申请日2011.12.23
公开(公告)日2012.07.11
IPC分类号C02F3/30
摘要
本发明提供一种对中期垃圾渗滤液进行深度脱氮处理的系统及方法，其系统中的DO传感器以及ORP传感器分别与DO测定仪以及ORP测定仪相连接，DO测定仪、ORP测定仪和曝气机构均与变频器相连接，ORP测定仪、DO测定仪和变频器通过计算机与过程控制器相连接，过程控制器分别与搅拌机构、进水机构、出水机构和曝气机构相连接。应用上述系统的处理方法步骤依次为：向SBR反应器中注入废水并启动系统，启动曝气机构与搅拌机构进行硝化，启动搅拌机构进行反硝化，沉淀，排水，闲置，计算机对循环次数的设定值进行判断。本发明可以解决中期垃圾渗滤液的处理问题，提高原水中的有机碳源在处理过程中的利用率，并在较低的处理成本下达到深度脱氮。
权利要求书
1.一种对中期垃圾渗滤液进行深度脱氮处理的系统，包括SBR反 应器、搅拌机构、进水机构、出水机构、曝气机构、DO传感器以及ORP 传感器，其特征在于，还包括DO测定仪、ORP测定仪、变频器与过程 控制器，所述DO传感器以及所述ORP传感器分别与所述DO测定仪以 及所述ORP测定仪相连接，所述DO测定仪、所述ORP测定仪和所述 曝气机构均与所述变频器相连接，所述ORP测定仪、所述DO测定仪和 所述变频器通过计算机与所述过程控制器相连接，所述过程控制器分别 与所述搅拌机构、所述进水机构、所述出水机构和所述曝气机构相连接。
2.根据权利要求1所述的对中期垃圾渗滤液进行深度脱氮处理的系 统，其特征在于，在所述过程控制器中设有进水继电器、出水继电器、 曝气继电器与搅拌机继电器，所述进水继电器与所述进水机构相连接， 所述出水继电器与所述进水机构相连接，所述曝气继电器与所述曝气机 构相连接，所述搅拌机继电器与所述搅拌机构相连接。
3.根据权利要求2所述的对中期垃圾渗滤液进行深度脱氮处理的系 统，其特征在于，所述ORP测定仪、所述DO测定仪和所述变频器与所 述计算机的信号输入接口相连接，所述计算机的数据出口接口分别与所 述显示器和所述过程控制器相连接。
4.根据权利要求3所述的对中期垃圾渗滤液进行深度脱氮处理的系 统，其特征在于，所述变频器与所述曝气机构相连接。
5.根据权利要求4所述的对中期垃圾渗滤液进行深度脱氮处理的系 统，其特征在于，所述DO传感器和所述ORP传感器均设置在所述SBR 反应器的内部。
6.一种应用权利要求1所述系统，实现对中期垃圾渗滤液进行深度 脱氮处理的方法，包括以下步骤：
(1)启动进水泵进水，通过过程控制器对计时器进行设定，在系统 启动后将废水注入SBR反应器;
(2)启动曝气机构与搅拌机构进行硝化，将鼓风机的频率作为硝化 过程的实时控制参数并经过程控制器处理;
(3)硝化结束后，停止曝气;
(4)启动搅拌机构进行反硝化，关闭鼓风机及进气阀后开始搅拌， 并采集ORP信号;
(5)关闭搅拌机构，开始沉淀，当达到预先设定的沉淀时间后，进 入下一道工序;
(6)启动出水阀门排水，排水结束后，进入下一道工序;
(7)关闭出水阀门，开始闲置，当达到预先设定的闲置时间后，系 统读取预先设定的整个反应的循环次数设定值;
(8)计算机对循环次数的设定值进行判断，若达到预先设定的整个 反应的循环次数的设定值，则控制装置自动使系统停止运行，反之，则 从步骤(1)开始重新循环开始处理。
7.根据权利要求6所述的对中期垃圾渗滤液进行深度脱氮处理的方 法，其特征在于，在步骤(2)中，采用曝气和搅拌循环交替的方式对 SBR反应器进行硝化处理，启动曝气机构时，通过过程控制器对曝气与 搅拌的循环交替间隔进行设定，利用DO传感器采集DO数值作为控制 参数，根据DO数值的大小来判断是否需要通过过程控制器和变频器调 节鼓风机的叶轮转速频率。
8.根据权利要求7所述的对中期垃圾渗滤液进行深度脱氮处理的方 法，其特征在于，当DO数值小于0.5mg/L时，则增大鼓风机的叶轮转 速频率，加大风量;当DO数值大于0.5mg/L时，则减小鼓风机的叶轮 转速频率，减小风量。
9.根据权利要求6所述的对中期垃圾渗滤液进行深度脱氮处理的方 法，其特征在于，在步骤(3)中，将鼓风机的频率信号输入过程控制器， 经滤波处理，求导计算，得到过程实时控制变量，当鼓风机的频率出现 下降速度加快的变化点时，则表明硝化结束。
10.根据权利要求6所述的对中期垃圾渗滤液进行深度脱氮处理的 方法，其特征在于，在步骤(4)中，以ORP信号作为SBR法反硝化过 程的实时控制参数，当ORP信号值出现下降速度加快的变化点时，则表 明反硝化结束。
说明书
对中期垃圾渗滤液进行深度脱氮处理的系统及方法
技术领域
本发明涉及污水生物处理技术领域，尤其是一种对中期垃圾渗滤液 进行深度脱氮处理的系统及方法。
背景技术
城市生活垃圾渗滤液一旦进入自然水体，会对我国的水环境造成严 重的不可修复的破坏，如何经济高效的处理城市生活垃圾渗滤液已经成 为关系我国水环境安全的重要课题。尤其是垃圾渗滤液的脱氮问题，一 直是国内外研究的终点和难点。生物脱氮技术由于其可循环利用，处理 费用低，为真正意义的脱除而非污染“转嫁”，目前被广泛应用于垃圾渗 滤液的脱氮。在生物脱氮的硝化过程中，用于鼓风机曝气的电能消耗占 总能耗的60%以上，而目前大多数渗滤液生物处理技术中的曝气阶段采 用不可调节的罗茨鼓风机或者离心式鼓风机，在曝气硝化的过程中全程 满功率运行，能源利用率低，从而导致处理成本的增加，鼓风机使用寿 命缩短，设备维护和维修费用居高不下。
传统的污水生物处理工艺在硝化结束后，系统中的有机碳消耗殆尽。 为了实现反硝化达到真正意义上的脱氮，必须向系统中投加外碳源以完 成反硝化，否则总氮无法达到国家最新颁布的《垃圾渗滤液排放标准》。 这种操作模式不仅浪费了原水中丰富的有机碳源，还造成了处理成本的 增加。
发明内容
针对上述技术的不足之处，本发明提供一种可以解决中期垃圾渗滤 液的处理问题，提高原水中的有机碳源在处理过程中的利用率，并在较 低的处理成本下达到深度脱氮的对中期垃圾渗滤液进行深度脱氮处理的 系统及方法。
为实现上述目的，本发明提供一种对中期垃圾渗滤液进行深度脱氮 处理的系统，包括SBR反应器、搅拌机构、进水机构、出水机构、曝气 机构、DO传感器以及ORP传感器，还包括DO测定仪、ORP测定仪、 变频器与过程控制器，所述DO传感器以及所述ORP传感器分别与所述 DO测定仪以及所述ORP测定仪相连接，所述DO测定仪、所述ORP测 定仪和所述曝气机构均与所述变频器相连接，所述ORP测定仪、所述 DO测定仪和所述变频器通过计算机与所述过程控制器相连接，所述过 程控制器分别与所述搅拌机构、所述进水机构、所述出水机构和所述曝 气机构相连接。
在所述过程控制器中设有进水继电器、出水继电器、曝气继电器与 搅拌机继电器，所述进水继电器与所述进水机构相连接，所述出水继电 器与所述进水机构相连接，所述曝气继电器与所述曝气机构相连接，所 述搅拌机继电器与所述搅拌机构相连接。
所述ORP测定仪、所述DO测定仪和所述变频器与所述计算机的信 号输入接口相连接，所述计算机的数据出口接口分别与所述显示器和所 述过程控制器相连接。
所述变频器与所述曝气机构相连接。
所述DO传感器和所述ORP传感器均设置在所述SBR反应器的内 部。
本发明同时还提供一种对中期垃圾渗滤液进行深度脱氮处理的方 法，包括以下步骤：
(1)启动进水泵进水，通过过程控制器对计时器进行设定，在系统 启动后将废水注入SBR反应器;
(2)启动曝气机构与搅拌机构进行硝化，将鼓风机的频率作为硝化 过程的实时控制参数并经过程控制器处理;
(3)硝化结束后，停止曝气;
(4)启动搅拌机构进行反硝化，关闭鼓风机及进气阀后开始搅拌， 并采集ORP信号;
(5)关闭搅拌机构，开始沉淀，当达到预先设定的沉淀时间后，进 入下一道工序;
(6)启动出水阀门排水，排水结束后，进入下一道工序;
(7)关闭出水阀门，开始闲置，当达到预先设定的闲置时间后，系 统读取预先设定的整个反应的循环次数设定值;
(8)计算机对循环次数的设定值进行判断，若达到预先设定的整个 反应的循环次数的设定值，则控制装置自动使系统停止运行，反之，则 从步骤(1)开始重新循环开始处理。
在步骤(2)中，采用曝气和搅拌循环交替的方式对SBR反应器进 行硝化处理，启动曝气机构时，通过过程控制器对曝气与搅拌的循环交 替间隔进行设定，利用DO传感器采集DO数值作为控制参数，根据DO 数值的大小来判断是否需要通过过程控制器和变频器调节鼓风机的叶轮 转速频率。
当DO数值小于0.5mg/L时，则增大鼓风机的叶轮转速频率，加大 风量;当DO数值大于0.5mg/L时，则减小鼓风机的叶轮转速频率，减 小风量。
在步骤(3)中，将鼓风机的频率信号输入过程控制器，经滤波处理， 求导计算，得到过程实时控制变量，当鼓风机的频率出现下降速度加快 的变化点时，则表明硝化结束。
在步骤(4)中，以ORP信号作为SBR法反硝化过程的实时控制参 数，当ORP信号值出现下降速度加快的变化点时，则表明反硝化结束。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明提供的处理系统采用单一SBR反应器，突破传统的控制方法， 进水后曝气和搅拌交替运行直至硝化结束，最后缺氧搅拌，不投加任何 有机碳源，利用污泥内碳源进行反硝化，最后反应结束排水，其出水总 氮低于40mg/L，其去除率达到95%以上，达到国家新颁布的垃圾渗滤液 关于总氮的排放标准。在此过程中，通过采用频率f为过程控制参数， 在维持系统低溶解氧的同时实时控制硝化过程的反应时间，及时停止曝 气。在曝气结束后的缺氧搅拌阶段，不添加任何碳源，并且通过对ORP 数值的实时检测，准确的判断反硝化的终点，停止搅拌，节省能耗。其 SBR反应器的结构简单，反应推动力大，耐冲击负荷，污泥沉降性好， 操作灵活多变，可间歇操作等特点，特别适用于处理垃圾渗滤液等水量 不大但水质特殊的工业废水。与其他工艺相比，不仅出水水质好，而处 理费用低，具有良好的经济效益。
应用上述处理系统的方法不仅可以有效减少过曝气和过搅拌的时 间，还可以对自适应不同水质水量的变化，实现智能化的控制，在保证 水质的前提下，最大程度的节省能源。
本发明可广泛应用于含有高有机物高氨氮且碳氮比适宜的工业废水 的处理，特别适用于已使用SBR工艺的污水处理厂或者准备采用SBR 工艺的污水处理厂。