申请日2014.09.26
公开(公告)日2014.12.17
IPC分类号G05D11/13; C02F9/14
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。
权利要求书
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)。
说明书
一种污水处理外加碳源串级控制装置
技术领域
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
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(COD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AA/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(N2)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(N2)，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
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行。
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。
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。
所述副PI控制器连接缺氧池硝酸盐测量仪。
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。
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。
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。
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。
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。