【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及污水處理與環境保護，尤其涉及基于側流污泥水解與mabr耦合的碳源優化投加控制系統及方法。
技術介紹
1、在污水處理領域，碳源的投加是控制氮、磷等污染物去除效率的關鍵因素之一。傳統污水處理工藝，如多級ao（anaerobic-oxic，厭氧好氧工藝法）工藝，通常依賴于外部碳源的投加以維持高效的脫氮效果。然而，這種依賴不僅增加了污水處理廠的運營成本，還可能因碳源過量使用而導致出水cod（chemical?oxygen?demand，化學需氧量）升高，污水處理廠碳排放強度增加，對環境造成二次污染。此外，傳統工藝在碳源投加方面往往缺乏精確控制，導致碳源利用效率低下，進一步加劇了資源浪費和運行成本上升的問題。
2、為了優化碳源投加，提高脫氮效率并降低運行成本，近年來，研究者們開始探索將污泥水解技術與多級ao工藝相結合的新型污水處理工藝。污泥水解技術通過控制污泥的停留時間和環境條件，促進污泥中的有機物水解為小分子有機碳源，從而為生物脫氮過程提供內源性碳源。這種技術不僅能夠減少對外部碳源的依賴，還能在一定程度上實現污泥的減量化和資源化利用。
3、同時，mabr（membrane?aerated?biofilm?reactor，膜曝氣生物反應器）作為一種新興的生物處理技術，因其能夠實現同步snd（simultaneous?nitrification?anddenitrification，硝化反硝化）而備受關注。mabr利用無泡曝氣技術，通過膜組件直接向生物膜層提供氧氣，無需混合液回流，從而簡化了工藝流程，提
4、然而，目前將污泥水解技術與mabr耦合用于污水處理的工藝尚不成熟，特別是在碳源投加優化控制方面仍存在諸多挑戰。如何精確控制污泥水解過程以提供穩定的內源性碳源，如何根據水質變化動態調整碳源投加量以實現脫氮效率的最大化，這些問題亟待解決。
5、綜上所述，現有技術在碳源投加優化控制方面存在不足，迫切需要一種能夠精確控制污泥水解過程、優化碳源投加量的新型污水處理工藝。本專利技術正是基于這一需求，提出了一種基于側流污泥水解+mabr耦合工藝的碳源投加優化控制系統，旨在通過精確控制污泥水解和碳源投加，提高脫氮效率，降低運行成本，實現污水處理工藝的高效、節能、環保運行。
技術實現思路
1、本專利技術所要解決的技術問題是，提供一種基于側流污泥水解與mabr耦合的碳源優化投加控制系統及方法，解決傳統污水處理工藝中碳源投加量大、成本高、脫氮效果不佳、碳排放強度高的問題。
2、為解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案為：基于側流污泥水解與mabr耦合的碳源優化投加控制系統，包括：
3、側流污泥水解池、厭氧池、第一缺氧池、第一好氧池、第二缺氧池、第二好氧池和二次沉淀池，各池體順次連接；
4、mabr膜組件設置于第一缺氧池的前段；
5、在線監測系統，包括進水流量計、第一缺氧池和第二缺氧池的內部污泥濃度監測取樣點、進出水水質監測取樣點，以及側流污泥水解池內部水質監測點，用于實時監測系統的運行狀態；
6、碳源投加系統，包括儲藥罐、第一缺氧池和第二缺氧池的加藥泵及加藥控制閥門，通過控制信號線路與plc（programmable?logic?controller，可編程邏輯控制器）中控系統連接，接收控制信號進行碳源投加；
7、污泥外回流系統與內回流系統，包括內回流泵、外回流泵、側流污泥回流泵及其相應的流量計和控制閥門，均通過第二信號線路與plc中控系統連接，接收控制信號調節污泥回流；
8、plc中控系統，用于接收來自在線監測系統的信號，根據預設的優化控制方法分析系統運行狀態，并自動調控污泥回流系統與碳源投加系統的運行狀態，實現碳源投加的優化控制。
9、優選的方案中，所述在線監測系統包括：
10、進水流量計，用于實時監測工藝進水流量，其通過第一信號線路與plc中控系統連通；
11、污泥濃度監測取樣點，通過小型取樣泵定時取樣，并利用污泥濃度分析儀分析污泥濃度后，將結果傳輸至plc中控系統；
12、水質監測取樣點，通過小型取樣泵定時取樣，并利用水質檢測分析儀分析樣品的cod、氨氮、總氮指標后，將結果傳輸至plc中控系統。
13、優選的方案中，所述在線監測系統包括：
14、所述碳源投加系統包括：
15、儲藥罐，用于儲存碳源；
16、第一缺氧池和第二缺氧池的加藥泵及加藥控制閥門，分別通過第二信號線路接收plc中控系統的控制信號，進行碳源的精準投加。
17、優選的方案中，所述污泥外回流系統與內回流系統包括：內回流泵、外回流泵及側流污泥回流泵，分別配備有流量計和控制閥門，通過控制信號線路接收plc中控系統的控制信號，調節污泥的回流流量。
18、優選的方案中，所述plc中控系統，能夠根據接收到的信號自動分析系統運行狀態，并基于預設的優化控制方法，通過調整污泥回流系統與碳源投加系統的運行狀態，實現碳源投加的優化控制。
19、優選的方案中，所述plc中控系統還具備智能化預警功能，一旦監測到水質參數異常，立即觸發報警并自動調整工藝參數，確保污水處理過程穩定高效，為水環境保護提供了強有力的技術支持。
20、基于側流污泥水解與mabr耦合的碳源優化投加控制方法，是采用上述任意一項所述的基于側流污泥水解與mabr耦合的碳源優化投加控制系統，所述方法包括以下步驟：
21、step1：根據第一缺氧池進水的cod與總氮進水數據計算c/n比，作為前饋參數，并根據c/n比調節污泥外回流系統或聯合調節污泥回流系統和碳源投加系統；
22、step2：當僅調節污泥回流系統時，基于碳源優化控制模型，計算側流污泥回流量，并調節污泥回流以補充碳源；
23、step3：當同時調節污泥回流系統和碳源投加系統時，基于碳源優化控制模型，計算碳源投加量，并補充碳源投加以實現總氮去除；
24、step4：根據計算結果，通過plc中控系統調整碳源投加量與污泥循環量，實現碳源的精準投加與控制；
25、step5：通過全面監測系統運行狀態，調整內回流與外回流運行，優化系統脫氮效果，降低系統運行成本。
26、優選的方案中，所述當step2僅調節污泥回流系統時，其具體優化控制方法為，采用生化池進水流量測量儀，第一缺氧池、第二缺氧池進水與出水水質檢測數據，以及第一缺氧池、第二缺氧池和側流污泥水解池內的污泥濃度在線監測數據，基于碳源優化控制模型，計算側流污泥回流量，通過調節污泥回流詳細精確調節回流量，計算公式如下：
27、（1）
28、其中，為側流污泥水解池污泥回流流量，l/s；為側流污泥水解池的cod濃度，mg/l；為第一缺氧池進水tn濃度，mg/l；為生化本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.基于側流污泥水解與MABR耦合的碳源優化投加控制系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的基于側流污泥水解與MABR耦合的碳源優化投加控制系統，其特征在于，所述在線監測系統包括：
3.根據權利要求1所述的基于側流污泥水解與MABR耦合的碳源優化投加控制系統，其特征在于，所述碳源投加系統包括：
4.根據權利要求1所述的基于側流污泥水解與MABR耦合的碳源優化投加控制系統，其特征在于，所述污泥外回流系統與內回流系統包括：內回流泵（11）、外回流泵（14）及側流污泥回流泵（17），分別配備有流量計和控制閥門，通過控制信號線路接收PLC中控系統（1）的控制信號，調節污泥的回流流量。
5.根據權利要求1所述的基于側流污泥水解與MABR耦合的碳源優化投加控制系統，其特征在于，所述PLC中控系統（1），能夠根據接收到的信號自動分析系統運行狀態，并基于預設的優化控制方法，通過調整污泥回流系統與碳源投加系統的運行狀態，實現碳源投加的優化控制。
6.基于側流污泥水解與MABR耦合的碳源優化投加控制方法，其特征在于，是采用上述權利
7.根據權利要求6所述的基于側流污泥水解與MABR耦合的碳源優化投加控制方法，其特征在于，所述當Step2僅調節污泥回流系統時，其具體優化控制方法為，采用生化池進水流量測量儀，第一缺氧池、第二缺氧池進水與出水水質檢測數據，以及第一缺氧池、第二缺氧池和側流污泥水解池內的污泥濃度在線監測數據，基于碳源優化控制模型，計算側流污泥回流量，通過調節污泥回流詳細精確調節回流量，計算公式如下：
8.根據權利要求6所述的基于側流污泥水解與MABR耦合的碳源優化投加控制方法，其特征在于，所述Step3當同時調節污泥回流系統和碳源投加系統時，其具體優化控制方法為，采用生化池進水流量測量儀，第一缺氧池、第二缺氧池進水與出水水質檢測數據，以及第一缺氧池、第二缺氧池和側流污泥水解池內的污泥濃度在線監測數據，基于碳源優化控制模型，計算碳源投加系統的投加量，側流污泥以設定的最大流量運行，通過補充碳源投加實現總氮去除，計算公式如下：
...【技術特征摘要】
1.基于側流污泥水解與mabr耦合的碳源優化投加控制系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的基于側流污泥水解與mabr耦合的碳源優化投加控制系統，其特征在于，所述在線監測系統包括：
3.根據權利要求1所述的基于側流污泥水解與mabr耦合的碳源優化投加控制系統，其特征在于，所述碳源投加系統包括：
4.根據權利要求1所述的基于側流污泥水解與mabr耦合的碳源優化投加控制系統，其特征在于，所述污泥外回流系統與內回流系統包括：內回流泵（11）、外回流泵（14）及側流污泥回流泵（17），分別配備有流量計和控制閥門，通過控制信號線路接收plc中控系統（1）的控制信號，調節污泥的回流流量。
5.根據權利要求1所述的基于側流污泥水解與mabr耦合的碳源優化投加控制系統，其特征在于，所述plc中控系統（1），能夠根據接收到的信號自動分析系統運行狀態，并基于預設的優化控制方法，通過調整污泥回流系統與碳源投加系統的運行狀態，實現碳源投加的優化控制。
6.基于側流污泥水解與mabr耦合的碳源優化投加控制方法...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王珺，馬競，蔡意，馬宏偉，劉靖，王青，徐添慧，孫嬌嬌，
申請(專利權)人：長江生態環保集團華東有限公司，
類型：發明
國別省市：
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