申请/专利权人：清华苏州环境创新研究院;清华大学

申请日：2021-06-18

公开（公告）日：2023-03-21

公开（公告）号：CN113307365B

主分类号：C02F3/28

分类号：C02F3/28

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.03.21#授权;2021.09.14#实质审查的生效;2021.08.27#公开

摘要：本发明公开了自动确定反硝化碳源最优投加比及连续投加稳定时间的装置及方法。本发明自动确定反硝化外加碳源最优投加比的装置包括：反应系统，用于模拟活性污泥脱氮的反硝化环境；搅拌系统，用于搅拌反应系统内活性污泥并保证溶解氧浓度为零；在线监测系统，用于监测反应系统内溶解氧浓度和硝氮浓度；碳源投加系统，用于向反应系统内投加碳源；控制系统，用于控制反应系统活性污泥进入、搅拌、监测数据传输、碳源投加；数据采集和处理系统，用于采集和处理监测数据，确定反硝化外加碳源最优投加比。本发明通过在线测量硝酸盐来自动确定反硝化外加碳源最优投加比，时间短、速度快、无需测量COD，降低了时间和经济成本，准确计量碳源投加比。

主权项：1.利用自动确定反硝化外加碳源投加比的装置预测连续投加稳定时间的方法，其特征在于：所述自动确定反硝化外加碳源投加比的装置，包括，反应系统，用于模拟活性污泥脱氮的反硝化缺氧环境；搅拌系统，用于搅拌反应系统内活性污泥并保证溶解氧浓度为零；在线监测系统，用于监测反应系统中的溶解氧浓度和硝氮浓度；碳源投加系统，用于向所述反应系统内投加碳源；控制系统，用于控制所述反应系统中活性污泥的进入、所述搅拌系统的搅拌、所述在线监测系统监测数据的传输、所述碳源投加系统碳源的投加；数据采集和处理系统，用于采集和处理由所述控制系统传输的监测数据，自动确定反硝化外加碳源投加比；所述方法包括如下步骤：S1、进水：控制活性污泥进入所述反应系统；所述活性污泥为内源呼吸段污泥；S2、搅拌：根据所述监测系统监测的溶解氧浓度，控制所述搅拌系统的搅拌速度保持污泥完全混合且维持溶解氧为0mgL；S3、添加氮源：在所述反应系统中添加硝酸盐氮；S4、单次投加碳源：计算并设定外碳源投加量，采用公式（1）计算并设定投加到反应系统后的外碳源浓度：COD1=4.29（N0-Ns）（1）公式（1）中，COD1表示投加到反应系统后的外碳源浓度，单位为mgCODL；N0表示投加到反应系统的硝酸盐氮浓度，单位为mgNO3-NL；Ns表示反硝化反应达到稳定时反应系统的硝酸盐氮浓度，单位为mgNO3-NL；n表示碳源投加次数；控制所述碳源投加系统，按照设定投加量COD1单次投加碳源；控制所述在线监测系统，监测所述反应系统内的硝氮浓度；按照设定的时间点提取监测的硝酸盐氮浓度，确定反硝化稳定阶段的起始时间；以所述硝酸盐氮浓度随时间不变的阶段为所述反硝化稳定阶段；S5、排空系统：排空反应系统；S6、多次连续投加碳源：重复步骤S1-S3，设定反应系统反硝化达到稳定的时间为多次投加时间间隔；控制所述碳源投加系统，按照设定投加量、设定投加时间间隔和设定的投加次数多次连续投加碳源；控制所述在线监测系统，监测所述反应系统内的硝氮浓度；按照设定的时间点提取监测的硝酸盐氮浓度；根据公式（3）自动计算每次投加碳源的投加比：ΔCODΔNn=COD1（Nn-1t0-Nnt0）（3）公式（3）中，ΔCODΔNn表示第n次投加碳源的投加比；COD1表示每次投加到反应系统内的外碳源浓度，单位为mgCODL；Nn-1t0表示时间点为n-1t0反应系统内的硝酸盐氮浓度，单位为mgNO3-NL；Nnt0表示时间点为nt0反应系统内的硝酸盐氮浓度，单位为mgNO3-NL；t0为反硝化稳定阶段的起始时间；S7、以反应时间为横坐标，以ΔCODΔN为纵坐标，拟合对数曲线；根据对数曲线得到ΔCODΔN值达到平稳的时间，得到连续投加达到稳定时的循环投加次数；按照公式（4）计算连续投加达到稳定所需的时间；t=n’×HRT（4）公式（4）中，t表示连续投加达到稳定所需的时间，HRT表示系统的实际水力停留时间，连续投加达到稳定时的循环投加次数n’。

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