[发明专利]一种深度脱氮除磷装置及过程控制方法

权利要求书

1.一种深度脱氮除磷装置，其中污水水箱(1)与总进水泵(43)相连、总进水泵(43)出水分为三个部分，分别通过第一段进水泵(2)、第二段进水泵(3)和第三段进水泵(4)进入主体生物反应器，污水水箱(1)、总进水泵(43)、第一段进水泵(2)、第二段进水泵(3)、第三段进水泵(4)以及主体生物反应器之间通过进水管相连，主体生物反应器通过出水口(42)进入沉淀池(16)，沉淀池(16)部分污泥经污泥回流泵(20)回流到生物反应器首段，所述主体生物反应器由第一段缺氧反应器(9)、厌氧反应器(10)、第一段好氧反应器(11)、第二段缺氧反应器(12)、第二段好氧反应器(13)、第三段缺氧反应器(14)以及第三段好氧反应器(15)组成，其特征在于：所述主体生物反应器的第一段缺氧反应器(9)、厌氧反应器(10)、第一段好氧反应器(11)、第二段缺氧反应器(12)、第二段好氧反应器(13)、第三段缺氧反应器(14)以及第三段好氧反应器(15)首尾依次相连，各反应器通过隔板分离，并且隔板设有连通管以防止混合液的返混现象；所述第一段缺氧反应器(9)、厌氧反应器(10)、第二段缺氧反应器(12)、第三段缺氧反应器(14)中均分别设置有搅拌器(5、6、7、8)；所述第一段好氧反应器(11)、第二段好氧反应器(13)以及第三段好氧反应器(15)各格室底部分别设有砂头曝气器(29、30、31)；所述第二段缺氧反应器(12)安装有ORP在线传感器(32)，第三段缺氧反应器(14)安装有硝酸盐在线传感器(33)，另外在ORP在线传感器(32)和硝酸盐在线传感器(33)上安装有与计算机(39)相连的过程控制器(38)，ORP在线传感器(32)在线采集的数据传输至ORP信号输入接口(36)，经过程控制器(38)的外碳源投加量信号输出接口(37)将控制信号输出并作用于外碳源投加计量泵(40)；硝酸盐在线传感器(33)在线采集的数据传输至硝酸盐信号输入接口(34)，经过程控制器(38)的外碳源投加量信号输出接口(35)将控制信号输出并作用于外碳源投加计量泵(41)，以控制外碳源投加量。

2.根据权利要求1所述的一种深度脱氮除磷装置，其特征在于：所述过程控制器(38)为PID控制器。

3.根据权利要求1或2所述的一种深度脱氮除磷装置实现深度脱氮除磷过程控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：污水水箱(1)的污水经第一段进水泵(2)、第二段进水泵(3)和第三段进水泵(4)分别进入各段缺氧反应器，在搅拌器(5、7、8)的作用下混匀泥水混合液，异养反硝化菌以硝态氮为电子受体，原水碳源为电子供体进行反硝化脱氮；通过ORP在线传感器(32)和硝酸盐在线传感器(33)控制缺氧区出水硝态氮维持在2mg/L以下；当各段缺氧反应器出水的硝态氮浓度超出该范围时，启动外碳源投加计量泵(40)，当出水硝态氮浓度在该范围时，关闭外碳源投加计量泵(40)；

步骤二：第一段缺氧反应器(9)出水直接流入厌氧反应器(10)，在搅拌器(6)的搅拌作用下完成聚磷菌吸收原水中的剩余可生物降解有机物，以内碳源PHB的形式贮存在聚磷菌体内，同时释放大量的溶解性正磷酸盐；

步骤三：厌氧反应器(10)的出水进入第一段好氧反应器(11)，由空气压缩机(21)提供的压缩空气通过转子流量计(23、24、25)进入砂头曝气器(29、30、31)，以微小气泡的形式向活性污泥混合液高效供氧，使污水和污泥充分接触混合，完成极少剩余有机物的氧化去除和氨氮的硝化，同时聚磷菌以厌氧反应器(10)贮存体内的PHB为电子供体完成好氧吸磷；

步骤四：第一段好氧反应器(11)出水进入第二段缺氧反应器(12)，与部分原水混合，在搅拌器(7)的搅拌作用下异养反硝化菌利用进水有机物进行反硝化反应，同时伴随磷酸盐的吸收；由于第二段缺氧反应器(12)安装了ORP在线传感器(32)，利用ORP和硝态氮浓度的比例关系，通过在线监测ORP数值来间接判断第二段缺氧反应器(12)出水硝态氮浓度，进而控制外碳源的投加量；第二段缺氧反应器(12)出水直接进入第二段好氧反应器(13)，完成有机物的氧化去除和氨氮的硝化过程；

步骤五：第二段好氧反应器(13)混合液和部分原水一起进入第三段缺氧反应器(14)，主要完成反硝化脱氮过程；同时第三段缺氧反应器(14)内通过设置硝酸盐在线传感器(33)，实时监测记录出水硝态氮浓度，以出水硝态氮浓度测定值与其设定值的偏差是否超过0.5mg/L，决定外碳源投加计量泵(41)的启动或关闭，之后泥水混合液流入第三段好氧反应器(15)，进行氨氮氧化反应和彻底的吸磷过程；

步骤六：主体反应器第三段好氧反应器(15)的出水最后进入沉淀池(16)进行泥水分离，上清液通过沉淀池出水口(17)排出，污泥在污泥斗沉淀浓缩，一部分通过污泥回流泵(20)提升至主体反应器第一段缺氧反应器(9)，另一部分通过剩余污泥排放控制阀(18)排出系统。