申請日2016.05.06

　　公開(公告)日2016.07.20

　　IPC分類號C02F9/14

　　摘要

　　本發明涉及一種高自適應性的污水深度凈化裝置及其方法，該裝置包括調節池、厭氧池、一級沉淀池、曝氣生物濾池、缺氧反硝化池、懸浮填料曝氣池、快速曝氣池、二級沉淀池、澄清池以及PLC。本發明裝置基于雙污泥反硝化脫氮除磷原理，建立了厭氧?缺氧?好氧?好氧的活性污泥反硝化系統和曝氣生物濾池的好氧生物膜硝化系統。本發明具有自動調節功能的進水調節系統，大大降低了的水質和水量變化;自動調節和控制使缺氧反硝化池的反硝化反應的達到幾乎穩定的狀態;實現連續流懸浮填料曝氣池的硝化終點的動態控制;本發明能在污水水質變化、水量和濃度發生變化的情況下，實現對生活污水的深度的脫氮除磷和降解有機物的作用。

　　權利要求書

　　1.一種高自適應性的污水深度凈化裝置，其特征在于：包括調節池、厭氧池、一級沉淀池、曝氣生物濾池、缺氧反硝化池、懸浮填料曝氣池、快速曝氣池、二級沉淀池、澄清池以及PLC，所述調節池的出水口通過管道和進水泵與厭氧池的進水口相連，厭氧池的出水口與一級沉淀池的進水口相連，一級沉淀池的上清液出水口與曝氣生物濾池的進水口相連，一級沉淀池的排泥口通過管道和污泥超越泵與缺氧反硝化池的進水口相連，曝氣生物濾池的排水口與缺氧反硝化池的進水口相連，缺氧反硝化池、懸浮填料曝氣池和快速曝氣池通過管道依次順序相連接，懸浮填料曝氣池的出水口通過管道和污泥混合液返回泵與缺氧反硝化池的進水口相連接，快速曝氣池的出水口與二級沉淀池的進水口相連，二級沉淀池的上清液出水口與澄清池的進水口相連，二級沉淀池的排放口通過污泥返回泵與厭氧池的進水口相連，二級沉淀池的排放口通過管道與排泥泵相連;澄清池的清液出口通過管道、反沖洗閥、反沖洗泵與曝氣生物濾池的排水口相連接，澄清池設排水管。

　　2.根據權利要求1所述的高自適應性的污水深度凈化裝置，其特征在于：所述一級沉淀池和二級沉淀池中均設有刮泥系統，刮泥系統包括與減速電機相連的中心軸，以及設置在中心軸上用于支撐刮泥板的支撐架，刮泥板貼附于沉淀池的錐形內壁上做圓周運動。

　　3.根據權利要求1所述的高自適應性的污水深度凈化裝置，其特征在于：所述厭氧池上還設置氧化還原電位監測系統，該氧化還原電位監測系統包括設置在厭氧池出水口處的氧化還原電極，以及與PLC相連的在線氧化還原電位測定儀器。

　　4.根據權利要求1所述的高自適應性的污水深度凈化裝置，其特征在于：所述調節池通過設置在其內部的液位傳感器探頭與液位傳感器連接，并通過進水泵與厭氧池的進水口相連，進水泵與變頻器連接，PLC分別與液位傳感器、液體電磁流量計和變頻器連接。

　　5.根據權利要求1所述的高自適應性的污水深度凈化裝置，其特征在于：所述曝氣生物濾池中設有填料層、布水器、溶解氧測定系統、曝氣系統和反沖洗排水閥;曝氣生物濾池上部為圓筒型，下部為同直徑的錐角為60度的倒圓錐形，圓錐與圓筒的接合處水平設置不銹鋼的篩孔板，篩孔徑為5mm，篩孔板上裝填填料形成填料層，填料粒徑為0.6～1.5cm;填料為火山巖、陶粒、石英砂或沸石;填料層上方設有布水管，布水管與曝氣生物濾池的進水口相連通;其中，溶解氧測定系統包括設于曝氣生物濾池排水口與缺氧反硝化池相連管路中的溶解氧電極，以及與PLC相連的在線溶解氧測定儀器;曝氣系統包括設置在曝氣生物濾池填料層中的供氧曝氣頭和反沖洗曝氣頭，與供氧曝氣頭和反沖洗曝氣頭相連的氣體流量計，與氣體流量計相連的曝氣泵，以及與曝氣泵相連的變頻器，變頻器與PLC相連;反沖洗排水閥設于曝氣生物濾池的填料層上方，用于反沖洗時排放，供氧曝氣頭設置于填料層的1/3高度處，通過常開氣體電磁閥控制，用于正常的曝氣供氧硝化反應;反沖洗曝氣頭設于填料層的底部，通過常閉氣體電磁閥控制，用于反沖洗時使用。

　　6.根據權利要求1所述的高自適應性的污水深度凈化裝置，其特征在于：所述缺氧反硝化池上還設有氧化還原電位控制系統、有機碳源計量系統以及曝氣系統;其中，氧化還原電位控制系統包括設置在缺氧反硝化池中出水端處的氧化還原電極，以及與PLC相連的在線氧化還原電位測定儀器;有機碳源計量系統包括有機碳源儲存池，以及通過管道與缺氧反硝化池連接的有機碳源計量泵，有機碳源計量泵與PLC連接;曝氣系統包括設置在缺氧反硝化池底部的曝氣頭，與曝氣頭相連的氣體流量計，與氣體流量計相連的曝氣泵，以及與曝氣泵相連的變頻器，變頻器與PLC相連。

　　7.根據權利要求1所述的高自適應性的污水深度凈化裝置，其特征在于：所述懸浮填料曝氣池中設有懸浮填料、pH測定系統和曝氣系統;其中，懸浮填料多孔球狀聚氨酯海綿填料，其直徑為0.5～3cm，孔徑為0.5～4mm，或者懸浮填料是帶有空隙的柱狀、球狀或立方體填料，所用懸浮填料的總體積占懸浮填料曝氣池有效體積的10～30%;pH測定系統包括設置在懸浮填料曝氣池中出水端處的pH電極，以及與PLC相連的在線pH測定儀器;曝氣系統包括設置在懸浮填料曝氣池底部的曝氣頭，與曝氣頭相連的氣體流量計，與氣體流量計相連的曝氣泵，以及與曝氣泵相連的變頻器，變頻器與PLC相連。

　　8.根據權利要求1所述的高自適應性的污水深度凈化裝置，其特征在于：所述快速曝氣池上還設有氧化還原電位控制系統和曝氣系統;其中，氧化還原電位控制系統包括設置在快速曝氣池中出水口處的氧化還原電極，以及與PLC相連的在線氧化還原電位測定儀器;曝氣系統包括設置在快速曝氣池底部的曝氣頭，與曝氣頭相連的氣體流量計，與氣體流量計相連的曝氣泵，以及與曝氣泵相連的變頻器，變頻器與PLC相連。

　　9.根據權利要求1所述的高自適應性的污水深度凈化裝置，其特征在于：所述PLC與上位機相連;PLC與在線氧化還原電位測定儀器之間、PLC與變頻器之間、PLC與在線溶解氧測定儀器之間、PLC與在線pH測定儀器之間、PLC與有機碳源計量泵之間、PLC與液位傳感器之間、PLC與液體電磁流量計之間的電連接均采用485通信方式連接。

　　10.一種高自適應性的污水深度凈化方法，采用權利要求1所述的高自適應性的污水深度凈化裝置，其特征在于經過下列各步驟：

　　(1)在上位機中預設PLC的控制要求，使PLC實現對下列步驟的控制;

　　(2)待處理污水自進水管送入調節池對水量和水質進行調節，PLC根據液位傳感器探頭和液位傳感器監測得到結果，通過液體電磁流量計和變頻器每天調整一次進水泵的流速;

　　(3)調節池流出的污水經過進水泵輸送到厭氧池中，在厭氧條件下釋放磷，厭氧池出水口處設置的氧化還原電極用以監測厭氧池的釋放磷的情況，當厭氧池的氧化還原電位小于-300mv，達到厭氧釋磷條件，得到污泥混合液;

　　(4)步驟(3)所得污泥混合液從厭氧池進入一級沉淀池進行沉降分離，所得上清液流入曝氣生物濾池，沉淀污泥經污泥超越泵輸送至缺氧反硝化池中;上清液中的氨氮在曝氣生物濾池中全部氧化成硝酸鹽和亞硝酸鹽，曝氣生物濾池通過在線溶解氧測定儀器監測的出水溶解氧變化進而通過PLC控制曝氣系統提供的曝氣強度，使曝氣生物濾池中的出水溶解氧濃度為0.5～1mg/L，得到硝化液;

　　(5)硝化液進入缺氧反硝化池，硝化液和經污泥超越泵流入的沉淀污泥在缺氧反硝化池中發生反硝化吸磷和反硝化脫氮反應，PLC將缺氧反硝化池的氧化還原電位值與設定的控制范圍進行比較，確定缺氧反硝化池的曝氣系統停止和運行，運行時曝氣量的大小，以及有機碳源計量泵的流量;

　　當添加有機碳源時，PLC通過調節缺氧反硝化池的曝氣強度，和控制外加有機碳源計量泵的流速來控制缺氧反硝化池的氧化還原電位，實現對缺氧反硝化池反硝化反應的終點的控制;外加有機碳源計量泵在缺氧反硝化池的曝氣泵停止運行時向缺氧反硝化池提供有機碳源;當添加有機碳源時，PLC控制缺氧反硝化池的氧化還原電位的控制方法見表1：

　　表1 外加有機碳源時缺氧反硝化池和快速曝氣池氧化還原電位控方法

　　當不添加有機碳源時，PLC裝置首先是通過調節缺氧反硝化池的曝氣強度，來控制缺氧反硝化池的氧化還原電位，當缺氧反硝化池的曝氣泵停止運行時，則還通過調整快速曝氣池的氧化還原電位的控制范圍來實現缺氧反硝化池的控制要求;快速曝氣池氧化還原電位實際的控制范圍即移動控制范圍在一定范圍內移動，這個控制范圍即快速曝氣池的氧化還原電位控制區間，PLC根據缺氧反硝化池氧化還原電位的控制需要，在快速曝氣池的氧化還原電位控制區間內對快速曝氣池的移動控制范圍進行上下移動調整;在不添加有機碳源時，PLC控制缺氧反硝化池、快速曝氣池的氧化還原電位的具體控制方法見表2：

　　表2 無外加有機碳源添加時缺氧反硝化池和快速曝氣池氧化還原電位控制方法

　　(6)從缺氧反硝化池中流出的污泥混合液流入懸浮填料曝氣池進行好氧硝化、好氧吸磷和有機物的降解;曝氣系統通過定期增加和減少懸浮填料曝氣池的曝氣強度，同時通過pH測定系統檢測pH變化規律來確定硝化反應的終點和保持相應的曝氣強度;

　　當增加曝氣強度：pH上升，曝氣強度已經超過了硝化反應的終點，則減少曝氣強度;pH下降，硝化反應不完全，則加大曝氣強度;pH先下降后上升，這時曝氣強度處在硝化終點，采用調整后的曝氣強度;當減少曝氣強度時：pH下降，曝氣強度已經超過了硝化反應的終點，則進一步減少曝氣強度;pH上升，硝化反應不完全，則加大曝氣強度;pH呈現先下降后上升的規律，這時曝氣強度處在硝化終點，將曝氣強度調整回原有的曝氣強度;

　　(7)污泥混合液從懸浮填料曝氣池流出的一部分通過污泥混合液返回泵輸送入缺氧反硝化池做循環處理，另一部分則流入快速曝氣池;

　　當無外加有機碳源時，PLC根據需要控制曝氣系統提供的曝氣強度來調整快速曝氣池的氧化還原電位，強化對磷的好氧吸收作用，和對剩余有機物的降解，見表1;當無外加有機碳源時，快速曝氣池的氧化還原電位的控制范圍會隨著缺氧反硝化池的控制需要在控制區間范圍內移動調節，并通過控制曝氣系統提供的曝氣強度來使快速曝氣池的氧化還原電位在移動控制范圍內，以適應污水水質和濃度發生的變化，見表2;

　　(8)污泥混合液流入二級沉淀池進行固液分離，二級沉淀池所得上清液排到澄清池做進一步沉降，所得污泥中的一部分通過污泥返回泵返回到厭氧池做循環處理，另一部分污泥作為剩余污泥用排泥泵定量排出;澄清池所得凈化水通過排水管排出即為處理后出水;澄清池收集的污泥定時通過排泥閥排放;

　　當本裝置連續運行15天至20天時應對曝氣生物濾池進行反沖洗，反沖洗時將設置于曝氣生物濾池與缺氧反硝化池之間的管路中的常開硝化液電磁閥關閉，同時開啟反沖洗泵，將澄清池的清液從曝氣生物濾池下方排水口注入曝氣生物濾池中，同時關閉供氧曝氣頭的常開氣體電磁閥，打開反沖洗曝氣頭的常閉氣體電磁閥，通過反沖洗和加大曝氣量，利用氣泡向上運動的切割和擾動使填料層上的生物膜脫落;

　　其中，污泥混合液在各池停留時間預設：厭氧池1～3h、曝氣生物濾池2～8h、缺氧反硝化池1.5～4h、懸浮填料曝氣池0.5～2h、快速曝氣池0.2～1h;

　　曝氣生物濾池的氣水比為10～40;

　　厭氧池、缺氧反硝化池和懸浮填料曝氣池的污泥濃度控制在2000～5000mg/L的范圍內;

　　以污泥返回泵的流速為參照，各泵流速比例范圍預設：污泥返回泵流速比例100%;進水泵比例50～200%;污泥超越泵流速比例30～80%;污泥混合液回流泵流速比例100～200%;

　　厭氧池、一級沉降池、缺氧反硝化池、懸浮填料曝氣池、快速曝氣池和二級沉降池中的活性污泥停留時間為10～17天;

　　厭氧池氧化還原電位控制范圍<-300mv，缺氧反硝化池氧化還原電位控制區間-170～-100mv，快速曝氣池氧化還原電位控制區間0～+120mv。

　　說明書

　　一種高自適應性的污水深度凈化裝置及其方法

　　技術領域

　　本發明屬于污水處理技術領域，涉及一種高自適應性的污水深度凈化裝置及其方法。

　　背景技術

　　近年來，我國城鎮、居民區和生活小區周邊都配套建設和運行了許多的中小污水處理廠，由于受到污水水質和水量的波動、管理水平低下以及工藝自動化程度較低等因素，出水水質一般較差，尤其是氮磷的去除率較低，很難達到我國污水處理排放標準。大量中小型污水廠的凈化水作為景觀水或者灌溉水回用，由于富含較高的氮磷營養元素，容易誘發藍藻水華現象，引起地下水環境污染。目前，針對水質和水量變化的、能自動適應，自動調節、能深度凈化污水的中小污水處理裝置和工藝技術研究還較少。

　　發明內容

　　為解決上述問題，本發明提供一種高自適應性的污水深度凈化裝置及方法，該裝置及其方法依據雙污泥反硝化脫氮除磷原理，基于PLC在線控制技術，在添加有機碳源的條件下，通過調節池控制系統的均速進水控制、穩定狀態的反硝化控制、低氧低氨氮濃度硝化液的精確控制，和動態調整的連續流懸浮填料曝氣池硝化終點控制，污泥混合液回流反硝化等脫氮除磷技術的優化組合，強化對污水的脫氮除磷的效果，同時使裝置能適應進水水量、水質、污水濃度的變化沖擊。

　　本發明通過下列技術方案實現：一種高自適應性的污水深度凈化裝置，包括調節池、厭氧池、一級沉淀池、曝氣生物濾池、缺氧反硝化池、懸浮填料曝氣池、快速曝氣池、二級沉淀池、澄清池以及PLC，所述調節池的出水口通過管道和進水泵與厭氧池的進水口相連，厭氧池的出水口與一級沉淀池的進水口相連，一級沉淀池的上清液出水口與曝氣生物濾池的進水口相連，一級沉淀池的排泥口通過管道和污泥超越泵與缺氧反硝化池的進水口相連，曝氣生物濾池的排水口與缺氧反硝化池的進水口相連，缺氧反硝化池、懸浮填料曝氣池和快速曝氣池通過管道依次順序相連接，懸浮填料曝氣池的出水口通過管道和污泥混合液返回泵與缺氧反硝化池的進水口相連接，快速曝氣池的出水口與二級沉淀池的進水口相連，二級沉淀池的上清液出水口與澄清池的進水口相連，二級沉淀池的排放口通過污泥返回泵與厭氧池的進水口相連，二級沉淀池的排放口通過管道與排泥泵相連，用于排放剩余污泥;澄清池的清液出口通過管道、反沖洗閥、反沖洗泵與曝氣生物濾池的排水口相連接，澄清池設排水管。

　　所述調節池、厭氧池、缺氧反硝化池和快速曝氣池內均設有潛水攪拌器。起到混合攪拌物料的作用。所述厭氧池和缺氧反硝化池的頂部均設有排氣管。

　　所述一級沉淀池和二級沉淀池中均設有刮泥系統，刮泥系統包括與減速電機相連的中心軸，以及設置在中心軸上用于支撐刮泥板的支撐架，刮泥板貼附于沉淀池的錐形內壁上做圓周運動。刮泥系統由減速電機帶動低速轉動，轉速以不攪動污泥為宜，刮泥系統的主要作用是將沉淀池底部錐形邊緣的污泥刮到沉淀池的中央，可以減少污泥的停留時間，避免污泥在沉淀池過度積累產生局部厭氧，導致的磷的二次釋放，同時能提高厭氧池、缺氧反硝化池和的污泥濃度，加快反硝化速率。刮泥系統對沉降區域的污泥進行適當的擾動，填補污泥抽空上方的空腔，加速泵對污泥的抽吸。刮泥系統能顯著提高污泥的流動性，最大限度的減少污泥在沉淀池的停留時間，提高厭氧池和缺氧反硝化池污泥的濃度。

　　所述厭氧池上還設置氧化還原電位監測系統，該氧化還原電位監測系統包括設置在厭氧池出水口處的氧化還原電極，以及與PLC相連的在線氧化還原電位測定儀器。

　　所述調節池通過設置在其內部的液位傳感器探頭與液位傳感器連接，并通過進水泵與厭氧池的進水口相連，進水泵與變頻器連接，PLC分別與液位傳感器、液體電磁流量計和變頻器連接，實現監測和控制。即PLC通過液位傳感器探頭和液位傳感器監測得當天來水高峰期前的固定時刻的儲水量，與水位控制線對應的儲水量進行比較，再根據近期每天進水泵平均流量估算當天進水泵的流速，用液體電磁流量計測定進水泵的流速，PLC通過改變變頻器的電源輸出頻率，使進水泵按設定的流速工作。

　　所述曝氣生物濾池中設有填料層、布水器、溶解氧測定系統、曝氣系統和反沖洗排水閥;曝氣生物濾池上部為圓筒型，下部為同直徑的錐角為60度的倒圓錐形，圓錐與圓筒的接合處水平設置不銹鋼的篩孔板，篩孔徑為5mm，篩孔板上裝填填料形成填料層，填料粒徑為0.6～1.5cm;填料為火山巖、陶粒、石英砂或沸石;填料層上方設有布水管，布水管與曝氣生物濾池的進水口相連通;其中，溶解氧測定系統包括設于曝氣生物濾池排水口與缺氧反硝化池相連管路中的溶解氧電極，以及與PLC相連的在線溶解氧測定儀器;曝氣系統包括設置在曝氣生物濾池填料層中的供氧曝氣頭和反沖洗曝氣頭，分別與供氧曝氣頭和反沖洗曝氣頭相連的氣體流量計，與氣體流量計相連的曝氣泵，以及與曝氣泵相連的變頻器，變頻器與PLC相連;反沖洗排水閥設于曝氣生物濾池的填料層上方，用于反沖洗時排放，供氧曝氣頭設置于填料層的1/3高度處，通過常開氣體電磁閥控制，用于正常的曝氣供氧硝化反應;反沖洗曝氣頭設于填料層的底部，通過常閉氣體電磁閥控制，用于反沖洗時使用。曝氣生物濾池長期運行，會有大量污泥和生物膜積累，會使曝氣生物濾池發生堵塞，大量微生物的積累會發生磷的釋放而影響除磷效果。因此，當污水深度凈化裝置連續運行15天至20天時應對曝氣生物濾池進行反沖洗，反沖洗時將設置于曝氣生物濾池與缺氧反硝化池之間管路中的常開硝化液電磁閥關閉，同時開啟反沖洗泵，將澄清池的澄清液從曝氣生物濾池下方排水口注入曝氣生物濾池中，同時關閉供氧曝氣頭的常開氣體電磁閥，打開反沖洗曝氣頭的常閉氣體電磁閥，通過反沖洗和加大曝氣量，利用氣泡向上運動的切割和擾動使填料層上的生物膜脫落。反沖洗時間為5-10分鐘。

　　所述缺氧反硝化池上還設有氧化還原電位控制系統、有機碳源計量系統以及曝氣系統;其中，氧化還原電位控制系統包括設置在缺氧反硝化池中出水端處的氧化還原電極，以及與PLC相連的在線氧化還原電位測定儀器;有機碳源計量系統包括有機碳源儲存池，以及通過管道與缺氧反硝化池連接的有機碳源計量泵，有機碳源計量泵與PLC連接;曝氣系統包括設置在缺氧反硝化池底部的曝氣頭，與曝氣頭相連的氣體流量計，與氣體流量計相連的曝氣泵，以及與曝氣泵相連的變頻器，變頻器與PLC相連。PLC通過調整缺氧反硝化池中的曝氣強度，調整有機碳源計量泵的流速來控制缺氧反硝化池的氧化還原電位，使反硝化反應剛好達到設定的要求。當有外加有機碳源添加時，本裝置適合于處理污水碳氮比為3～14，碳磷比大于50的生活污水;當無外加有機碳源添加時，本裝置適合于處理污水碳氮比為6～14，碳磷比大于50的生活污水。

　　所述懸浮填料曝氣池中設有懸浮填料、pH測定系統和曝氣系統;其中，懸浮填料為多孔球狀聚氨酯海綿填料，其直徑為0.5～3cm，孔徑為0.5～4mm，或者懸浮填料是帶有空隙的柱狀、球狀或立方體填料，所用懸浮填料的總體積占懸浮填料曝氣池有效體積的10～30%;pH測定系統包括設置在懸浮填料曝氣池中出水端處的pH電極，以及與PLC相連的在線pH測定儀器;曝氣系統包括設置在懸浮填料曝氣池底部的曝氣頭，與曝氣頭相連的氣體流量計，與氣體流量計相連的曝氣泵，以及與曝氣泵相連的變頻器，變頻器與PLC相連。PLC通過定期增加和減少懸浮填料曝氣池的曝氣量，檢測pH變化規律來確定硝化反應的終點，決定曝氣強度的。

　　所述快速曝氣池上還設有氧化還原電位控制系統和曝氣系統;其中，氧化還原電位控制系統包括設置在快速曝氣池中出水口處的氧化還原電極，以及與PLC相連的在線氧化還原電位測定儀器;曝氣系統包括設置在快速曝氣池底部的曝氣頭，與曝氣頭相連的氣體流量計，與氣體流量計相連的曝氣泵，以及與曝氣泵相連的變頻器，變頻器與PLC相連。PLC通過調整快速曝氣池的曝氣強度，使快速曝氣池的氧化還原電位剛好達到設定的要求，通過好氧吸磷作用，在末端強化對磷的去除。

　　所述PLC與上位機相連;PLC與在線氧化還原電位測定儀器之間、PLC與變頻器之間、PLC與在線溶解氧測定儀器之間、PLC與在線pH測定儀器之間、PLC與有機碳源計量泵之間、PLC與液位傳感器之間、PLC與液體電磁流量計之間的電連接均采用485通信方式連接。

　　本發明的另一目的在于提供一種高自適應性的污水深度凈化方法，經過下列各步驟：

　　(1)在上位機中預設PLC的控制要求，使PLC實現對下列步驟的控制;

　　(2)待處理污水自進水管送入調節池對水量和水質進行調節，PLC根據液位傳感器探頭和液位傳感器監測得到結果，通過液體電磁流量計和變頻器每天調整一次進水泵的流速，PLC將調節池當天用水高峰期來臨前同一時刻的儲水量減去來水低峰時水位控制線儲水量，并加上近期每天的平均進水量的結果來估算當天的進水泵流速，即：

　　進水泵流速(m3/小時)=(低峰水位控制線儲水量—當天凌晨低峰同一時刻的儲水量+近幾日每天平均進水泵總量)/24(小時);

　　對于來水每周或者每隔幾天出現的周期性變化，可以通過設置來水周期內不同日期的低峰時水位控制線來減少每天進水泵流速差異，對于來水較多的日期提高低峰水位控制線，對于來水較少的日期調低低峰水位控制線來減少每天之間來水量的差異，保障裝置的正常運行;經過這樣的進水流速控制，每天的進水流速只改變一次，每天之間的流速變化也得到大大的削減，減少了流速劇烈變化對污水氮磷的凈化效率的干擾;

　　(3)調節池流出的污水經過進水泵輸送到厭氧池中，與二級沉淀池沉淀的經過污泥返回泵返回的污泥進行混合，在厭氧條件下釋放磷，厭氧池出水口處設置的氧化還原電極用以監測厭氧池的釋放磷的情況，當厭氧池的氧化還原電位小于-300mv，達到厭氧釋磷條件，得到污泥混合液;

　　(4)步驟(3)所得污泥混合液從厭氧池進入一級沉淀池進行沉降分離，所得上清液流入曝氣生物濾池，沉淀污泥經污泥超越泵輸送至缺氧反硝化池中;上清液中的氨氮在曝氣生物濾池中全部氧化成硝酸鹽和亞硝酸鹽，曝氣生物濾池通過在線溶解氧測定儀器監測的出水溶解氧變化進而通過PLC控制曝氣系統提供的曝氣強度，使曝氣生物濾池中的出水溶解氧濃度為0.5～1mg/L，得到硝化液;

　　(5)硝化液進入缺氧反硝化池，硝化液和經污泥超越泵流入的沉淀污泥在缺氧反硝化池中發生反硝化吸磷和反硝化脫氮反應，PLC將缺氧反硝化池的氧化還原電位值與設定的控制范圍進行比較，確定缺氧反硝化池的曝氣系統停止和運行，運行時曝氣量的大小，以及有機碳源計量泵的流量;

　　當添加有機碳源時，PLC不會改變缺氧反硝化池和快速曝氣池的氧化還原電位控制范圍，PLC通過調節缺氧反硝化池的曝氣強度，和控制外加有機碳源計量泵的流速來控制缺氧反硝化池的氧化還原電位，實現對缺氧反硝化池反硝化反應的終點的控制;為合理利用有機碳源，外加有機碳源計量泵只能在缺氧反硝化池的曝氣泵停止運行時才能向缺氧反硝化池提供有機碳源;當添加有機碳源時，PLC控制缺氧反硝化池的氧化還原電位的控制方法見表1：

　　表1 外加有機碳源時缺氧反硝化池和快速曝氣池氧化還原電位控方法

　　當不添加有機碳源時，PLC裝置首先是通過調節缺氧反硝化池的曝氣強度，來控制缺氧反硝化池的氧化還原電位，當缺氧反硝化池的曝氣泵停止運行時，則還通過調整快速曝氣池的氧化還原電位的控制范圍來實現缺氧反硝化池的控制要求;快速曝氣池氧化還原電位實際的控制范圍即移動控制范圍可以在較大范圍內移動，這個較大的控制范圍即快速曝氣池的氧化還原電位控制區間，PLC根據缺氧反硝化池氧化還原電位的控制需要，在快速曝氣池的氧化還原電位控制區間內對快速曝氣池的移動控制范圍進行上下移動調整;在不添加有機碳源時，PLC控制缺氧反硝化池、快速曝氣池的氧化還原電位的具體控制方法見表2：

　　表2 無外加有機碳源添加時缺氧反硝化池和快速曝氣池氧化還原電位控制方法

　　(6)從缺氧反硝化池中流出的污泥混合液流入懸浮填料曝氣池進行好氧硝化、好氧吸磷和有機物的降解;懸浮填料曝氣池中懸浮填料一方面強化懸浮填料曝氣池的硝化作用，另一方面懸浮填料較厚的生物膜使懸浮填料曝氣池具有一定的同時硝化反硝化脫氮能力;為確保懸浮填料曝氣池中污泥混合液的氨氮完全發生硝化反應，曝氣系統通過定期增加和減少懸浮填料曝氣池的曝氣強度，同時通過pH測定系統檢測pH變化規律來確定硝化反應的終點和保持相應的曝氣強度;

　　一段較短時間范圍內，進水水質一般相對穩定，在懸浮填料曝氣池這種連續流曝氣池中，剛好實現氨氮的全部硝化所需的曝氣強度和對應的pH值是相對穩定不變的，曝氣強度不足和較大會對pH產生顯著的影響，可以通過短時間內增加或者減少曝氣強度來改變硝化反應強度，來撲捉硝化反應的終點。因此，懸浮填料曝氣系統通過定期增加和減少懸浮填料曝氣池的曝氣強度，同時通過pH測定系統檢測pH變化規律來確定硝化反應的終點和保持相應的曝氣強度;

　　當增加曝氣強度：如果pH上升這時曝氣強度已經超過了硝化反應的終點，應該減少曝氣強度;如果pH下降則硝化反應不完全，需加大曝氣強度;如果pH先下降后上升，這時曝氣強度剛好處在硝化終點，采用調整后的曝氣強度;當減少曝氣強度時：如果pH下降，則曝氣強度已經超過了硝化反應的終點，需進一步減少曝氣強度;如果pH上升，則硝化反應不完全，需加大曝氣強度;如果pH呈現先下降后上升的規律，這時曝氣強度剛好處在硝化終點，將曝氣強度調整回原有曝氣強度不變;

　　(7)污泥混合液從懸浮填料曝氣池流出的一部分通過污泥混合液返回泵輸送入缺氧反硝化池做循環處理，另一部分則流入快速曝氣池;

　　當無外加有機碳源時，PLC根據需要控制曝氣系統提供的曝氣強度來調整快速曝氣池的氧化還原電位，強化對磷的好氧吸收作用，和對剩余有機物的降解，見表1;當無外加有機碳源時，快速曝氣池的氧化還原電位的控制范圍(即移動控制范圍)會隨著缺氧反硝化池的控制需要在控制區間范圍內移動調節，并通過控制曝氣系統提供的曝氣強度來使快速曝氣池的氧化還原電位在移動控制范圍內，以適應污水水質和濃度發生的變化，見表2;

　　(8)污泥混合液流入二級沉淀池進行固液分離，二級沉淀池所得上清液排到澄清池做進一步沉降，所得污泥中的一部分通過污泥返回泵返回到厭氧池做循環處理，另一部分污泥作為剩余污泥用排泥泵定量排出;澄清池所得凈化水通過排水管排出即為處理后出水;澄清池收集的污泥定時通過排泥閥排放;

　　當本裝置連續運行15天至20天時應對曝氣生物濾池進行反沖洗，反沖洗時將設置于曝氣生物濾池與缺氧反硝化池之間的管路中的常開硝化液電磁閥關閉，同時開啟反沖洗泵，將澄清池的清液從曝氣生物濾池下方排水口注入曝氣生物濾池中，同時關閉供氧曝氣頭的常開氣體電磁閥，打開反沖洗曝氣頭的常閉氣體電磁閥，通過反沖洗和加大曝氣量，利用氣泡向上運動的切割和擾動使填料層上的生物膜脫落;

　　其中，污泥混合液在各池停留時間預設：厭氧池1～3h、曝氣生物濾池2～8h、缺氧反硝化池1.5～4h、懸浮填料曝氣池0.5～2h、快速曝氣池0.2～1h;

　　曝氣生物濾池的氣水比為10～40;

　　厭氧池、缺氧反硝化池和懸浮填料曝氣池的污泥濃度控制在2000～5000mg/L的范圍內;

　　以污泥返回泵的流速為參照，各泵流速比例范圍預設：污泥返回泵流速比例100%;進水泵比例50～200%;污泥超越泵流速比例30～80%;污泥混合液回流泵流速比例100～200%;

　　厭氧池、一級沉降池、缺氧反硝化池、懸浮填料曝氣池、快速曝氣池和二級沉降池中的活性污泥停留時間為10～17天;

　　厭氧池氧化還原電位控制范圍<-300mv，缺氧反硝化池氧化還原電位控制區間-170～-100mv，快速曝氣池氧化還原電位控制區間0～+120mv。

　　使用本發明提供的裝置時，根據需要處理的污水濃度情況，污水的碳氮比、碳磷比和每天需要處理的污水量情況設計出各反應池的大小。管理人員在運行初期通過上位機人工對裝置進行調試，根據污水的水質和需要達到的凈化目標的情況確定各控制參數的具體控制范圍，檢測進出水和各反應池可溶性磷、氨氮、硝酸根和亞硝酸根的變化情況，確定最佳的進水泵的流速比、污泥超越泵的流速比、污泥返回泵的流速比，污泥混合液返回泵流速比，缺氧反硝化池氧化還原電位控制區間和初始的移動控制范圍，快速曝氣池氧化還原電位控制區間和初始的移動控制范圍、調節池水位控制線，曝氣生物濾池溶解氧控制范圍，懸浮填料曝氣池曝氣泵的初步電源頻率，初步確定進水泵流速比，PLC就可以完全自行控制。

　　由于PLC對調節池的控制，使進水流速和水質相對穩定;PLC可以根據曝氣生物濾池出水溶解氧的變化自動調節曝氣生物濾池的曝氣強度，來達到曝氣生物濾池低氧低氨氮濃度的硝化液的動態控制;PLC通過調整曝氣強度和有機碳源計量泵的流速，能快速控制水質變化對缺氧反硝化池和快速曝氣池的氧化還原電位的造成的波動;硝化終點控制系統定期進行硝化終點的檢測并保持曝氣強度略高于硝化終點所需的曝氣強度，確保水質變動時懸浮填料曝氣池氨氮完全發生硝化。PLC實時將缺氧反硝化池、懸浮填料曝氣池和快速曝氣池的氧化還原電位的值，曝氣生物濾池的溶解氧值，以及各變頻器的電源輸出頻率反饋回電腦端程序界。因此，本裝置對于污水濃度變化和水量變化、碳氮比、以及碳磷比的變化具有高度的自適應能力。

　　本發明與現有技術相比，其有益效果為：本發明裝置基于雙污泥反硝化脫氮除磷原理，建立了厭氧-缺氧-好氧-好氧的反硝化活性污泥系統和具有好氧硝化功能的生物膜系統(即曝氣生物濾池)相結合的雙污泥系統。

　　本發明在厭氧池前端設置了調節池并配置了的具有自動調節功能的進水調節系統，大大降低了的水質和水量變化;通過外加有機碳源和曝氣強度的自動調節和控制使缺氧反硝化池的反硝化反應的達到幾乎穩定的狀態;通過主動改變曝氣強度確定硝化終點來實現連續流懸浮填料曝氣池的硝化終點的動態控制;采用低氨氮和低溶解氧濃度的硝化液出水控制技術;采用污泥混合液回流反硝化技術;采用厭氧釋磷、反硝化吸磷和好氧吸磷的生物除磷技術;本發明能在污水水質變化、水量和濃度發生變化的情況下，實現對生活污水的深度的脫氮除磷和降解有機物的作用。

　　本發明解決了中小污水處理工藝自動控制能力差，無法實現深度脫氮除磷，出水水質不穩定的問題，適合于中小污水廠新建項目，通過多參數全自動控制下，對污水水質變化和污水水量變化具有一定自動調節和適應能力，能自動補充有機碳源的保持動態平衡，保證各種污水水質條件下穩定實現深度脫氮除磷。該裝置及其方法依據雙污泥反硝化脫氮除磷原理，基于PLC在線控制技術，在添加有機碳源的條件下，通過調節池控制系統的均速進水控制、穩定狀態的反硝化控制、低氧低氨氮濃度硝化液的精確控制，和動態調整的連續流懸浮填料曝氣池硝化終點控制，污泥混合液回流反硝化等脫氮除磷技術的優化組合，強化對污水的脫氮除磷的效果，同時使裝置能適應進水水量、水質、污水濃度的變化沖擊。