申请日2012.12.12
公开(公告)日2013.04.10
IPC分类号C02F3/02; G05D9/12
摘要
本发明公开了一种脱氮除磷污水处理曝气池出水可调堰装置及控制方法，设有曝气池，该曝气的鼓风机设有可控电动阀门，出水口设有可调堰板，并设有控制装置：堰板传动装置、在线流量计和在线液位计、PLC控制器;控制方法：1)启动可调堰控制装置，在PLC控制器中设定控制初始值;2)计算所需的曝气池液位;3)从液位计将实际液位值L1反馈给PLC控制器;4)进行液位调节、电动阀门调节、鼓风机背压调节;5)重复2～4的步骤;本发明适用于曝气池的出水控制，达到更好的污水处理效果，并且降低曝气能耗。
权利要求书
1.一种脱氮除磷污水处理曝气池出水可调堰装置，设有曝气池(4)，该曝气池的进水口(1)与脱氮除磷污水处理工艺的污水处理装置中曝气池前端的处理装置出水口连通，该曝气池的出水口与脱氮除磷污水处理工艺的污水处理装置中曝气池后端的处理装置进水口连通，曝气池底部设有曝气头(8)，该曝气头与鼓风机(10))连通，其特征是：在曝气头与鼓风机之间的管道上设有可控电动阀门(9)，在曝气池出水口设有可调堰板(8)，并设有控制装置，该控制装置包括：堰板驱动装置(7)、在线流量计(3)和在线液位计(2)、PLC控制器(5);所述在线流量计设在曝气池的进水管上，在线液位计设在曝气池内，堰板驱动装置与可调堰板驱动连接;所述PLC控制器与所述在线流量计、在线液位计进行信号连接，与所述堰板驱动装置进行控制堰板升降的控制连接，并与所述可控电动阀门控制连接。
2.根据权利要求1所述的脱氮除磷污水处理曝气池出水可调堰装置的控制方法，其特征在于包括以下步骤：
1)启动可调堰控制装置，在PLC控制器中设定曝气池的控制液位高度的阈值范围a，设定比较间隔时间T，设定曝气池的水力停留时间HRT，设定鼓风机背压PSET，曝气池的底面积S，设定可调堰板单次动作幅度N;该工艺设定液位高度的阈值范围a为0.01～0.05m，比较间隔时间T1为1～60分钟，可调堰板单次动作幅度N范围为1～50mm，曝气池的水力停留时间HRT范围为4～15小时;鼓风机背压PSET范围为0.04～0.10MPa;阀门单次调节幅度F1范围为1-4%;鼓风机背压单次调节F2范围为0.0001～0.005MPa。
2)利用在线流量计，每5分钟采集一次流量信号Qi，单位：m3/min，根据公式(1)计算所需的曝气池液位Lcal：;
公式(1)
3)从液位计将实际液位值Li反馈给PLC控制器，在PLC控制器内，实际液位值Li与计算出的所需液位值Lcal的阈值范围，每隔T进行一次比较;
4)当该实际液位值L1在计算范围之内，即在Lcal-a≤Li
5)重复2～4的步骤。
说明书
脱氮除磷污水处理曝气池出水可调堰装置及控制方法
技术领域
本发明属于一种污水处理技术，具体是一种污水处理厂各曝气池液位控制的装置与控制方法，用于根据进水流量变化调整曝气池液位，调整反应时间，提高污水处理效果的稳定性，同时降低鼓风机背压，实现鼓风机节能。背景技术
污水 处理厂一般根据进水日平均值设计曝气池的反应时间，进而确定曝气池的容积和液位，以及设定鼓风机背压。由于进水水量在一天中的变化较大，当进水量较低时，曝气池容积过大，反应时间过长，造成细胞内碳源过度氧化，从而使反硝化碳源不足，影响生物脱氮，继而影响生物除磷，出水总氮和总磷升高。当进水量较高时，曝气池容积不足，反应时间不够，造成硝化效果受限，出水氨氮升高，出水总氮也会随之升高。因此，反应时间不足与过剩都会影响脱氮除磷工艺中微生物的活性，使出水水质变差。在风量为定值情况下，鼓风机排气压力越高，能耗越大，而鼓风机排气压力的高低并不取决于风机本身，而是气体由鼓风机排出后的管路压损和曝气池液位的情况，即所谓“背压”决定的。鼓风机铭牌上标出的出口压力是风机的额定出口压力。实际上，鼓风机可以在低于额定出口压力的任意压力下工作，而且只要强度和排气温度允许，也可以超过额定出口压力工作。鼓风机背压过高造成供氧曝气系统需要克服高水位带来的额外背压，提高了风机的能耗。因此，根据进水水量变化对处理单元出水堰的调整可以对曝气池的液位进行调整，进而实现根据进水量的变化调整曝气池容积和鼓风机背压，保持较好的脱氮除磷效果，减少鼓风机的能耗。因此，根据进水流量变化调控曝气池出水可调堰液位的方法对污水处理厂提高脱氮除磷处理效果与降低曝气能耗具有实际意义。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题，提出了一种脱氮除磷污水处理曝气池出水可调堰装置及控制方法，根据进水流量变化调整曝气池液位，调整反应时间，以达到更好的污水处理效果，并且降低曝气能耗。
本发明的目的是通过以下的技术方案来实现的：
脱氮除磷污水处理曝气池出水可调堰装置，设有曝气池(4)，该曝气池的进水口(1)与脱氮除磷污水处理工艺的污水处理装置中曝气池前端的处理装置出水口 连通，该曝气池的出水口与脱氮除磷污水处理工艺的污水处理装置中曝气池后端的处理装置进水口连通，曝气池底部设有曝气头(8)，该曝气头与鼓风机(10))连通，其特征是：在曝气头与鼓风机之间的管道上设有可控电动阀门(9)，在曝气池出水口设有可调堰板(8)，并设有控制装置，该控制装置包括：堰板驱动装置(7)、在线流量计(3)和在线液位计(2)、PLC控制器(5);所述在线流量计设在曝气池的进水管上，在线液位计设在曝气池内，堰板驱动装置与可调堰板驱动连接;所述PLC控制器与所述在线流量计、在线液位计进行信号连接，与所述堰板驱动装置进行控制堰板升降的控制连接，并与所述可控电动阀门控制连接。
2、根据权利要求1所述的脱氮除磷污水处理曝气池出水可调堰装置的控制方法，其特征在于包括以下步骤：
1)启动可调堰控制装置，在PLC控制器中设定曝气池的控制液位高度的阈值范围a，设定比较间隔时间T，设定曝气池的水力停留时间HRT，设定鼓风机背压PSET，曝气池的底面积S，设定可调堰板单次动作幅度N;该工艺设定液位高度的阈值范围a为0.01～0.05m，比较间隔时间T1为1～60分钟，可调堰板单次动作幅度N范围为1～50mm，曝气池的水力停留时间HRT范围为4～15小时;鼓风机背压PSET范围为0.04～0.10MPa;阀门单次调节幅度F1范围为1-4%;鼓风机背压单次调节F2范围为0.0001～0.005MPa。
2)利用在线流量计，每5分钟采集一次流量信号Q1，单位：m3/min，根据公式(1)计算所需的曝气池液位Lcal：;
公式(1)
3)从液位计将实际液位值Li反馈给PLC控制器，在PLC控制器内，实际液位值Li与计算出的所需液位值Lcal的阈值范围，每隔T进行一次比较;
4)当该实际液位值Li在计算范围之内，即在Lcal-a≤Li
5)重复2～4的步骤;
该装置的主要原理是：曝气池的水力停留时间HRT决定了脱氮除磷的效果， 但由于生活习惯、季节、经济活动和城市发展水平等诸多因素造成污水厂进水水量的波动很大，通过根据进水量的变化调整曝气池液位，从而实现根据进水量的变化调整曝气池容积和水力停留时间HRT的目的，保证稳定的脱氮除磷效果和降低鼓风曝气能耗。
本发明的装置及控制方法具有以下优点：操作简单，投资运行费用少，环境影响小，能够使曝气池液位在设计值的-20%～+10%范围内变化，即：使水力停留时间在设计值的-20%～+10%范围内变化，提高脱氮除磷处理效果10%，降低鼓风机平均背压5%，降低鼓风机能耗5%，解决了进水水量变化与曝气池容积不能变化的矛盾，减少污水厂电耗，提高了处理效果。
