公布日：2022.04.15
申请日：2022.01.18
分类号：C02F9/14(2006.01)I;C02F101/10(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本发明公开了污水处理生化工艺中自适应智能脱氮除磷的方法，包括以下步骤：将原水通入污水处理生化工艺池中，污水处理生化工艺包括预处理段、厌氧段、缺氧段以及好氧段，使其进入预处理段进行预处理操作，去除污水中大颗粒固体悬浮物；进行预处理之后的污水进入选择器的内部进行后续处理步骤选择，通过选择器对污水进行预调节，本发明能够根据进水水量以及水质自动外加除磷剂，以达到出水总磷稳定达标且节约药耗的目的，同时在缺氧段进口端外加碳源以补充污水自身碳源不足，达到在缺氧段去除好氧段回流的硝化液，从而达到去除污水中总氮稳定达标且节约药耗的目的，同时还提高了污水处理效果，有利于实际的应用与操作。
权利要求书
1.污水处理生化工艺中自适应智能脱氮除磷的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将原水通入污水处理生化工艺池中，污水处理生化工艺包括预处理段、厌氧段、缺氧段以及好氧段，使其进入预处理段进行预处理操作，去除污水中大颗粒固体悬浮物；S2、进行预处理之后的污水进入选择器的内部进行后续处理步骤选择，通过选择器对污水进行预调节，同时对污水进行检测计算，得到污水的CODcr、NH3-N、TN、TP值，并根据计算结果对污水处理的后续步骤进行自适应智能选择判断；S3、根据判断计算结果，选择通入污水量、外回流量以及硝化液回流量；S4、经过厌氧段、缺氧段和好氧段处理之后的污水通过管道进入沉淀池的内部进行沉淀分离处理，好氧段的出水端混合液回流到缺氧段的进水口，同时在缺氧段进口端外加碳源以补充污水自身碳源不足，并在好氧端的出口端外加除磷剂去除生物除磷后剩余的总磷；S5、经过沉淀分离出的部分污泥回流到选择器内部，剩余污泥则排放至外界的污泥处理系统进行后续处理；S6、而经过沉淀分离之后的污水则排放至外界；S7、选择器将经过污泥回流的污泥与经过硝化回流的污水进行混合二次处理。
2.根据权利要求1所述的污水处理生化工艺中自适应智能脱氮除磷的方法，其特征在于，所述预处理段是由格栅、沉砂池依次连接而成，所述格栅的入口作为预处理段引入原水的入口，所述沉砂池的出口作为预处理段处理污水后的出口。
3.根据权利要求1所述的污水处理生化工艺中自适应智能脱氮除磷的方法，其特征在于，所述步骤S2中选择器对污水进行检测计算的具体操作步骤为：S21、取水样20mL于锥形瓶中，并取20mL蒸馏水作为空白对照；S22、向盛有水样的锥形瓶中加入
0.4g的HgSO4，并将其混合均匀；S23、再向其中加入
0.25mol/L的K2Cr2O710mL，同时加入沸石20-35粒，并将其混合均匀，同时连接回流管进行回流操作；S24、从锥形瓶顶部加入30mL的H2SO4-AgSO4溶液进行催化反应，同时将其混合均匀，并回流加热2-3小时；S25、待溶液完全冷却之后，从锥形瓶顶部加入90mL水，使得锥形瓶内部的溶液的总体积不小于140mL；S26、向锥形瓶的内部加入亚铁灵指示剂，然后用
0.1mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定终点由蓝绿色变成红棕色，记录标准溶液消耗量，然后计算CODcr值，CODcr＝【(V0-V1)×c×8×1000】/V，其中c是(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液的浓度，V0是滴定空白时(NH4)2Fe(SO4)标准溶液用量，V1是滴定水样时(NH4)2Fe(SO4)标准溶液的用量，V水样的体积，8为氧摩尔质量；S27、取100mL水样于具塞量筒或比色管中，对其进行絮凝沉淀预处理，加入1mL10％硫酸锌溶液和0.1-0.2mL25％氢氧化钠溶液，调节pH至10.5，混匀，放置使沉淀，用经无氨水充分洗涤过的中速滤纸过滤，弃去初滤液20ml，分取经絮凝沉淀预处理后的水样，并加入50mL比色管中，稀释至标线，加1mL酒石酸钾钠溶液，同时以无氨水代替水样，作全程序空白测定；S28、吸取0、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00和10.0mL铵标准使用液于50mL比色管中，加水至标线，加1mL酒石酸钾钠溶液，混匀，再加1.5mL纳氏试剂，混匀，放置10min后，在波长4250nm处，用光程20mm比色皿，以水作参比，测量吸光度，用测得的吸光度，减去零浓度空白管的吸光度后，得到校正吸光度，绘制以氨氮含量对校正吸光度的校准曲线，然后由水样测得的吸光度减去空白试验的吸光度后，再从校准曲线上查得氨氮含量，即NH3-N值；S29、取水样20mL，并将其加热至60℃，然后加入氢氧化钠中和氢离子，使得水样中的氨氮和亚硝酸盐氮氧化为硝酸盐，同时将水样中的有机氮化合物氧化为硝酸盐，然后用紫外分光光度法分别于波长220nm与275nm处测定其吸光度，按A＝A220-2A275计算硝酸盐氮的吸光度值，计算得到总氮的含量，即TN值；S210、取7支具塞刻度管分别加入0.0，0.50，1.00，3.00，5.00，10.0，15.0mL磷酸盐标准溶液，然后加水至25mL，进行空白实验，然后用做参比，测定吸光度，绘制工作曲线；S211、取25mL水样于具塞刻度管中，取时摇匀，得到溶解部分和悬浮部分的试样，然后向试样中加4mL过硫酸钾，将具塞刻度管的盖塞紧后，用一小块布和线将玻璃塞扎紧后，放在大烧杯中置于高压蒸汽消毒器中加热，待压力达
1.1kg/cm2时，相应温度为120℃时、保持30min后停止加热，待压力表读数降至零后，取出放冷，然后用水稀释至标线，然后再取25mL试样于锥形瓶中，加数粒玻璃珠，加2mL硝酸，并在电热板上加热浓缩至10mL，冷却后加入5mL硝酸，再加热浓缩至10mL，放冷，然后加入3mL高氯酸，加热至高氯酸冒白烟，此时在锥形瓶上加小漏斗或调节电热板温度，使消解液在锥形瓶内壁保持回流状态，直至剩下3-4mL，放冷，接着加水10mL，加1滴酚酞指示剂，滴加氢氧化钠溶液至刚呈微红色，再滴加硫酸溶液使微红刚好退去，充分混匀，并将其移至具塞刻度管中，同时用水稀释至标线，然后分别向各份消解液中加入1mL抗坏血酸溶液混匀，30s后加2mL钼酸盐溶液并充分混匀，然后在室温下放置15min后，使用光程为30mm比色皿，在700nm波长下，以水做参比，测定吸光度，扣除空白试验的吸光度后，从工作曲线上查得磷的含量，即TP值。
4.根据权利要求1所述的污水处理生化工艺中自适应智能脱氮除磷的方法，其特征在于，所述步骤S2中的自适应智能选择判断方法为：当污水的CODcr值大于等于500mg/L时，通入水解酸化池或单独设置厌氧池进出处理后，将其通入污水处理生化工艺池中的厌氧段进行处理，当污水的CODcr值小于等于500mg/L时，将其通入污水处理生化工艺池中的厌氧段进行处理。
5.根据权利要求1所述的污水处理生化工艺中自适应智能脱氮除磷的方法，其特征在于，所述步骤S3中厌氧段对污水的处理具体操作步骤为：通入厌氧段内部的污水在其内部停留1-2小时，同时在厌氧段的内部均匀加入聚磷菌，聚磷菌释放磷完成释磷操作。
6.根据权利要求1所述的污水处理生化工艺中自适应智能脱氮除磷的方法，其特征在于，所述步骤S3中好氧段对污水的处理具体操作步骤为：通入好氧段内部的污水在其内部停留7-10小时，同时在好氧段的内部通过好氧菌的作用分解污水中的有机物，并将氨氮转化成硝酸盐，同时吸附磷酸。
7.根据权利要求1所述的污水处理生化工艺中自适应智能脱氮除磷的方法，其特征在于，所述步骤S5中污泥回流的回流量在50％至150％。
8.根据权利要求1所述的污水处理生化工艺中自适应智能脱氮除磷的方法，其特征在于，所述步骤S6中硝化回流的回流量在100％至400％。
9.根据权利要求1所述的污水处理生化工艺中自适应智能脱氮除磷的方法，其特征在于，所述步骤S7中进行混合二次处理的具体操作步骤为：S71、选择器接收经过硝化回流的污水与通入的污水并在外加碳源作为能源，并在机械搅拌的作用下，完成反硝化脱氮操作，同时再次对其进行检测计算，得到二次污水的TN值，并根据计算结果对污水处理的后续步骤进行自适应智能选择判断；S72、经过选择判断之后的污水再次进入对应的缺氧段，然后再次进行反硝化脱氮处理；S73、经过缺氧和好氧处理之后的污水进入沉淀池的内部进行沉淀分离处理，取其上清液；S74、对经过二次沉淀下来的污泥进行曝气处理，吹脱污泥中包裹的氮气，同时排出富磷污泥，进行智能化学除磷，经过曝气处理后的废水自流进入沉淀池，在进入沉淀池前加入除磷剂进行化学除磷，根据进水水质、水量的数据，通过平台智能计算后加入除磷剂量，然后通过沉淀池进行泥水分离后，剩余污泥通过污泥泵排入污泥池，经过泥水分离后的上清液，通过检测计算，得出出水总磷值，再根据出水总磷值，通过智能控制平台反馈，根据反馈的情况微调除磷剂的加药量。
发明内容：
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供污水处理生化工艺中自适应智能脱氮除磷的方法，解决了背景技术中提到的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种技术方案：
污水处理生化工艺中自适应智能脱氮除磷的方法，包括以下步骤：
S1、将原水通入污水处理生化工艺池中，污水处理生化工艺包括预处理段、厌氧段、缺氧段以及好氧段，使其进入预处理段进行预处理操作，去除污水中大颗粒固体悬浮物；
S2、进行预处理之后的污水进入选择器的内部进行后续处理步骤选择，通过选择器对污水进行预调节，同时对污水进行检测计算，得到污水的CODcr、NH3-N、TN、TP值，并根据计算结果对污水处理的后续步骤进行自适应智能选择判断；
S3、根据判断计算结果，选择通入污水量、外回流量以及硝化液回流量；
S4、经过厌氧段、缺氧段和好氧段处理之后的污水通过管道进入沉淀池的内部进行沉淀分离处理，好氧段的出水端混合液回流到缺氧段的进水口，同时在缺氧段进口端外加碳源以补充污水自身碳源不足，并在好氧端的出口端外加除磷剂去除生物除磷后剩余的总磷；
S5、经过沉淀分离出的部分污泥回流到选择器内部，剩余污泥则排放至外界的污泥处理系统进行后续处理；
S6、而经过沉淀分离之后的污水则排放至外界；
S7、选择器将经过污泥回流的污泥与经过硝化回流的污水进行混合二次处理。
作为优选，所述预处理段是由格栅、筛网、沉砂池以及砂水分离器依次连接而成，所述格栅的入口作为预处理段引入原水的入口，所述沉砂池的出口作为预处理段处理污水后的出口。
作为优选，所述步骤S2中选择器对污水进行检测计算的具体操作步骤为：
S21、取水样20mL于锥形瓶中，并取20mL蒸馏水作为空白对照；
S22、向盛有水样的锥形瓶中加入
0.4g的HgSO4，并将其混合均匀；
S23、再向其中加入
0.25mol/L的K2Cr2O710mL，同时加入沸石20-35粒，并将其混合均匀，同时连接回流管进行回流操作；
S24、从锥形瓶顶部加入30mL的H2SO4-AgSO4溶液进行催化反应，同时将其混合均匀，并回流加热2-3小时；
S25、待溶液完全冷却之后，从锥形瓶顶部加入90mL水，使得锥形瓶内部的溶液的总体积不小于140mL；
S26、向锥形瓶的内部加入亚铁灵指示剂，然后用
0.1mol/L的(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定终点由蓝绿色变成红棕色，记录标准溶液消耗量，然后计算CODcr值，CODcr＝【(V0-V1)×c×8×1000】/V，其中c是(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液的浓度，V0是滴定空白时(NH4)2Fe(SO4)标准溶液用量，V1是滴定水样时(NH4)2Fe(SO4)标准溶液的用量，V水样的体积，8为氧摩尔质量；
S27、取100mL水样于具塞量筒或比色管中，对其进行絮凝沉淀预处理，加入1mL10％硫酸锌溶液和0.1-0.2mL25％氢氧化钠溶液，调节pH至
10.5，混匀，放置使沉淀，用经无氨水充分洗涤过的中速滤纸过滤，弃去初滤液20ml，分取经絮凝沉淀预处理后的水样，并加入50mL比色管中，稀释至标线，加1mL酒石酸钾钠溶液，同时以无氨水代替水样，作全程序空白测定；
S28、吸取0、0.50、1.00、3.00、5.00、7.00和10.0mL铵标准使用液于50mL比色管中，加水至标线，加1mL酒石酸钾钠溶液，混匀，再加1.5mL纳氏试剂，混匀，放置10min后，在波长4250nm处，用光程20mm比色皿，以水作参比，测量吸光度，用测得的吸光度，减去零浓度空白管的吸光度后，得到校正吸光度，绘制以氨氮含量对校正吸光度的校准曲线，然后由水样测得的吸光度减去空白试验的吸光度后，再从校准曲线上查得氨氮含量，即NH3-N值；
S29、取水样20mL，并将其加热至60℃，然后加入氢氧化钠中和氢离子，使得水样中的氨氮和亚硝酸盐氮氧化为硝酸盐，同时将水样中的有机氮化合物氧化为硝酸盐，然后用紫外分光光度法分别于波长220nm与275nm处测定其吸光度，按A＝A220-2A275计算硝酸盐氮的吸光度值，计算得到总氮的含量，即TN值；
S210、取7支具塞刻度管分别加入0.0，0.50，1.00，3.00，5.00，10.0，15.0mL磷酸盐标准溶液，然后加水至25mL，进行空白实验，然后用做参比，测定吸光度，绘制工作曲线；
S211、取25mL水样于具塞刻度管中，取时摇匀，得到溶解部分和悬浮部分的试样，然后向试样中加4mL过硫酸钾，将具塞刻度管的盖塞紧后，用一小块布和线将玻璃塞扎紧后，放在大烧杯中置于高压蒸汽消毒器中加热，待压力达
1.1kg/cm2时，相应温度为120℃时、保持30min后停止加热，待压力表读数降至零后，取出放冷，然后用水稀释至标线，然后再取25mL试样于锥形瓶中，加数粒玻璃珠，加2mL硝酸，并在电热板上加热浓缩至10mL，冷却后加入5mL硝酸，再加热浓缩至10mL，放冷，然后加入3mL高氯酸，加热至高氯酸冒白烟，此时在锥形瓶上加小漏斗或调节电热板温度，使消解液在锥形瓶内壁保持回流状态，直至剩下3-4mL，放冷，接着加水10mL，加1滴酚酞指示剂，滴加氢氧化钠溶液至刚呈微红色，再滴加硫酸溶液使微红刚好退去，充分混匀，并将其移至具塞刻度管中，同时用水稀释至标线，然后分别向各份消解液中加入1mL抗坏血酸溶液混匀，30s后加2mL钼酸盐溶液并充分混匀，然后在室温下放置15min后，使用光程为30mm比色皿，在700nm波长下，以水做参比，测定吸光度，扣除空白试验的吸光度后，从工作曲线上查得磷的含量，即TP值。
作为优选，所述步骤S2中的自适应智能选择判断方法为：当污水的CODcr值大于等于500mg/L时，通入水解酸化池或单独设置厌氧池进出处理后，将其通入污水处理生化工艺池中的厌氧段进行处理，当污水的CODcr值小于等于500mg/L时，将其通入污水处理生化工艺池中的厌氧段进行处理。
作为优选，所述步骤S3中厌氧段对污水的处理具体操作步骤为：通入厌氧段内部的污水在其内部停留1-2小时，同时在厌氧段的内部均匀加入聚磷菌，聚磷菌释放磷完成释磷操作。
作为优选，所述步骤S3中好氧段对污水的处理具体操作步骤为：通入好氧段内部的污水在其内部停留7-10小时，同时在好氧段的内部通过好氧菌的作用分解污水中的有机物，并将氨氮转化成硝酸盐，同时吸附磷酸。
作为优选，所述步骤S5中污泥回流的回流量在50％至150％。
作为优选，所述步骤S6中硝化回流的回流量在100％至400％。
作为优选，所述步骤S7中进行混合二次处理的具体操作步骤为：
S71、选择器接收经过硝化回流的污水与通入的污水并在外加碳源作为能源，并在机械搅拌的作用下，完成反硝化脱氮操作，同时再次对其进行检测计算，得到二次污水的TN值，并根据计算结果对污水处理的后续步骤进行自适应智能选择判断；
S72、经过选择判断之后的污水再次进入对应的缺氧段，然后再次进行反硝化脱氮处理；
S73、经过缺氧和好氧处理之后的污水进入沉淀池的内部进行沉淀分离处理，取其上清液；
S74、对经过二次沉淀下来的污泥进行曝气处理，吹脱污泥中包裹的氮气，同时排出富磷污泥，进行智能化学除磷，经过曝气处理后的废水自流进入沉淀池，在进入沉淀池前加入除磷剂进行化学除磷，根据进水水质、水量的数据，通过平台智能计算后加入除磷剂量，然后通过沉淀池进行泥水分离后，剩余污泥通过污泥泵排入污泥池，经过泥水分离后的上清液，通过检测计算，得出出水总磷值，再根据出水总磷值，通过智能控制平台反馈，根据反馈的情况微调除磷剂的加药量。
本发明的有益效果是：本发明能够根据进水水量以及水质自动外加除磷剂，以达到出水总磷稳定达标且节约药耗的目的，同时在缺氧段进口端外加碳源以补充污水自身碳源不足，达到在缺氧段去除好氧段回流的硝化液，从而达到去除污水中总氮稳定达标且节约药耗的目的，同时还提高了污水处理效果，有利于实际的应用与操作。
（发明人：代长银;颜加盛）