[发明专利]基于进水水质变化的氧化沟工艺处理方法

摘要

本发明属于环境保护中水污染控制技术领域的一种基于进水水质变化的氧化沟工艺处理方法。该方法是一套在Carrousel氧化沟条件下实现高效稳定同步硝化反硝化过程的控制条件和运行方法。首先从读取的进水数据确定进水的水质组分，再进行分析获得动态变化特点；初步确定氧化沟的运行方式和控制条件，同时再根据进水水量和水质的动态变化规律，进一步确定氧化沟的运行控制条件，并最终得出氧化沟稳定运行的控制策略。本发明应用于已建氧化沟工艺的升级改造、优化运行和新建的氧化沟工艺的优化设计，提升氧化沟工艺污水处理效果。

主权项

1.一种基于进水水质变化的氧化沟工艺处理方法，其特征在于，该方法主要包括如下步骤：1)读取进水数据，对进水水质组成及进水动态变化特点进行分析首先从读取的进水数据确定进水的水质组分，再进行分析获得动态变化特点；具体对进水进行水量和水质的24小时取样测定，水量数据可以根据水厂的常规监测设备获得，需要确定的组分指标和水质数据包括TCOD、SCOD、NH3-N、TN、TP，其监测方法可以按照常规的水质监测标准方法完成，或通过事先配备好的在线水质水量监测仪器获得。此部分是确定氧化沟实现同步硝化反硝化策略的前提条件；2)确定工艺运行方式根据步骤1)读取进水数据获得的确定的组分指标和水质数据，先对进水的水质特点进行判断，如果城市污水处理厂进水的水质浓度能够完全满足如下条件：TCOD＞300mg/L，TCOD/TN＞10，SCOD/TCOD＞0.7，则此水质浓度可以确定为对于氧化沟同步硝化反硝化为碳源充足水质；相反，如果不能够同时满足如上的条件，则可以确定为对于氧化沟同步硝化反硝化过程碳源不充足水质，碳源不充足水质，从氧化沟装置的第二进水口的位置进水，对于碳源充足水质，为了保证出水效果，则需要将进水位置提前，从氧化沟装置的第一进水口的位置进水；3)确定系统运行负荷根据监测获得的进水水质和水量数据，确定氧化沟运行的水力停留时间HRT和正常运行状态的污泥浓度MLSS，由公式(1)和公式(2)计算获得系统运行条件下的氨氮负荷和COD负荷；并根据运行时间的温度条件和根据系统的负荷范围，确定出系统正常运行条件的溶解氧浓度；4)确定氧化沟动态控制条件根据如上监测获得的进水水量和水质日动态变化数据，确定每日的入水变化幅度，根据公式(1)和(2)，换算为系统的入水负荷变化，再与(3)0.12＜NCOD(gCOD/gMLSS*d)＜0.15；和(4)0.02＜NNH3(gNH3/gMLSS*d)＜0.06所给出的标准负荷范围进行比对，将负荷标准不符合标准运行负荷范围时间段的系统污泥浓度进行调整，使得该时段的负荷条件能够满足(3)和(4)所给出的标准负荷条件，同时再根据确定的污泥浓度，根据式(5)Q需氧量(kgO2/h)＝(0.55-0.80)MLSS估算出该运行条件下的系统需氧量；根据每日进水变化情况，确定每日2-4个不同阶段的运行状态条件，以此对氧化沟运行进行动态控制；其中MLSS为在污泥浓度高时取较大系数、在污泥浓度低时取较小系数；如上的运行状态确定过程，需要遵循如下的条件关系：i.首先根据进水的水量和水质情况，计算进水的COD有机负荷，然后根据负荷大小，确定氧化沟的适宜运行污泥浓度；ii.再根据进水的水量和水质情况，计算进水的NH3有机负荷，然后根据NH3有机负荷大小，最终确定运行污泥浓度；在运行状态过程中，将NH3 与COD的负荷相比较，以负荷要求较高的那个为准；iii.根据最终确定的运行状态，判定污泥浓度范围，然后根据污泥浓度的来确定曝气机开始的台数以及转速，并确定排泥时间；5)模型模拟验证条件范围并确定策略具体实施方法确定基本的工艺运行形式及工作状态之后，运行污水处理过程模型模拟系统(ODSS，清华大学开发)，对初步确定的工艺条件进行模拟计算，对如上的工艺状态的运行效果进行模拟预测，根据预测结果，对系统运行过程按工艺控制条件的控制指令执行，并对过程中存在的问题进行修正；针对进水的动态变化，将氧化沟分为几个不同的控制阶段和运行状态，通过动态控制氧化沟内的污泥浓度以及对应的曝气量，实现对氧化沟运行条件的调节和控制，污泥浓度调节可以通过瞬间的大流量回流污泥来实现，对进水的负荷变化进行调节，而溶解氧调节则可以通过对曝气机开启台数和曝气功率大小的控制得以实现。该控制策略需要系统内的活性污泥储量较大，同时要在回流污泥量较小的运行阶段进行排泥；6)确定曝气机开启方案和推流器的布置方案确定曝气机的开启策略后，利用流体动力学模型(Fluent模拟软件)模拟分析氧化沟的流态，根据建立的氧化沟流态模型，对氧化沟的流态进行模拟分析，确定在必要的位置设置水下推流器等辅助设施，防止氧化沟内污泥沉降现象的发生，保证氧化沟的安全运行。