[发明专利]一种单级连续流PN-AMX颗粒污泥反应器曝气优化控制方法

说明书

本发明提供了一种单级连续流PN‑AMX颗粒污泥反应器曝气优化控制方法。一种单级连续流PN‑AMX颗粒污泥反应器曝气优化控制方法，通过测定进水流量、进水氨氮浓度，确定进水氨氮负荷，再确定获得最大氨氮去除率的混合液氨氮浓度，最终由PI控制器设定优化的溶解氧浓度并调节曝气装置。这种方法确保在进水水质水量、颗粒污泥尺寸动态变化的情况下，仍然可以获得优化的曝气控制，确保颗粒污泥内部好氧‑厌氧环境的平衡，使得颗粒内部的硝化菌AOB和厌氧氨氧化AMX都能保持较高的活性，获得最优的氨氮去除率。

技术领域

本发明涉及污水处理领域，尤其是涉及一种单级连续流PN-AMX颗粒污泥反应器曝气优化控制方法。

背景技术

PN-AMX(部分硝化-厌氧氨氧化)反应器已用于高氨浓度废水的处理。到2014年，全球大约有100座生产运行PN/AMX反应器。PN-AMX工艺可以在两阶段工艺中实施，例如SHARON-ANAMMOX，其中SHARON反应器中获得的NH4+:NO2-＝1:1的流出物是ANAMMOX工艺所需要的。为了降低投资成本，PN-AMX工艺可以组合成使用顺序间歇反应器(SBR)或连续流反应器的单级系统。连续流反应器能更有效地使用曝气设备,在实际实施中成为首选。由于反应器中氨氧化细菌(AOB)和AMX细菌所需的微环境不同，因此在单级连续流反应器通常需要采用颗粒污泥。颗粒污泥的尺寸较大,可以在颗粒外部和内部形成不同的微环境,颗粒污泥外部的好氧环境可以促进AOB生长，而颗粒污泥内部的厌氧环境可以供AMX生长。

单级连续流PN-AMX颗粒污泥反应器的成功运行，在于保持颗粒污泥内部的厌氧和好氧环境的平衡。优化曝气调节是维持这种平衡的主要方法。在单级连续流PN-AMX颗粒污泥反应器的工程应用中，进水特征存在较大的波动，进水的水量、各种污染物浓度都会发生变化。进水水质和水量的波动，使得目前的曝气方法在维持颗粒内部好氧和厌氧环境的平衡较为困难。目前的曝气控制方法，大都基于反应器内溶解氧浓度的控制方法。不同的进水特征，需要不同的优化溶解氧浓度。并且在反应过程，颗粒污泥的尺寸也会发生变化，大颗粒污泥尺寸需要较高的溶解氧浓度来维持颗粒内部的好氧-厌氧平衡环境，小颗粒污泥需要较低的溶解氧浓度，而在颗粒污泥反应器中，颗粒污泥的尺寸通常是难以精确控制的。因此基于溶解氧浓度的曝气控制存在明显不足。

目前急需一种有效的曝气控制方法，来维持颗粒污泥内部的好氧和厌氧环境的平衡，以确保进水氨氮的50％被氧化为亚硝酸盐氮，生产的亚硝酸盐氮也要和剩余的氨氮在AMX菌的作用下，完成氮的去除。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种单级连续流PN-AMX颗粒污泥反应器曝气优化控制方法，可以稳定维持颗粒污泥内部的好氧和厌氧环境的平衡。

为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

1.一种单级连续流PN-AMX颗粒污泥反应器曝气优化控制方法，包括以下步骤：

1)通过进水监测装置对进水流量Q和氨氮浓度NH₄⁺进行监测，获得进水氨氮负荷；

2)用步骤1)获得进水流量Q和氨氮浓度NH₄⁺，结合以下等式，将平均流量Q₀和平均氨氮氨氮浓度进行比较，获得反应器内氨氮浓度设定值

3)通过混合液氨氮浓度设定模块,设定反应器内氨氮浓度的目标值；

4)利用安装在反应器内的氨氮传感器测定反应器内氨氮浓度，并和反应器内氨氮浓度的目标值相比较；

5)由PI控制器，根据比例-积分原则，计算获得维持混合液氨氮浓度所需要的溶解氧浓度设定值，溶解氧浓度的最高值为0.6mgO₂/L，若PI控制器计算获得的溶解氧浓度高于0.6mgO₂/L，则溶解氧浓度设定值仍然取值为0.6mgO₂/L；