[发明专利]一种污泥硝化活性智能分析系统及分析方法

说明书

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，尤其涉及一种污泥硝化活性智能分析系统及分析方法。 

背景技术

水体富营养化问题日益突出，氮磷排放标准日益严格。我国于2002年颁布的《城镇污水处理厂污染物排放标准》中增加了对总氮和总磷的排放浓度限制。目前我国污水处理行业发展水平仍落后于发达国家。我国污水处理行业目前所面临的主要问题是污水处理设施能源效率不高，污水处理达标率偏低等。统计数据显示，截至2009年，中国已建成的污水处理厂约有1993座。另外，我国提出在“十一五”期间单位GDP能耗降低20％左右的约束性指标，国家在“十二五”规划中，进一步提出了深化节能减排、单位GDP能耗降低16％的目标，节能降耗是当前我国急需解决的问题。为保证污水处理厂高效运行，减少能源资源消耗，改善周边地区环境质量，充分发挥污水处理系统的经济效益、环境效益和社会效益，促进经济建设的可持续发展，我国新建污水处理厂都需要在稳定达标的前提下实现节能降耗，大多数已建城市污水处理厂都有必要进行改造。 

污水处理厂总氮去除率有待进一步提高，并且污水处理厂鼓风机能耗占全厂能耗30％-60％。总氮去除率的提高和鼓风机能耗的降低都与曝气量有关，设定合理的供气范围很重要。而污泥硝化活性即氨氮硝化速率是计算和控制供气量设定值的关键参数。本发明污泥硝化活性智能分析系统可以实时的自动测定生物池中的氨氮硝化速率，能够及时反应硝化速率变化，帮助调整供气量参数，并保证氨氮完全去除。 

发明内容

本发明由一套全自动反应装置和一套数据分析软件组成，全自动反应装置模拟实现生物池中活性污泥对氨氮的完整硝化过程，并监测采集氨氮、溶解氧数据。数据分析软件负责将所采集的数据进行分析处理，计算出污泥硝化活性(氨氮硝化速率)数值。 

本发明目的是针对污水处理厂生物池中污泥微生物活性分析和氨氮硝化速率测定提供一种污泥硝化活性智能分析系统及分析方法，该方法能够满足对氨氮硝化速率进行实时监测。 

本发明采用连续一段时间内监测氨氮值变化的方式计算污泥硝化活性(氨氮硝化速率)数值，数据分析软件以最小二乘法和模拟逼近法为基础进行分析计算，该系统适用于测定城市污水处理厂生物池中活性污泥的硝化活性，及活性污泥工艺的氨氮硝化速率。 

具体而言，本发明在于提出一种污泥硝化活性智能分析系统，该分析系统包括柜体，安装在柜前门上的控制面板，安装在柜体后内壁上的PLC控制器，安放在柜体内的反应装置，其中，反应装置底部分别连接有排水管、排水电磁阀、曝气管、曝气头、曝气电磁阀，上部依次连接有进水管、进水电磁阀、进水泵，加药管、加药泵，曝气管一端与曝气头相连，另一端连有电磁阀及曝气泵；反应装置中，安装有氨氮测量仪、溶解氧测量仪及液位传感器，所有的电磁阀、进水泵、在线氨氮测量仪、溶 解氧测量仪和液位传感器与PLC控制器相连接，PLC控制器与控制面板相连接，在线氨氮测量仪、溶解氧测量仪与自动清洗装置相连。 

进一步地，本发明提供的曝气泵为变频泵。 

进一步地，本发明在于提供一种所述的分析系统进行分析的方法，包括如下步骤： 

1)从控制面板上人工设定测定数据频率、初始氨氮值、结束氨氮值、溶解氧范围及循环次数参数，然后将测定命令通过信号线传送给PLC控制器，PLC控制器再将指令传送给响应部件； 

2)系统开始工作时，首先排水电磁阀打开，将反应装置内残留的液体样品经排水管排出，由液位传感器测定达到低液位后排水电磁阀关闭，进水电磁阀和进水泵打开，由进水管进水，当到达高液位后进水电磁阀和进水泵关闭，进水完毕准备开始进行硝化反应； 

3)硝化反应初始，首先由氨氮测量仪测定样品中氨氮值是否达到设定值，若未达到则打开加药泵进行加药，氨氮值达到设定值后，开启曝气电磁阀及曝气泵进行曝气，由溶解氧测量仪指示达到设定溶解氧值后正式开始硝化速率测定，按设定频率采集并记录氨氮值，硝化速率测定过程中通过溶解氧测量仪的反馈值不定时开停曝气电磁阀及曝气泵，将溶解氧控制在设定范围内，当氨氮测量仪测定的氨氮数值达到或低于结束值时，硝化反应结束，硝化速率测试过程结束； 

4)反应结束后，排水电磁阀打开并将样品排出，与此同时，硝化速率测定过程中所记录的氨氮数据经分析软件计算给出硝化速率报告； 

5)根据初始设定的循环次数重复进行测定或停止等待指令。 

进一步地，本发明在于提供一种，其中的硝化速率分析方法为： 

采用一元线性拟合方程及回归分析法得出硝化速率，采用如下公式：