申请日2017.06.29
公开(公告)日2017.10.24
IPC分类号C02F3/30
摘要
本发明公开了一种基于液相N2O浓度监控的污水生物脱氮工艺，该方法通过在线监测氨氧化过程中液相N2O的浓度曲线和反硝化过程中液相N2O的浓度曲线，依据曲线特征判断亚硝化反应完成的时间和反硝化反应完成的时间。本发明提出了采用N2O作为亚硝化控制参数和反硝化控制参数从而实现高效脱氮的一种污水处理新技术，比传统的A/O/A‑SBR及A/O/A‑SBBR工艺相比，该技术以更清晰和间接的方式实时观测亚硝化反应的进程和反硝化反应的进程，从而实现污水高效脱氮。
权利要求书
1.一种基于液相N2O浓度监控的污水生物脱氮方法，其特征在于，采用液相N2O浓度在线检测仪间接监控A/O/A-SBR工艺或A/O/A-SBBR工艺的亚硝化反应进程及缺氧内源PHA反硝化进程，优化污水脱氮效率，达到最大的氨氮和总氮去除率。
2.根据权利要求1所述的基于液相N2O浓度监控的污水生物脱氮方法，其特征在于，通过在线监测微曝气低氧氨氧化过程及后缺氧反硝化过程中液相N2O的浓度变化曲线，依据曲线特征判断亚硝化反应及反硝化反应完成的时间。
3.根据权利要求2所述的基于液相N2O浓度监控的污水生物脱氮方法，其特征在于，在微量曝气的好氧段，当N2O的浓度经历先上升后下降直至下降到接近开始上升时的最低点时，以此点作为亚硝化完成的判断点，从而实现对亚硝化过程的精准控制;在停止曝气后的缺氧段，液相N2O浓度又经历先升高后下降直至降低到接近开始上升时的最低点值，以此时间点作为缺氧反硝化完成的判断点;构成了由单一SBR或SBBR反应器在A/O/A运行模式下出水中氨氮和总氮达到低浓度的污水生物脱氮技术。
说明书
一种基于液相N2O浓度监控的污水生物脱氮工艺
技术领域
本发明属于环境工程技术领域，涉及污水处理，尤其是一种采用液相N2O浓度在线检测仪监测N2O变化来判断A/O/A-SBR和A/O/A-SBBR工艺亚硝化进程和反硝化进程的污水生物脱氮工艺。
背景技术
传统的污水处理厂的运行管理是按照工程设计单位设计的处理工艺、运行模式(连续流或间歇流)和反应时间(HRT和SRT)下运行的。尽管设计成果是根据设计处理水量、设计污泥负荷或容积负荷的精确计算得来的，在理想的情况下污水厂的实际出水水质应该是能够达到设计的目标出水水质(如污水处理厂污染物排放标准中的一级A标准)。
但是，不管是城市污水还是工业废水，污水水质水量的随时变化是其固有的特征之一，城市污水的水温及处理单元的环境温度也存在随季节变化的特征，因此，现有的污水处理厂的运行管理及运行工况调整在一定程度上具有盲目性和滞后性，即运行管理人员只能通过设计的出水指标值、或前一时段的运行监测结果来判断当下的处理效果，即使安装有进出水在线监测的城市污水处理厂，当发现出水水质超标时再对污水厂运行工况的调整也是滞后的，甚至是不可调整的，如连续流工艺。因此，对污水处理单元、特别是生化处理单元实施实时监控，以SBR生物脱氮为例，在氨氮被完全氧化后停滞曝气，在氧化态氮被完全还原后停止搅拌，则可以实现生物脱氮效率的最优化。这种实时调整曝气时间和缺氧反硝化搅拌时间(通过自动控制实现)的SBR工艺则可以实现脱氮效率的最优化和反应器容积利用的最大化，从而自适应水质水量及温度变化，而改善出水水质和降低运行费用。
目前，关于亚硝化过程中N2O的产生的研究报道很多，但都未提及N2O可作为控制参数来实现对A/O/A-SBR或A/O/A-SBBR工艺亚硝化进程和反硝化进程的实时控制这一技术。
污水处理工程的一个显著发展趋势是工艺运行由经验判断走向定量分析，将在线传感器与PLC(可编程逻辑控制器)应用于各种污水处理过程中，来实时调整工艺参数和优化运行方案。目前普遍采用的控制参数有pH、DO和ORP。若采用液相N2O浓度作为实时控制参数，并与适宜的脱氮工艺(如A/O/A-SBR)相结合以监控亚硝化和反硝化进程，则可以实现脱氮效率的最优和出水水质的最佳。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种基于液相N2O浓度监控的污水生物脱氮方法，其利用液相N2O浓度变化特征监控A/O/A-SBR及A/O/A-SBBR亚硝化进程和反硝化进程，达到优化污水脱氮效率的目的。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
这种基于液相N2O浓度监控的污水生物脱氮方法为：采用液相N2O浓度在线检测仪间接监控A/O/A-SBR工艺或A/O/A-SBBR工艺的亚硝化反应进程及缺氧内源PHA反硝化进程，优化污水脱氮效率，达到最大的氨氮和总氮去除率。
进一步，通过在线监测微曝气低氧氨氧化过程及后缺氧反硝化过程中液相N2O的浓度变化曲线，依据曲线特征判断亚硝化反应及反硝化反应完成的时间。
进一步，在微量曝气的好氧段，当N2O的浓度经历先上升后下降直至下降到接近开始上升时的最低点时，以此点作为亚硝化完成的判断点，从而实现对亚硝化过程的精准控制;在停止曝气后的缺氧段，液相N2O浓度又经历先升高后下降直至降低到接近开始上升时的最低点值，以此时间点作为缺氧反硝化完成的判断点;构成了由单一SBR或SBBR反应器在A/O/A运行模式下出水中氨氮和总氮达到低浓度的污水生物脱氮工艺。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提出的利用液相N2O浓度变化特征监控A/O/A-SBR及A/O/A-SBBR亚硝化进程和反硝化进程，达到优化污水脱氮效率的污水处理技术完全不同于现有技术，为实际工程应用提供了一种新的处理技术。
(2)本发明与传统控制参数相比，N2O作为控制亚硝化完成和反硝化完成的参数的优势为：在线监测的N2O曲线能间接反映氨氧化进程和反硝化进程，且可根据曲线特征预测氨氧化完成和反硝化完成所需时间。
(3)本发明拓宽了N2O在线监测系统在污水处理工程的适用范围，其即可监测温室气体的排放，也可辅助工艺运行参数优化。
