本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種基于過程控制的SBR法反應(yīng)過程N2O氣體收集裝置和收集方法，污水處理SBR反應(yīng)器由反應(yīng)器（1）、進水泵（2）、曝氣泵（3）、氣體流量計（4）、膠結(jié)砂芯曝氣頭（5）、機械攪拌器（6）、取水樣口（12）、排泥管（13）、排水管（14）、放空管（15）、攪拌漿（17）組成；氣體收集系統(tǒng)由反應(yīng)器密封蓋和收集管路組成；轉(zhuǎn)換可調(diào)節(jié)三通(22)和開關(guān)輔助支持實現(xiàn)單管路和雙管路收集系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化；收集方法包括：準備步驟，進水步驟，曝氣步驟，攪拌步驟，沉淀和排水步驟和閑置步驟。與同類設(shè)備相比，此裝置具有運行穩(wěn)定，所需設(shè)備簡單，操作靈活，造價低廉的特點。特別適用于實驗室規(guī)模的污水處理和微生物的純菌培養(yǎng)等。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及SBR法生物處理的工藝及N2O氣體收集裝置，尤其是能夠進行脫氮和過程控制的SBR工藝及裝置，適用于工業(yè)污水和小城鎮(zhèn)污水的生物處理過程。
技術(shù)介紹
20世紀70年代以來，世界范圍內(nèi)的水體富營養(yǎng)化問題日漸突現(xiàn)，生物處理技術(shù)成為解決水體富營養(yǎng)化的有效途徑，但是污水處理過程中所產(chǎn)生的氣體，尤其是溫室氣體(二氧化碳、甲烷和氮氧化物)問題，值得引起注意。其中，二氧化碳主要由異養(yǎng)菌在好氧及缺氧狀態(tài)下產(chǎn)生；甲烷主要是在厭氧生物處理過程中產(chǎn)生；而氧化亞氮主要產(chǎn)生于生物脫氮過程。二氧化碳、甲烷和氧化亞氮是目前受人類活動影響較明顯的三種主要溫室氣體，雖然這些氣體占不到大氣總量的0.04%，但其濃度的增加卻是引起全球氣候變化的重要原因。到目前為止，全世界對溫室氣體的源和匯進行了大量的試驗研究工作，但由于研究方法和研究條件的限制，對某些生態(tài)系統(tǒng)仍缺乏細致、定量的研究。SBR法，是一種結(jié)構(gòu)形式簡單、運行方式靈活多變、空間上完全混合、時間上理想推流的污水生物處理工藝。傳統(tǒng)SBR法一個運行周期一般包括五階段，即進水、反應(yīng)、沉淀、排水和閑置階段。SBR法的反應(yīng)時間一般通過設(shè)定固定時間進行控制。為降低工藝運行的能量消耗，SBR法的反應(yīng)時間可應(yīng)用在線檢測的控制參數(shù)根據(jù)原污水的水質(zhì)水量變化準確的控制。同時通過改變SBR法的運行方式可進一步提高SBR法的處理效率。在對SBR法處理工藝進行研究的同時，對生化反應(yīng)過程中產(chǎn)生的N2O氣體進行收集與檢測，尤其是溫室氣體的產(chǎn)生量進行研究，不但具有一定的理論意義，而且具有重要的實際意義。SBR反應(yīng)器的進一步優(yōu)化和改進是解決對生化反應(yīng)過程產(chǎn)生氣體進行分析的前提和基礎(chǔ)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于，通過提供一種基于過程控制的SBR法反應(yīng)過程N2O氣體收集裝置與方法，有效地解決氣體收集過程、SBR法污水處理過程及其在線過程控制同時進行的問題。本專利技術(shù)是采用以下技術(shù)手段實現(xiàn)的:基于過程控制的SBR法反應(yīng)過程N2O氣體收集裝置，該裝置包括污水處理SBR反應(yīng)器、氣體收集系統(tǒng)、恒溫控制 裝置、壓力調(diào)節(jié)計量裝置和在線檢測系統(tǒng)；污水處理SBR反應(yīng)器由反應(yīng)器1、進水泵2、曝氣 泵3、氣體流量計4、膠結(jié)砂芯曝氣頭5、機械攪拌器6、取水樣口 12、排泥管13、排水管14、放空管15、攪拌漿17組成；氣體收集系統(tǒng)由反應(yīng)器密封蓋和收集管路組成；收集管路系統(tǒng)由可調(diào)節(jié)三通22、干燥管23、氣體采樣袋24、輔助支持氣體氣瓶25、分壓表26組成；轉(zhuǎn)換可調(diào)節(jié)三通22和開關(guān)輔助支持實現(xiàn)單管路和雙管路收集系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化；恒溫控制裝置由溫度控制器7和加熱棒8組成；壓力調(diào)節(jié)計量裝置由壓力計量瓶34、刻度標示35、壓力調(diào)節(jié)膽36、壓力計連接口 37和壓力計接入口 30組成；在線檢測系統(tǒng)由在線傳感器、測定儀和數(shù)據(jù)傳輸線組成。前述的反應(yīng)器密封蓋由取氣口、輔助支持氣接入口 20、氣體收集管路接入口 21、法蘭盤27、膠墊28、螺母29、壓力計接入口 30、水封外套筒31、水封內(nèi)套筒32和內(nèi)套筒套封柱33組成。前述的取氣口 19采用可隨時取下更換的膠蓋密封；基于過程控制的SBR法反應(yīng)過程N2O氣體收集方法，包括以下步驟:準備步驟；將傳感器探頭安裝于反應(yīng)器上，連接氣體收集管路，根據(jù)試驗最先進行的階段，選擇相應(yīng)的管路連接方式；此階段保持取樣口敞開。進水步驟；首先打開進水閥門，啟動進水泵2將待處理的廢水注入SBR反應(yīng)器，當達到指定液位時，關(guān)閉進水閥，停止進水泵；也可以通過過程實時控制系統(tǒng)設(shè)定進水時間，滿足時間條件后關(guān)閉進水泵和進水閥門，進入下一工序；此階段結(jié)束后，將取樣口的密封膠帽蓋好，并設(shè)定在線參數(shù)的實時采集，開啟恒溫控制裝置；曝氣步驟；打開進氣閥門，啟動曝氣泵，調(diào)節(jié)至適量的曝氣量對反應(yīng)系統(tǒng)進行曝氣，由曝氣泵提供的壓縮空氣由進氣管進入膠結(jié)砂芯曝氣頭，以微小氣泡向活性污泥混合液高效供氧，并且使污水和活性污泥充分接觸，同時收集氣體，達到曝氣時間后，關(guān)閉進氣閥及曝氣泵，轉(zhuǎn)化氣體收集管路并更換氣體采樣袋，待進入下一工序；攪拌步驟；在攪拌過程中進入缺氧反硝化脫氮過程或者厭氧階段，此階段需開啟輔助支持氣將氣體收集管路轉(zhuǎn)換至單管路，此過程同時進行數(shù)據(jù)的在線采集，達到攪拌時間前，排放剩余污泥，而后關(guān)閉攪拌器，系統(tǒng)進入下一工序；沉淀和排水步驟；進入沉淀階段前，停止氣體收集和在線參數(shù)的采集，關(guān)閉所有氣體閥門，開始靜止沉淀，達到預(yù)先設(shè)定的沉淀時間后，打開排水；閑置步驟；排水結(jié)束后，進入閑置階段，待達到設(shè)定時間后，準備進入下一周期。本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下明顯的優(yōu)勢和有益效果:本專利技術(shù)一種基于過程控制的SBR法反應(yīng)過程N2O氣體收集裝置與方法，污水處理過程與氣體收集過程同時完成。氣體收集的管路系統(tǒng)及壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)不受SBR法運行方式的影響。SBR法的任何運行方式均可使用此收集系統(tǒng)。與同類設(shè)備相比，此裝置具有運行穩(wěn)定，所需設(shè)備簡單，操作靈活，造價低廉的特點。本專利技術(shù)可廣泛應(yīng)用于各種廢水處理過程產(chǎn)生氣體的收集，特別適用于實驗室規(guī)模的污水處理和微生物的純菌培養(yǎng)等。附圖說明圖1是基于過程 控制的SBR法反應(yīng)過程N2O氣體收集裝置示意圖2是裝置頂部A-A剖面圖3是裝置頂部B-B剖面圖4是壓力調(diào)節(jié)計量裝置圖5是實際反應(yīng)器上探頭插入口俯視圖6是探頭插入口剖面圖7是探頭連接蓋平面圖8是工藝運行示意圖。圖中:1_反應(yīng)器；2_進水泵；3_曝氣泵；4_氣體流量計；5_膠結(jié)砂芯曝氣頭；6-機械攪拌器；7_溫度控制器；8_加熱棒；9-pH探頭；IO-DO探頭；11-0RP探頭；12-取水樣口 ；13-排泥管；14-排水管；15-放空管；16_水封；17-攪拌漿；18-壓力調(diào)節(jié)計；19-取氣口 ；20-輔助支持氣接入口 ；21_氣體收集管路接入口 ；22_可調(diào)節(jié)三通；23-干燥管；24-氣體采樣袋；25_輔助支持氣體氣瓶；26_分壓表；27_法蘭盤；28_膠墊；29_螺母；30_壓力計接入口 b ;31_水封外套筒；32_水封內(nèi)套筒；33_內(nèi)套筒套封柱；34_壓力計量瓶；35_刻度標示；36_壓力調(diào)節(jié)膽；37_壓力計連接口 a ;38-pH探頭插入口 ；39_D0探頭插入口 ；40_0RP探頭插入口 ；41-|父圈；42-探頭。具體實施例方式以下結(jié)合說明書附圖對本專利技術(shù)的具體實施方式加以說明。通過本實施例要解決以下問題；請參閱圖1所示，為基于過程控制的SBR法反應(yīng)過程N2O氣體收集裝置示意圖；從圖中可以看出，該裝置包括污水處理SBR反應(yīng)器、氣體收集系統(tǒng)、恒溫控制裝置、壓力調(diào)節(jié)計量裝置和在線檢測系統(tǒng)；污水處理SBR反應(yīng)器由反應(yīng)器1、進水泵2、曝氣泵3、氣體流量計4、膠結(jié)砂芯曝氣頭5、機械攪拌器6、取水樣口 12、排泥管13、排水管14、放空管15、攪拌漿17組成；具體連接方式為:反應(yīng)器I下部的膠結(jié)砂芯曝氣頭5 (在反應(yīng)器內(nèi)部)通過曝氣管路經(jīng)過氣體流量計4與曝氣泵3相連，氣體流量計和曝氣泵在反應(yīng)器外部；反應(yīng)器底部設(shè)放空管15、側(cè)壁設(shè)置取水樣口 12三個、排水管14 一個、排泥管13 —個，在與取水樣管和排水管相對的一側(cè)；為保證混合均勻，反應(yīng)器設(shè)攪拌器，攪拌槳17在反應(yīng)器內(nèi)部，在膠結(jié)砂芯曝氣頭上方，攪拌器電機6在反應(yīng)器的外部，設(shè)置在反應(yīng)器頂部；進水泵在反應(yīng)器外部，通過進水管路為反應(yīng)器提供水源。氣體收集系本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種基于過程控制的SBR法反應(yīng)過程N2O氣體收集裝置，該裝置包括污水處理SBR反應(yīng)器、氣體收集系統(tǒng)、恒溫控制裝置、壓力調(diào)節(jié)計量裝置和在線檢測系統(tǒng)；其特征在于：所述的污水處理SBR反應(yīng)器由反應(yīng)器（1）、進水泵（2）、曝氣泵（3）、氣體流量計（4）、膠結(jié)砂芯曝氣頭（5）、機械攪拌器（6）、取水樣口（12）、排泥管（13）、排水管（14）、放空管（15）、攪拌漿（17）組成；所述的氣體收集系統(tǒng)由反應(yīng)器密封蓋和收集管路組成；所述的收集管路系統(tǒng)由可調(diào)節(jié)三通(22)、干燥管(23)、氣體采樣袋(24)、輔助支持氣體氣瓶(25)、分壓表(26)組成；轉(zhuǎn)換可調(diào)節(jié)三通(22)和開關(guān)輔助支持實現(xiàn)單管路和雙管路收集系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化；恒溫控制裝置由溫度控制器（7）和加熱棒（8）組成；所述的壓力調(diào)節(jié)計量裝置由壓力計量瓶(34)、刻度標示(35)、壓力調(diào)節(jié)膽(36)、壓力計連接口（37）和壓力計接入口（30）組成；所述的在線檢測系統(tǒng)由在線傳感器、測定儀和數(shù)據(jù)傳輸線組成。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于過程控制的SBR法反應(yīng)過程N2O氣體收集裝置，該裝置包括污水處理SBR反應(yīng)器、氣體收集系統(tǒng)、恒溫控制裝置、壓力調(diào)節(jié)計量裝置和在線檢測系統(tǒng)；其特征在于:所述的污水處理SBR反應(yīng)器由反應(yīng)器(I)、進水泵(2)、曝氣泵(3)、氣體流量計(4)、膠結(jié)砂芯曝氣頭(5)、機械攪拌器(6)、取水樣口(12)、排泥管(13)、排水管(14)、放空管(15)、攪拌漿(17)組成； 所述的氣體收集系統(tǒng)由反應(yīng)器密封蓋和收集管路組成；所述的收集管路系統(tǒng)由可調(diào)節(jié)三通(22)、干燥管(23)、氣體采樣袋(24)、輔助支持氣體氣瓶(25)、分壓表(26)組成； 轉(zhuǎn)換可調(diào)節(jié)三通(22)和開關(guān)輔助支持實現(xiàn)單管路和雙管路收集系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化； 恒溫控制裝置由溫度控制器(7)和加熱棒(8)組成； 所述的壓力調(diào)節(jié)計量裝置由壓力計量瓶(34)、刻度標示(35)、壓力調(diào)節(jié)膽(36)、壓力計連接口(37)和壓力計接入口(30)組成； 所述的在線檢測系統(tǒng)由在線傳感器、測定儀和數(shù)據(jù)傳輸線組成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于過程控制的SBR法生化反應(yīng)過程氣體收集裝置，其特征在于:所述的反應(yīng)器密封蓋由取氣口、輔助支持氣接入口(20)、氣體收集管路接入口(21)、法蘭盤(27)、膠墊(28)、螺母(29)、壓力計接入口 (30)、水封外套筒(31)、水封內(nèi)套筒(32)和內(nèi)套筒套封柱(33)組成。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于過程控制的SBR法生化反應(yīng)過程氣體收集裝置，其特征在于:...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉秀紅，楊慶，谷鵬超，李健偉，賈方旭，
申請(專利權(quán))人：北京工業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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