CN115465952A - 利用污泥负荷控制排泥量的方法、污水处理站及计算机可读存储介质 - Google Patents

利用污泥负荷控制排泥量的方法、污水处理站及计算机可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开利用污泥负荷控制排泥量的方法、污水处理站及计算机可读存储介质，方法包括获取***排泥量的固定参数(污泥负荷、初始的排泥周期、反应器的有效体积、污泥龄)；当到达初始排泥周期，获取***排泥量自变量参数(运行温度、进水流量、进水浓度、出水浓度)；以固定参数及自变量参数计算出反应器内部理论污泥浓度X0；获取污泥浓度计测量的反应池内实测污泥浓度X；当实测污泥浓度X处于(0，110％X0)，调整排泥周期为Tp＝Tp+N，继续计时；当实测污泥浓度X处于[110％X0，130％X0]，以排泥量为V/θc排泥，排放完毕后，重新计时；当实测污泥浓度X处于(130％X0，+∞)，以排泥量为20％X0×V/X排泥，排放后，重新计时；重复执行以上步骤。本发明能够提高排泥量的准确性。

Description

利用污泥负荷控制排泥量的方法、污水处理站及计算机可读 存储介质
技术领域
本发明涉及污水处理，更具体地说，涉及利用污泥负荷控制排泥量的方法、污水处理站及计算机可读存储介质。
背景技术
按照剩余污泥的定义，德国排水技术协会(ATV)制订的城市污水设计规范中给出了剩余污泥量的计算表达式。
Xwt＝(Y1+Kdθc)Q(BODi-B0Do)+fPQ(SSi-SSo)
它们主要由两部分构成，一是由降解有机物BOD所产生的污泥增殖，二是进水中不可降解及惰性悬浮固体的沉积。式中：
Xwt，***每日产生的剩余污泥质量，kgMLSS/d；
Y1，污泥增殖率，即微生物每代谢1kgBOD所合成的可降解污泥质量，kgMLVSSkg；
Kd，污泥自身氧化率，也称为污泥衰减系数，d-1；
θc，污泥龄(生物固体平均停留时间)，d；
Q，污水流量，m3/d；
BODi，BOD0，进、出水中有机物BOD浓度，kgBOD/m3；
Fp，不可生物降解和惰性部分占SSi的百分数；
SSi，SS0，进、出水中悬浮固体SS浓度，kgSS/m3。
上述公式涉及的参数多达10个，且参数数值Y1、Kd、θc、Fp范围较大，不同水质条件情况下参数范围较大，取值的合理性多依赖设计人员的经验和水平。因此该公式对于实际项目上剩余污泥排放量的应用较少。
现有的污水处理中常使用的剩余污泥量的计算方法
Figure BDA0003871317500000011
上述公式中，反应器体积V和污泥龄θc已知，因此反应器内剩余污泥量和污泥浓度呈现线性关系，因此该公式对于水质水量较为稳定的大中型城市污水厂适用，但是对于像渗滤液站随季节和垃圾收运情况的不同，水质水量波动较大的情况，一沉不变的每日排泥量，容易在水质水量波动较大的情况下，进行误操作，导致渗滤液运行事故。
当来水水质水量增多的情况下，反应池内仍依照既定的污泥龄设计进行排泥，这样就造成了污泥的负荷增加，排泥的操作加剧了反应器内的冲击负荷。
当水量逐渐减少时，原定设计的排泥量仍旧按照反应池内的污泥浓度进行排放，就会造成反应池内的污泥过剩，污泥的食微比(F/M)减少，过剩部分污泥的呼吸消耗的氧量大于分解有机物需要的氧，但总需氧量不变，氧的利用率降低，形成功率的浪费。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种能够提高排泥量准确度的利用污泥负荷控制排泥量的方法、污水处理站及计算机可读存储介质以解决上述问题。
本发明采用如下的技术方案。
一种利用污泥负荷控制排泥量的方法，包括：
S1：获取水质污泥负荷Ls、污泥初始排泥周期Tp、反应器的有效体积V、污泥龄θc，作为***排泥量的固定参数。
其中，初始排泥周期设定为Tp＝1d，如果1d排泥量过少，频繁运行脱水***不经济，可以根据脱水***的设计处理量增加排泥周期。
其中污泥负荷矫正周期Tj在20～30d，时间到达后重新进行脱氮负荷试验，确定新的污泥负荷。
污泥龄θc是指反应器中活性污泥的总量与每日排放的污泥量之比，它是活性污泥在反应器中的平均停留时间，因此有时也称为生物固体的平均停留时间，单位为d。
污泥负荷Ls是指单位质量的活性污泥在单位时间内所去除的污染物的量，污泥负荷在微生物代谢方面的含义就是F/M比值，单位kgCOD(BOD/N)/(kgMLSS/d)。在污泥增长的不同阶段，污泥负荷各不相同，净化效果也不一样，因此污泥负荷是活性污泥法设计和运行的主要参数之一。
污泥负荷的计算方法：
Ls＝F/M(食微比)＝QS/(VX)
分子式中:
Ls，污泥负荷，kgCOD(BOD/N)/(kg污泥/d)；
Q，每天进水量，m3/d；
S，COD(BOD/N)浓度，mg/L；
V，曝气池有效容积，m3；
X，污泥浓度，mg/L。
S2：当到达设定的排泥周期后，获取反应器的运行的温度T、进水流量Q、进水浓度Cin、出水浓度Cout，作为***排泥量的自变量参数。
S3：以固定参数及自变量参数计算出反应器内部理论污泥浓度X0。
理论污泥浓度X0计算公式如下：
Figure BDA0003871317500000031
S4：获取污泥浓度计测量的反应池内实测污泥浓度X。
S5：对数据进行分析和排泥策略调控。
当实测污泥浓度X处于(0，110％X0)，调整排泥周期为Tp＝Tp+1d，继续计时。
当实测污泥浓度X处于[110％X0，130％X0]，以排泥量为V/θc进行排泥，排放完毕后，重新计时；
当实测污泥浓度X处于(130％X0，+∞)，以排泥量为
Figure BDA0003871317500000032
进行排泥，排放完毕后，重新计时；
S6：重复执行步骤S2-S5。
通过反应池的排泥量，可以保证反应池内的污泥浓度随着进水流量和浓度的改变而不断适应和调整。保证反应池内既定污泥负荷，使得污泥处于对数增长阶段，提高污泥的活性，保证反应器内污染物的去除效果。
进一步的，实测污泥浓度X长期处于(0，110％X0)，当实际的Tp大于设定阈值时，检查反应器内活性污泥是否存在异常。
进一步的，初始排泥周期Tp为1d，Tp设定阈值为7d，当实测污泥浓度X连续7d处于(0，110％X0)时，通过***进行报警，并提醒运行人员检查反应器内活性污泥是否存在异常。
进一步的，在步骤S2中，进水流量Q、进水浓度Cin、出水浓度Cout为当日累计流量。
进一步的，在步骤S2中，进水流量Q、进水浓度Cin、出水浓度Cout为前7～10d的每日流量数据的平均值。
进一步的，当达到污泥负荷矫正周期Tj后重新进行负荷试验，确定新的污泥负荷Ls。
焚烧厂渗滤液处理站的渗滤液水量和水质随着季节呈现较大的波动，在传统采用污泥龄控制条件下，剩余污泥排放量不会随着水量、水质、温度进行变化，导致反应器的污泥没法很好的适应项目的波动。本发明(1)提供一种利用污泥负荷自动控制渗滤液处理站排泥量的方法(2)实现精确和自动控制渗滤液站的AO池的剩余污泥排放量，保证反应池的污泥负荷在一个稳定、高效的水平。
一种污水处理站，包括：
反应器，用于对污水进行处理并生成污泥；
排泥泵，连接所述反应器，用于排出所述反应器中的污泥；
所述污水处理站，还包括：
监控件，用于检测所述反应器的运行的温度T、进水流量Q、进水浓度Cin、出水浓度Cout及所述排泥泵的排泥量；
处理器，与所述排泥泵及监控件通信连接，用于执行程序指令；
存储器，存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令，以执行利用污泥负荷控制排泥量的方法。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储计算机指令，当所述计算机指令在电子设备上运行时，使得所述电子设备利用污泥负荷控制排泥量的方法。
有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)固定参数模块数据少，可靠性高。反应器的体积V，在项目建设完成以后即可以确定，数据易得；污泥负荷Ls，可以利用项目设计书，或者文献资料查阅，或者通过项目水质实验可以获得，污泥负荷的参数的可靠性高。
(2)可变参数模块的数据如进水温度T、进水流量Q、污染物进出水浓度均可以通过在线仪表和在线检测设备对数据进行抓取，自动化程度高。
(3)将进水温度T、进水流量Q、污染物进出水浓度，进行反馈调节，使得排泥量的准确性大大提高，排泥的人为误操作概率大大降低。
附图说明
图1为本发明实施例的利用污泥负荷控制排泥量的方法的流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明进一步进行描述。
请参见图1，本发明实施例提供一种利用污泥负荷控制排泥量的方法，包括：
S1：获取水质的污泥负荷Ls、污泥的排泥周期Tp、反应器的有效体积V、污泥龄θc，作为***排泥量的固定参数；
S2：当到达设定的排泥周期后，获取反应器的运行的温度T、进水流量Q、进水浓度Cin、出水浓度Cout，作为***排泥量的自变量参数；
S3：以固定参数及自变量参数计算出反应器内部理论污泥浓度X0；
S4：获取污泥浓度计测量的反应池内实测污泥浓度X；
S5：对数据进行分析和排泥策略调控：
情况1：当实测污泥浓度X处于(0，110％X0)，调整排泥周期为Tp＝Tp+N，继续计时；
情况2：当实测污泥浓度X处于[110％X0，130％X0]，以排泥量为V/θc行排泥，排放完毕后，重新计时；
排泥量Vp通过如下方法计算：
剩余污泥量Xwt＝VX/θc；排泥量Vp＝Xwt/X＝V/θc。
情况3：当实测污泥浓度X处于(130％X0，+∞)，以排泥量为
Figure BDA0003871317500000051
进行排泥，排放完毕后，重新计时；
排泥量Vp通过如下方法计算：
剩余污泥量20％X0V；排泥量Vp＝Xwt/X＝20％X0×V/X。
S6：重复执行步骤S2-S5。
进一步的，理论污泥浓度X0计算公式如下：
Figure BDA0003871317500000052
进一步的，当实测污泥浓度X连续多次处于(0，110％X0)时，调整排泥周期为Tp＝Tp+1，继续计时。
进一步的，多次重复操作后，当Tp＝7时***报警，检查反应器内活性污泥是否存在异常。
进一步的，在步骤S2中，进水流量Q、进水浓度Cin、出水浓度Cout为当日累计流量。
进一步的，在步骤S2中，进水流量Q、进水浓度Cin、出水浓度Cout为前7～10d的每日流量数据的平均值。
进一步的，当达到污泥负荷矫正周期Tj后重新进行负荷试验，确定新的污泥负荷Ls，其中Tj优选在20～30d。
一种污水处理站，包括：
反应器，用于对污水进行处理并生成污泥；
排泥泵，连接所述反应器，用于排出所述反应器中的污泥；
所述污水处理站，还包括：
监控件，用于检测所述反应器的运行的温度T、进水流量Q、进水浓度Cin、出水浓度Cout及所述排泥泵的排泥量；
处理器，与所述排泥泵及监控件通信连接，用于执行程序指令；
存储器，存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令，以执行利用污泥负荷控制排泥量的方法。
反应器可以采用行业通用设计，如CN112723546A中公开的一种高硫酸盐高氨氮含量废水的生物处理装置，CN111908618A公开的一种高氨氮废水处理***，在此不再赘述。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储计算机指令，当所述计算机指令在电子设备上运行时，使得所述电子设备利用污泥负荷控制排泥量的方法。
以下以具体运行的实施例对本发明进行说明：
该渗滤液项目AO生化***设计处理水量200m3/d，AO反应池体积1800m3(9m*25m*8m)按照设计任务书确定污泥负荷为0.032kgN/kgMLSS/d，项目预设每天进行排泥，污泥龄按照20天计。
当该项目水质基本没有变化时，水量增加时，根据本发明提供的排泥方法，反应器内部的污泥浓度未达到理论污泥浓度，前4天不进行排泥，反应器通过污泥浓度的增加适应增加的处理量，第5-8天由于水量的减少，反应器内的污泥浓度达到排泥条件，根据不同情形的排泥计算公式相应的进行排泥，具体数据如下表1。由表可知，本发明提供的排泥策略和方法在水量条件波动情况下，反应器内的实际污泥浓度能够围绕理论污泥浓度的曲线进行靠近，实现反应器内污泥的高效运行。
表1处理量Q变动进水总氮Cin基本不变条件下反应器的排泥情况
Figure BDA0003871317500000061
当该项目水量基本没有变化时，进出水水质波动时，根据本发明提供的排泥方法，第1-6天由于进水浓度的增加，反应器理论需要的污泥浓度也相应增加，实测反应器内部的污泥浓度未达到理论污泥浓度，前6天不进行排泥，反应器通过污泥浓度的增加适应增加的处理量，第6-8天由于进水总氮浓度的减少，反应器内的污泥浓度达到排泥条件后，***开启污泥泵进行排泥，具体数据如下表2。由表可知，本发明提供的排泥策略和方法在水质条件波动情况下，反应器内的实际污泥浓度能够围绕理论污泥浓度数据进行靠近，实现反应器内污泥的高效运行。
表2处理量Q基本不变进水总氮Cin变动条件下反应器的排泥情况
Figure BDA0003871317500000071
由表3可知，当该项目水质水量同时波动时，反应器内的污泥浓度依据理论污泥浓度的变化，进行同步的调整，以适应渗滤液站水质水量的波动。由表可知，本发明提供的排泥策略和方法在水量和水质条件双重波动情况下，反应器内的实际污泥浓度能够围绕理论污泥浓度数据进行靠近，实现反应器内污泥的高效运行。
表3处理量Q和进水总氮Cin同时波动条件下反应器的排泥情况
Figure BDA0003871317500000072
Figure BDA0003871317500000081
根据上述三种不同的水质水量波动情况，本发明提供的利用污泥负荷控制排泥量的方法均可以对反应器内污泥浓度的稳定自动控制，保证反应器的良好运行。
本发明所述实例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种利用污泥负荷控制排泥量的方法，其特征在于，包括：
S1：获取水质的污泥负荷Ls、初始排泥周期Tp、反应器有效体积V、污泥龄θc，作为***排泥量的固定参数；
S2：当到达设定排泥周期后，获取反应器运行温度T、进水流量Q、进水浓度Cin、出水浓度Cout，作为***排泥量的自变量参数；
S3：以固定参数及自变量参数计算出反应器内部理论污泥浓度X0；
S4：获取污泥浓度计测量的反应池内实测污泥浓度X；
S5：对数据进行分析和排泥策略调控：
当实测污泥浓度X处于(0，110％X0)，调整排泥周期为Tp＝Tp+1d，继续计时；
当实测污泥浓度X处于[110％X0，130％X0]，以排泥量为V/θc进行排泥，排放完毕后，重新计时；
当实测污泥浓度X处于(130％X0，+∞)，以排泥量为
Figure FDA0003871317490000011
进行排泥，排放完毕后，重新计时；
S6：重复执行步骤S2-S5。
2.根据权利要求1所述的利用污泥负荷控制排泥量的方法，其特征在于，理论污泥浓度X0计算公式如下：
Figure FDA0003871317490000012
3.根据权利要求1所述的利用污泥负荷控制排泥量的方法，其特征在于，实测污泥浓度X长期处于(0，110％X0)，当实际的Tp大于设定阈值时，通过***进行报警，并提醒运行人员检查反应器内活性污泥是否存在异常。
4.根据权利要求3所述的利用污泥负荷控制排泥量的方法，其特征在于，初始排泥周期Tp为1d，Tp设定阈值为7d，当实测污泥浓度X连续7d处于(0，110％X0)时，通过***进行报警，并提醒运行人员检查反应器内活性污泥是否存在异常。
5.根据权利要求1所述的利用污泥负荷控制排泥量的方法，其特征在于，在步骤S2中，进水流量Q、进水浓度Cin、出水浓度Cout为当日累计流量。
6.根据权利要求1所述的利用污泥负荷控制排泥量的方法，其特征在于，在步骤S2中，进水流量Q、进水浓度Cin、出水浓度Cout为前7～10d的每日流量数据的平均值。
7.根据权利要求1所述的利用污泥负荷控制排泥量的方法，其特征在于，当达到污泥负荷矫正周期Tj后重新进行负荷试验，确定新的污泥负荷Ls。
8.一种污水处理站，包括：
反应器，用于对污水进行处理并生成污泥；
排泥泵，连接所述反应器，用于排出所述反应器中的污泥；
其特征在于，所述污水处理站，还包括：
监控件，用于检测所述反应器的运行的温度T、进水流量Q、进水浓度Cin、出水浓度Cout及所述排泥泵的排泥量；
处理器，与所述排泥泵及监控件通信连接，用于执行程序指令；
存储器，存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令，以执行权利要求1-7任一项权利要求所述的利用污泥负荷控制排泥量的方法。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质用于存储计算机指令，当所述计算机指令在电子设备上运行时，使得所述电子设备执行权利要求1-7中任一项权利要求所述的利用污泥负荷控制排泥量的方法。
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