箱33通过进水管_36、进水泵asbk37和进水阀门asbk38与ASBR反应器42连接；ASBR反应器42连接出水管asbk43和出水阀门ASBK44，同时ASBR反应器42还通过ASBR反应器回流阀门45、ASBR反应器回流管46和ASBR反应器回流泵47与进水水箱2连接；
第一 SBR反应器9内部设有搅拌器SBK110、pH传感器SBK111、D0传感器SBK112和ORP传感器SBK113 ;同时第一 SBR反应器9还连接曝气头6、空气压缩机sbk17和气体流量计8 ;第二 SBR反应器74内部设有搅拌器SBK228、pH传感器SBK229和DO传感器SBK230 ;同时第二 SBR反应器74还连接曝气头6、空气压缩机SBK220和气体流量计8 ；ASBR反应器42内部设有搅拌器asbr41和PH传感器璧39 ；pH传感器順11、DO传感器漏12、ORP传感器SBK113、pH传感器SBK229、DO传感器麗30和pH传感器璧39经数据线分别与pH测定仪順11、DO测定仪SBEi 12> ORP测定仪SBK113、pH测定仪SBK229、D0测定仪SBK230和pH测定仪ASBK39连接后与计算机48的数据信号输入接口 49连接，计算机48通过数据信号输出接口与过程控制器55连接，过程控制器的进水泵■继电器、进水阀门■继电器、搅拌器_继电器、空气压缩机_继电器、出水阀门SBK1继电器、进水泵SBIS继电器、进水阀门SBK继电器、搅拌器SBIS继电器、空气压缩机SBK2继电器、进水泵_二+_^|继电器、进水阀门_二+1%_继电器、出水阀门SBK2继电器、进水泵ASBR继电器、进水阀门ASBK继电器、搅拌器ASBK继电器、出水阀门ASBK继电器、ASBR反应器回流阀门继电器、ASBR反应器回流泵继电器分别与进水泵SBK13、进水阀门SBK15、搅拌器Sm 10、空气压缩机SBK17、出水阀门SBK117、进水泵SBK221、进 水阀门SBK222、搅拌器SBK228、空气压缩机SBie20、进水栗第中间水箱23、进水阀丨]第中间水箱24、出水阀门sme31、进水栗ASBR37、进水阀门_38、搅拌器ASBK41、出水阀门_44、ASBR反应器回流阀门45、ASBR反应器回流泵47连接。本发明所要解决的技术问题是提供短程硝化联合厌氧氨氧化处理垃圾渗滤液深度脱氮的控制方法，包括Al，第一 SBR反应器的进水由实时控制系统中的时间控制器进行计时，系统启动后，进水泵SBK1和进水管阀门SBK1自动开启，将进水箱中的混合液注入第一 SBR反应器中，当SBR反应器的进水量达到SBR反应器容积的50%时，进水泵■和进水管阀门_自动关闭，进水结束；A2，进水结束后，搅拌器^自动开启，第一 SBR反应器在搅拌过程中进入缺氧反硝化过程，缺氧反硝化进程由在线ORP传感器SBK1监控，并通过数据采集卡实时将所获得的数据信息传输到计算机，当第一 SBR反应器中缺氧反硝化完成的条件为ORP的一阶导数由大于-25mv/min突变为小于-30mv/min,且搅拌时间t大于2h,空气压缩机SBRl自动开启；A3，空气压缩机SBK1自动开启后，空气经过曝气管和曝气头扩散到第一 SBR反应器中，进入有机物去除阶段，通过PH传感器SBK1监测水中的pH值，通过pH测定仪SBK1将数据通过数据采集卡输入到计算机当中，数据作为有机物去除的实时控制参数；当第一 SBR反应器中有机物去除完成的条件为PH —阶导数由正变负，且曝气时间t大于3h时，结束有机物去除过程，空气压缩机SBK1和搅拌器^自动关闭；A4，第一 SBR反应器的沉淀时间，通过实时控制系统中的时间控制器进行计时，当达到Ih后开始排水，排水时间通过实时控制系统中的时间控制器进行计时，系统自动开启出水管阀门SBK1，处理后的水经出水管^进入第一中间水箱，当排水量达到第一 SBR反应器容积的50%后，出水管阀门SBR1自动关闭；A5,排水结束后,系统自动进入下Iv周期的Al ；BI，第一中间水箱中60%的第一 SBR反应器出水进入第二 SBR反应器，40%进入第二中间水箱。第二 SBR反应器的进水由实时控制系统中的时间控制器进行计时，系统启动后，进水泵SBK2和进水管阀门SBK2自动开启，将第一中间水箱中60%的第一 SBR反应器出水注入第二 SBR反应器中。当第一中间水箱中60%的第一 SBR反应器出水排出后，进水泵SBK2和进水管阀门SBK2自动关闭，进水结束。随后，第一中间水箱40%的第一 SBR反应器出水进入第二中间水箱，其时间由实时控制系统中的时间控制器进行计时，进水泵_二+__和进水管阀门 二#Wi自动开启，将第一中间水箱中40%的第一 SBR反应器出水注入第二中间水箱中。当第一中间水箱里的第一 SBR反应器出水排完后，进水泵和进水管阀门 自动关闭，进水结束；Β2，进水结束后，搅拌器SBK2和空气压缩机SBK2自动开启，空气经过曝气管和曝气头扩散到第二 SBR反应器中，第二 SBR反应器在曝气中进入好氧短程硝化过程，好氧短程硝化过程由在线PH传感器SBK2和DO传感器SBK2分别监测水中的pH值及溶解氧浓度D0，通过pH测定仪SBK2和DO测定仪SBK2将数据通过数据采集卡输入到计算机当中，数据作为短程硝化的实时控制参数；当第二 SBR反应器中短程硝化完成的条件为pH —阶导数由正变 负，且曝气时间t大于6h，同时DO大于2mg/L时，结束短程硝化过程，空气压缩机SBK2和搅拌器SBK2自动关闭；B3，第二 SBR反应器沉淀通过实时控制系统中的时间控制器进行计时，当达到Ih后排水，时间通过实时控制系统中的时间控制器进行计时，系统自动开启出水管阀门SBK2，处理后的水经出水管SBK2进入第二中间水箱，当排水量达到第二 SBR反应器容积的30%后出水管阀门SBR2自动关闭；B4,排水结束后,系统自动进入下Iv周期的BI ；C1，ASBR反应器的进水由实时控制系统中的时间控制器进行计时，系统启动后，进水泵ASBK和进水管阀门ASBK自动开启，将第二中间水箱中的混合液注入第二 SBR反应器中，当进水量达到ASBR反应器容积的50%后，进水泵ASBK和进水管阀门ASBK自动关闭，进水结束；C2，进水结束后，搅拌器4·自动开启，ASBR反应器在搅拌过程中进入厌氧氨氧化反应，厌氧氨氧化反应进程由在线PH传感器ASBK监控，并通过数据采集卡实时将所获得的数据信息传输到计算机，当所述ASBR反应器中厌氧氨氧化反应完成的条件为pH —阶导数由正变负，且搅拌时间t大于6h时，搅拌器_,自动关闭；C3，ASBR反应器沉淀通过实时控制系统中的时间控制器进行计时，当达到Ih后，将处理后的50%水排出，出水的70%回流至原水箱。先将出水回流通过实时控制系统中的时间控制器进行计时，系统自动开启出水管阀门ASBK，处理后的水经回流管进入进水箱，当出水回流量达到ASBR反应器容积的35%时，出水管阀门ASBK自动关闭；剩余出水排出通过实时控制系统中的时间控制器进行计时，系统自动开启出水管阀门ASBK，当排出水量达到ASBR反应器的15%时，出水管阀门塑自动关闭；C4,排水结束后,系统自动进入下Iv周期的Cl ；综上所述，本发明提供短程硝化联合厌氧氨氧化对垃圾渗滤液深度脱氮的控制方法和装置，以城市垃圾渗滤液为研究对象，首先通过第一 SBR反应器的反硝化和预曝气进行有机物和氮素的去除，第一 SBR反应器的部分出水再经过第二 SBR反应器的短程硝化处理，最终第一 SBR反应器和第二 SBR反应器的出水按比例1:1.3混合后进入ASBR反应器进行厌氧氨氧化反应实现深度脱氮，同时ASBR出水回流，使得产生的硝态氮可以利用原水中的有机碳源通过反硝化去除，提高了系统的脱氮率。系统进水氨氮浓度为2000±100 mg/L,出水氨氮和亚硝态氮均低于10mg/L，总氮约60mg/L左右，在不外加碳源的条件下系统脱氮率达到95%以上。整个系统在不添加任何有机碳源的条件下，实现了对垃圾渗滤液进行深度脱氮的目的。
图1是本发明的短程硝化联合厌氧氨氧化对垃圾渗滤液深度脱氮控制装置的结构示意图；图2是本发明的短程硝化联合厌氧氨氧化对垃圾渗滤液深度脱氮控制方法中AfA5的流程示意图；图3是本发明的短程硝化联合厌氧氨氧化对垃圾渗滤液 深度脱氮控制方法中B4的流程示意图；图4是本发明的短程硝化联合厌氧氨氧化对垃圾渗滤液深度脱氮控制方法中CfC4的流程示意图；图5本发明具体实施方式
中第一 SBR反应器运行过程中典型的ORP和pH变化规律示意图；图6是本发明具体实施方式
中第二 SBR反应器运行过程中典型的pH变化规律示意图；图7是本发明具体实施方式
中ASBR反应器运行过程中典型的pH变化规律示意图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细说明。参照图1所示，本发明提供短程硝化联合厌氧氨氧化对垃圾渗滤液深度脱氮控制装置的结构示意图。进水箱2通过进水管SBR14、进水泵SBR13和进水阀门SBR15连接第
一SBR反应器9 ;第一 SBR反应器9通过出水管SBRl 18和出水阀门SBRl 17连接第一中间水箱19 ;第一中间水箱19通过进水管SBR234、进水泵SBR221和进水阀门SBR222与第二SBR反应器74连接，同时第一中间水箱19还通过进水管第二中间水箱35、进水泵第二中间水箱23和进水阀门第二中间水箱24与第二中间水箱33连接；第二 SBR反应器74通过出水管SBR232和出水阀门SBR231与第二中间水箱33连接；第二中间水箱33通过进水管ASBR36、进水泵ASBR37和进水阀门ASBR38与ASBR反应器42连接；ASBR反应器42连接出水管ASBR43和出水阀门ASBR44，同时ASBR反应器42还通过ASBR反应器回流阀门45、ASBR反应器回流管46和ASBR反应器回流泵47与进水水箱2连接。第一 SBR反应器9内部设有搅拌器漏川、？!!传感器SBK111、D0传感器SBK112和ORP传感器SBK113 ;同时第一 SBR反应器9还连接曝气头6、空气压缩机sbk17和气体流量计8。第
二SBR反应器74内部设有搅拌器SBK228、pH传感器SBK229和DO传感器SBK230 ;同时第二 SBR反应器74还连接曝气头6、空气压缩机SBK220和气体流量计8。ASBR反应器42内部设有搅拌器asbr41和pH传感器asbr39 O pH传感器SBE111 > DO传感器SBE112> ORP传感器SBE113> pH传感器SBK229、D0传感器SBK230和pH传感器asbk39经数据线分别与pH测定仪SBK111、D0测定仪SBEi 12> ORP测定仪SBK113、pH测定仪SBK229、D0测定仪SBK230和pH测定仪ASBK39连接后与计算机48的数据信号输入接口 49连接，计算机48通过数据信号输出接口与过程控制器55连接，过程控制器的进水泵■继电器、进水阀门■继电器、搅拌器_继电器、空气压缩机_继电器、出水阀门SBK1继电器、进水泵SBIS继电器、进水阀门SBK继电器、搅拌器SBIS继电器、空气压缩机SBK2继电器、进水泵_二+_^|继电器、进水阀门_二+1%_继电器、出水阀门SBK2继电器、进水泵ASBR继电器、进水阀门ASBK继电器、搅拌器ASBK继电器、出水阀门ASBK继电器、ASBR反应器回流阀门继电器、ASBR反应器回流泵继电器分别与进水泵SBK13、进水阀门SBK15、搅拌器Sm 10、空气压缩机SBK17、出水阀门SBK117、进水泵SBK221、进水阀门SBK222、搅拌器SBK228、空气压缩机SBie20、进水栗第中间水箱23、进水阀丨]第中间水箱24、出水阀门sme31、进水栗ASBR37、进水阀门_38、搅拌器ASBK41、出水阀门_44、ASBR反应器回流阀门45、ASBR反应器回流泵47连接。参照图2所示为短程硝化联合厌氧氨氧化对垃圾渗滤液深度脱氮控制方法中AfA5的流程示意图，具体包括 Al，第一 SBR反应器的进水由实时控制系统中的时间控制器进行计时，系统启动后，进水泵SBK1和进水管阀门SBK1自动开启，将进水箱中的混合液注入第一 SBR反应器中，当SBR反应器的进水量达到SBR反应器容积的50%时，进水泵■和进水管阀门_自动关闭，进水结束；A2，进水结束后，搅拌器_自动开启，第一 SBR反应器在搅拌过程中进入缺氧反硝化过程，缺氧反硝化进程由在线ORP传感器SBK1监控，并通过数据采集卡实时将所获得的数据信息传输到计算机，当第一 SBR反应器中缺氧反硝化完成的条件为ORP的一阶导数由大于-25mv/min突变为小于-30mv/min,且搅拌时间t大于2h,空气压缩机SBRl自动开启；A3，空气压缩机SBK1自动开启后，空气经过曝气管和曝气头扩散到第一 SBR反应器中，进入有机物去除阶段，通过PH传感器SBK1监测水中的pH值，通过pH测定仪SBK1将数据通过数据采集卡输入到计算机当中，数据作为有机物去除的实时控制参数；当第一 SBR反应器中有机物去除完成的条件为PH —阶导数由正变负，且曝气时间t大于3h时，结束有机物去除过程，空气压缩机SBK1和搅拌器^自动关闭；A4，第一 SBR反应器的沉淀时间，通过实时控制系统中的时间控制器进行计时，当达到Ih后开始排水，排水时间通过实时控制系统中的时间控制器进行计时，系统自动开启出水管阀门SBK1，处理后的水经出水管^进入第一中间水箱，当排水量达到第一 SBR反应器容积的50%后，出水管阀门SBR1自动关闭；A5,排水结束后,系统自动进入下Iv周期的Al ；参照图3所示为短程硝化联合厌氧氨氧化对垃圾渗滤液深度脱氮控制方法中B4的流程示意图,具体包括BI，第一中间水箱中60%的第一 SBR反应器出水进入第二 SBR反应器，40%进入第二中间水箱。第二 SBR反应器的进水由实时控制系统中的时间控制器进行计时，系统启动后，进水泵SBK2和进水管阀门SBK2自动开启，将第一中间水箱中60%的第一 SBR反应器出水注入第二 SBR反应器中。当第一中间水箱中60%的第一 SBR反应器出水排出后，进水泵SBK2和进水管阀门SBK2自动关闭，进水结束。随后，第一中间水箱40%的第一 SBR反应器出水进入第二中间水箱，其时间由实时控制系统中的时间控制器进行计时，进水泵_二+__和进水管阀门 二#Wi自动开启，将第一中间水箱中40%的第一 SBR反应器出水注入第二中间水箱中。当第一中间水箱里的第一 SBR反应器出水排完后，进水泵和进水管阀门 自动关闭，进水结束；Β2，进水结束后，搅拌器SBK2和空气压缩机SBK2自动开启，空气经过曝气管和曝气头扩散到第二 SBR反应器中，第二 SBR反应器在曝气中进入好氧短程硝化过程，好氧短程硝化过程由在线PH传感器SBK2和DO传感器SBK2分别监测水中的pH值及溶解氧浓度D0，通过pH测定仪SBK2和DO测定仪SBK2将数据通过数据采集卡输入到计算机当中，数据作为短程硝化的实时控制参数；当第二 SBR反应器中短程硝化完成的条件为pH —阶导数由正变负，且曝气时间t大于6h，同时DO大于2mg/L时，结束短程硝化过程，空气压缩机SBK2和搅拌器SBK2自动关闭；B3，第二 SBR反应器沉淀通过实时控制系统中的时间控制器进行计时，当达到Ih后排水，时间通过实时控制系统中的时间控制器进行计时，系统自动开启出水管阀门SBK2，处理后的水经出水管SBK2进入第二中间水箱，当排水量达到第二 SBR 反应器容积的30%后出水管阀门SBR2自动关闭；B4,排水结束后,系统自动进入下Iv周期的BI ；参照图4所示为短程硝化联合厌氧氨氧化对垃圾渗滤液深度脱氮控制方法中CfC4的流程示意图，具体包括C1，ASBR反应器的进水由实时控制系统中的时间控制器进行计时，系统启动后，进水泵ASBK和进水管阀门ASBK自动开启，将第二中间水箱中的混合液注入第二 SBR反应器中，当进水量达到ASBR反应器容积的50%后，进水泵ASBK和进水管阀门ASBK自动关闭，进水结束；C2，进水结束后，搅拌器_,自动开启，ASBR反应器在搅拌过程中进入厌氧氨氧化反应，厌氧氨氧化反应进程由在线PH传感器ASBK监控，并通过数据采集卡实时将所获得的数据信息传输到计算机，当所述ASBR反应器中厌氧氨氧化反应完成的条件为pH —阶导数由正变负，且搅拌时间t大于6h时，搅拌器_,自动关闭；C3，ASBR反应器沉淀通过实时控制系统中的时间控制器进行计时，当达到Ih后，将处理后的50%水排出，出水的70%回流至原水箱。先将出水回流通过实时控制系统中的时间控制器进行计时，系统自动开启出水管阀门ASBK，处理后的水经回流管进入进水箱，当出水回流量达到ASBR反应器容积的35%时，出水管阀门ASBK自动关闭；剩余出水排出通过实时控制系统中的时间控制器进行计时，系统自动开启出水管阀门ASBK，当排出水量达到ASBR反应器的15%时，出水管阀门塑自动关闭；C4,排水结束后,系统自动进入下Iv周期的Cl ；下面结合实例对本发明中所述方案进一步介绍。以某垃圾填埋场的垃圾渗滤液为研究对象，连续运行了 90天，获得了稳定的运行效果。参数设定第一 SBR反应器进水时间为3min，沉淀时间为lh，排水时间为5min ；搅拌时间通过在线ORP传感器SBK1和pH传感器SBK1实时监测，ORP和pH变化规律具体可参见图5，过程控制器得到表征反硝化完成的信号后，开始曝气，曝气时间通过在线pH传感器实时监测，过程控制器得到表征有机物去除完成的信号后，停止曝气和搅拌；第二 SBR反应器进水时间为3min，沉淀时间为lh，排水时间为5min，曝气时间和搅拌时间通过在线pH传感器SBK2、和DO传感器SBK2实时监测，过程控制器得到表征短程硝化结束的信号后，停止曝气和搅拌；典型的PH，变化规律示意图参见图6。
ASBR反应器进水时间为6h，沉淀时间为lh，排水时间为5min，搅拌时间通过在线PH传感器ASBR实时监测，过程控制器得到表征厌氧氨氧化反应结束的信号后，停止搅拌；典型的pH变化规律示意图参见图7。第一 SBR反应器的性能第一 SBR反应器排水比为0.5,运行温度为25 °C,MLSS :6000±500mg/L，污泥龄SRT无限长，进水COD为2000±200mg/L，出水COD保持在1100±100mg/L，去除率在45 ±5%，进水硝态氮浓度为18 ± I mg/L，出水硝态氮浓度维持在2 + 0. 5 mg/L ,利用原水碳源反硝化去除硝态氮达到85%以上。第二 SBR反应器的性能第二 SBR反应器排水比为O. 3，运行温度为25°C，MLSS 5000 土 500mg/L，污泥龄SRT无限长，进水氨氮为800 土 50mg/L，出水亚硝态氮浓度为800±50mg/L，短程硝化率达95%以上。
ASBR性能ASBR运行周期不固定小于24小时，排水比为O. 5，运行温度为30°C，MLSS :7000±500mg/L，进水氨氮和亚硝态氮浓度分别为400±50mg/L和500±50mg/L，出水氨氮和亚硝态氮均小于10mg/L,去除率均在95%以上，出水硝态氮浓度为60±5mg/L,总氮去除率在90%以上。系统的性能系统进水COD在2000±200mg/L，出水COD在1500± 100mg/L，去除率25% ;进水的TN为2000±100 mg/L,出水TN在60±5mg/L，去除率在95%以上，在不加外碳源的情况下实现了总氮的深度去除。进一步地，本发明的技术原理具体为第一 SBR反应器的进水为原水和ASBR出水回流液的混合液，进水后先进行缺氧搅拌，可以利用原水中的有机碳源将ASBR出水回流液中的硝态氮反硝化去除，同时更加充分地利用了原水中的有机碳源，避免了碳源的浪费。在反硝化过程中，反硝化细菌利用NO2- -N为电子受体，有机物为电子供体，将N02_ -N还原为N2,使得反应器里氧化态物质不断减少，ORP值会不断下降，反硝化结束后，反应器处于厌氧状态，ORP迅速下降，此时出现特征点A。反硝化结束后开始曝气只进行有机物的去除。晚期渗滤液中含有少量的有机物和大量的氨氮，而有机物会对后续的厌氧氨氧化反应产生不利的影响。由于在第一 SBR反应器中只进行有机物的去除，有机物去除反应过程中，产生的CO2被吹脱，使得pH上升，有机物去除后进行的硝化反应会消耗碱度使PH下降，此时会出现特征点B。根据以上特征点可以准确地判断反硝化和有机物去除的反应进程，当反硝化结束和有机物去除完成后，停止搅拌和曝气，避免氨氮的氧化。第二 SBR反应器的进水来源于第一 SBR反应器的出水，其主要作用是对第一 SBR反应器的出水进行短程硝化，为后续的厌氧氨氧化反应提供亚硝态氮基质。第二 SBR反应器进水后开始曝气和搅拌，在高游离氨FA和高游离亚硝酸FNA的联合抑制作用下，第二 SBR反应器实现了短程硝化，使其出水的氧化态氮主要以亚硝态氮形式存在，硝态氮含量极低，为后续的ASBR反应器提供了亚硝态氮基质。由于硝化反应会消耗碱度使pH下降，硝化结束后CO2的吹脱作用使得pH出现上升，因此出现特征点C。ASBR反应器的进水为第一 SBR反应器出水和第二 SBR反应器出水的混合液，该混合液由第一 SBR反应器出水的40%和第二 SBR反应器出水混合而成。由于在第一 SBR反应器中进行了有机物的去除，故此时有机物对厌氧氨氧化的影响很小，ASBR反应器能够维持较好的厌氧氨氧化反应。由于ASBR反应器采用连续进水，使得厌氧氨氧化反应产生的碱度被中和，反应器内PH基本保持不变，反应结束后pH会缓慢下降，此时出现特征点D。经过厌氧氨氧化反应，原水中绝大多数的氮素将以氮气的形式从反应器中脱除，实现真正意义上的完全的脱氮。本发明的优势在于，整个反应系统由第一 SBR反应器、第二 SBR反应器与ASBR反应器中，利用渗滤液中原有的氨氮以及短程硝化产生的亚硝态氮，应用自养脱氮的厌氧氨氧化技术对垃圾渗滤液进行深度脱氮处理，同时将ASBR反应器的出水70%回流进一步脱氮，不仅节约能源，且无需外加碳源便能脱出大部分总氮，大大减少了污水处理的处理费用和基建费用。系统进水氨氮浓度2000±100 mg/L,出水氨氮和亚硝态氮均低于10mg/L,总氮约60mg/L左右，在不添加外碳源的条件下系统脱氮率达到95%以上。整个系统通过在线D0、pH和ORP值传感器实时控制，精确判断各阶段反应终点，节省反应时间和能源。整个工艺由过程实时控制系统完成，管 理操作方便，运行费用较低，系统耐冲击负荷且不易产生污泥膨胀。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.程硝化联合厌氧氨氧化对垃圾渗滤液深度脱氮处理的控制装置，其特征在于 进水箱(2)通过进水管SBK1 (4)、进水泵SBK1 (3)和进水阀门SBK1 (5)连接第一 SBR反应器(9);第一 SBR反应器(9)通过出水管SBK1 (18)和出水阀门SBK1 (17)连接第一中间水箱(19);第一中间水箱(19)通过进水管SBK2 (34)、进水泵SBK2 (21)和进水阀门SBK2 (22)与第二 SBR反应器(74)连接，同时第一中间水箱(19)还通过进水管_二巾1W7MS(35)、进水泵_二中间* (23)和进水阀门_二巾1W_(24)与第二中间水箱(33)连接；第二 SBR反应器(74)通过出水管SBK2 (32)和出水阀门SBK2 (31)与第二中间水箱(33)连接；第二中间水箱(33)通过进水管aSBK (36)、进水泵娜1； (37)和进水阀门ASBK (38)与ASBR反应器(42)连接;ASBR反应器(42)连接出水管ASBK (43)和出水阀门ASBK (44)，同时ASBR反应器(42)还通过ASBR反应器回流阀门(45 )、ASBR反应器回流管(46 )和ASBR反应器回流泵(47 )与进水水箱(2 )连接； 第一 SBR反应器(9)内部设有搅拌器^ (10)、pH传感器圖(11)、D0传感器_ (12)和ORP传感器■ (13);同时第一 SBR反应器(9)还连接曝气头(6)、空气压缩机SBK1 (7)和气体流量计(8);第二 SBR反应器(74)内部设有搅拌器，2 (28)、pH传感器SBK2 (29)和DO传感器SBK2 (30);同时第二 SBR反应器(74)还连接曝气头(6)、空气压缩机SBK2 (20)和气体流量计(8) ;ASBR反应器(42)内部设有搅拌器八，(41)和pH传感器ASBK (39);pH传感器順(11)、DO传感器■ (12)、ORP传感器_ (13)、？11传感器_ (29)、D0传感器SBK2(30)和pH传感器ASBK (39)经数据线分别与pH测定仪SBK1 (11)、DO测定仪SBK1 (12)、ORP测定仪_ (13)、pH测定仪SBK2 (29)、DO测定仪SBK2 (30)和pH测定仪ASBK (39)连接后与计算机(48 )的数据信号输入接口( 49 )连接，计算机(48 )通过数据信号输出接口与过程控制器(55)连接，过程控制器的进水泵■继电器、进水阀门■继电器、搅拌器_继电器、空气压缩机_继电器、出水阀门_继电器、进水泵SBK2继电器、进水阀门SBK2继电器、搅拌器■继电器、空气压缩机_继电器、进水泵_二 + _]0|继电器、进水阀门_二 + _]0|继电器、出水阀门SBR2继电器、进水泵_继电器、进水阀门ASBK继电器、搅拌器_继电器、出水阀门ASBK继电器、ASBR反应器回流阀门继电器、ASBR反应器回流泵继电器分别与进水泵_ (3)、进水阀门圖(5)、搅拌器SBK1 (10)、空气压缩机SBK1 (7)、出水阀门SBE1 (17)、进水泵SBK2 (21)、进水阀门_ (22)、搅拌器SBK2 (28)、空气压缩机咖2 (20)、进水泵第二中间水箱(23)、进水阀门第二中间水箱(24)、出水阀门SBK2 (31)、进水泵璧(37)、进水阀门_ (38)、搅拌器璧(41)、出水阀门ASBr (44), ASBR反应器回流阀门(45)、ASBR反应器回流泵(47)连接。
2.应用权利要求1所述装置进行程硝化联合厌氧氨氧化对垃圾渗滤液深度脱氮处理的控制方法，其特征在于步骤如下； Al，第一 SBR反应器的进水由实时控制系统中的时间控制器进行计时，系统启动后，进水泵SBK1和进水管阀门SBK1自动开启，将进水箱中的混合液注入第一 SBR反应器中，当SBR反应器的进水量达到SBR反应器容积的50%时，进水泵SBK1和进水管阀门SBK1自动关闭，进水结束； A2，进水结束后，搅拌器SBK1自动开启，第一 SBR反应器在搅拌过程中进入缺氧反硝化过程，缺氧反硝化进程由在线ORP传感器SBK1监控，并通过数据采集卡实时将所获得的数据信息传输到计算机，当第一 SBR反应器中缺氧反硝化完成的条件为ORP的一阶导数由大于-25mv/min突变为小于-30mv/min,且搅拌时间t大于2h,空气压缩机SBRl自动开启；A3，空气压缩机SBRl自动开启后，空气经过曝气管和曝气头扩散到第一 SBR反应器中，进入有机物去除阶段，通过PH传感器SBK1监测水中的pH值，通过pH测定仪SBK1将数据通过数据采集卡输入到计算机当中，数据作为有机物去除的实时控制参数；当第一 SBR反应器中有机物去除完成的条件为PH —阶导数由正变负，且曝气时间t大于3h时，结束有机物去除过程，空气压缩机SBK1和搅拌器SBK1自动关闭； A4，第一 SBR反应器的沉淀时间，通过实时控制系统中的时间控制器进行计时，当达到Ih后开始排水，排水时间通过实时控制系统中的时间控制器进行计时，系统自动开启出水管阀门SBK1，处理后的水经出水管SBK1进入第一中间水箱，当排水量达到第一 SBR反应器容积的50%后，出水管阀门SBK1自动关闭； A5，排水结束后，系统自动进入下一个周期的Al ； BI，第一中间水箱中60%的第一 SBR反应器出水进入第二 SBR反应器，40%进入第二中间水箱；第二 SBR反应器的进水由实时控制系统中的时间控制器进行计时，系统启动后，进水泵SBK2和进水管阀门SBK2自动开启，将第一中间水箱中60%的第一 SBR反应器出水注入第二 SBR反应器中；当第一中间水箱中60%的第一 SBR反应器出水排出后，进水泵SBK2和进水管阀门SBK2自动关闭，进水结束；随后，第一中间水箱40%的第一 SBR反应器出水进入第二中间水箱，其时间由实时控制系统中的时间控制器进行计时，进水泵_二+__和进水管阀门_二巾1%_自动开启，将第一中间水箱中40%的第一 SBR反应器出水注入第二中间水箱中；当第一中间水箱里的第一 S B R反应器出水排完后,进水泵_ 二+_和进水管阀门_ 二+_自动关闭，进水结束； B2，进水结束后，搅拌器SBK2和空气压缩机SBK2自动开启，空气经过曝气管和曝气头扩散到第二 SBR反应器中，第二 SBR反应器在曝气中进入好氧短程硝化过程，好氧短程硝化过程由在线PH传感器SBK2和DO传感器SBK2分别监测水中的pH值及溶解氧浓度D0，通过pH测定仪SBK2和DO测定仪SBK2将数据通过数据采集卡输入到计算机当中，数据作为短程硝化的实时控制参数；当第二 SBR反应器中短程硝化完成的条件为pH—阶导数由正变负，且曝气时间t大于6h，同时DO大于2mg/L时，结束短程硝化过程，空气压缩机SBK2和搅拌器SBK2自动关闭； B3，第二 SBR反应器沉淀通过实时控制系统中的时间控制器进行计时，当达到Ih后排水，时间通过实时控制系统中的时间控制器进行计时，系统自动开启出水管阀门SBK2，处理后的水经出水管，2进入第二中间水箱，当排水量达到第二 SBR反应器容积的30%后出水管阀门SBKE自动关闭； B4，排水结束后，系统自动进入下一个周期的BI ； Cl，ASBR反应器的进水由实时控制系统中的时间控制器进行计时，系统启动后，进水泵八，和进水管阀门ASBK自动开启，将第二中间水箱中的混合液注入第二 SBR反应器中，当 进水量达到ASBR反应器容积的50%后，进水泵ASBK和进水管阀门ASBK自动关闭，进水结束；C2，进水结束后，搅拌器八，自动开启，ASBR反应器在搅拌过程中进入厌氧氨氧化反应，厌氧氨氧化反应进程由在线PH传感器ASBK监控，并通过数据采集卡实时将所获得的数据信息传输到计算机，当所述ASBR反应器中厌氧氨氧化反应完成的条件为pH —阶导数由正变负，且搅拌时间t大于6h时，搅拌器八，自动关闭； C3，ASBR反应器沉淀通过实时控制系统中的时间控制器进行计时，当达到Ih后，将处理后的50%水排出，出水的70%回流至原水箱；先将出水回流通过实时控制系统中的时间控制器进行计时，系统自动开启出水管阀门ASBK，处理后的水经回流管进入进水箱，当出水回流量达到ASBR反应器容积的35%时，出水管阀门ASBK自 动关闭；剩余出水排出通过实时控制系统中的时间控制器进行计时，系统自动开启出水管阀门ASBK，当排出水量达到ASBR反应器的15%时，出水管阀门塑自动关闭；C4，排水结束后，系统自动进入下一个周期的Cl。
全文摘要
短程硝化联合厌氧氨氧化对垃圾渗滤液深度脱氮处理的控制方法及装置，涉及污水生物处理领域，可以解决垃圾渗滤液深度脱氮难的问题。第一SBR反应器中进行反硝化反应和有机物的去除，期间通过实时ORP和pH监测控制。第一SBR反应器60%的出水直接进入第二SBR反应器中进行短程硝化，通过实时DO和pH监测控制。第一SBR反应器40%的出水和第二SBR反应器的出水混合后以连续进水的方式进入ASBR反应器进行厌氧氨氧化反应，期间通过实时pH监测控制，排水后70%的出水回流至进水水箱，剩余出水排出，接着进行下一周期。本发明能够准确控制反硝化搅拌时间，有机物去除和短程硝化曝气时间，具有节省能耗、缩短反应时间、不需要外碳源、TN去除率高等优点。
文档编号G05B19/04GK103011507SQ201210537488
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月12日 优先权日2012年12月12日
发明者王淑莹, 苗蕾, 王凯, 彭永臻, 朱如龙, 李忠明 申请人:北京工业大学