问DAT—IAT工艺污水处理设备有哪些？？

SBR工艺是在同一反应池中完成进水、 反应、沉淀、滗水、排泥等工序的。与其他 工艺相比，SBR工艺是一种高效、经济、管 理简便，适用于中、小水量污水处理的工艺， 在世界范围得到了深入的研究和广泛的应 用。随着人们对 SBR研究的深入，新型的 SBR工艺不断出现，其变型工艺有 ICEAS (间隙式循环延时曝气活性污泥法)工艺、 CASS(周期循环活性污泥法)工艺、CAST (循环式活性污泥法)工艺、IDEA(间隙排水 延时曝气)工艺、IDAI (间隙排水曝气塘)工 艺等。DAT—IAT工艺是 SBR工艺中继以 上几种工艺之后不断完善发展的一种新工 艺。表 1对比了各种 SBR工艺的基本情况和 性能。与CASS和ICEAS相比，DAT池是一 种更加灵活、完备的预反应器，从而使 DAT 池与 IAT池能够保持较长的污泥龄和很高 的 MLSS浓度，对有机负荷及毒物有较强的抗冲击能力。 1 DAT—IAT工艺的工作原理 DAT—IAT工艺是在 SBR工艺的基础 上完善和发展起来的一种新工艺。其主体构 筑物由两个串联的反应池——连续曝气池 (DAT)和间歇曝气 池(IAT)构成。其 中 DAT池为主反应区，连续进水，连续曝气， 大部分可溶性有机污染物在这里被去除，并 有从 IAT池回流的混合液流人，其出水连续 流人 IAT池，在 IAT池内完成反应、沉淀、 滗水和排除剩余污泥等工序。DAT—IAT工 艺流程如图 1所示[1]。 实际上，DAT池相当于一个传统活性 污泥法的曝气池，水面呈周期性变化；IAT 池相当于一个传统的SBR池，其反应机理以 及污染物的去除机制和传统 SBR相同，仅是 构筑物的构成方式和运行操作不一样。 水路： 进水 →格栅→进水泵房→沉砂池→DAT反应池 I IAT反应池l→出水 泥路： DAT反应池 I IAT反应池→浓缩池→储泥池→脱水机房 →泥饼外运 图 1 DAT—IAT T艺流程 1．1 进水阶段 DAT—IAT系统的原污水是连续进入 DAT，经曝气初期处理后的污水连续进入 IAT。连续进水是对进水的控制大大简化，这样的双池系统还起着调节和均质作用。而且还减少了管路及进水电动阀门的费用，这是不同的 SBR处理工 艺是否适用于大型污水厂的首要条件。原污水连续地进入 DAT，并经连续曝气后通过 DAT与IAT之间双层导流设施进入 IAT。由于原污水仅仅流入 DAT池，DAT池不直接排放处理水，因此，在系统运行过程中即使有水质水量的变化，对处理出水水质没有太大的影响。 而对于 IAT反应池，进水阶段是其接纳污水的过程。在污水流入开始之前是上 1个周期的排水或闲置状态，因此反应池内污泥混合液起着回流污泥的作用 ，此时反应池内水位最低。在进水过程所决定时间内即达到最高水位之前，反应池的排水口一直处于关闭状态以接纳污水的流入。但在此过程中不能将其看成是单纯的水位上升，在此阶段，池内还进行着重要的生化反应： (1)曝气：进行好氧反应，有机物几乎在进水过程中被氧 化掉。 (2)搅拌：进行厌氧反应或缺氧反应 ，抑制好氧反应进 行。 (3)静置。 1．2 反应阶段 该阶段反应首先发生在 DAT，该池全天在连续进水的同 时连续曝气，池中水流呈完全混合流态，其主要任务是完成活性污泥对有机物的吸附。在污水开始与活性污泥接触后的较短时间内，进水中的有机污染物即被大量除去，完成物理吸附和生物吸附，污水中呈悬浮和胶体状态的有机污染物即被活性污泥凝聚和吸附而去除，并且被吸附在微生物细胞表面的有机物会被微生物逐步摄人体内。由于该系统为连续进水，对整个反应系统起到水力均衡的作用。 反应的第 2部分发生在 IAT，经 DAT进行初步的生物处 理后的污水通过两池之间双层配水装置连续不断地进入 IAT，按工艺计算要求进行一定时间的曝气或搅拌，从而达到好氧反应的目的(去除剩余的 BOD5和硝化)。一般来说，DAT与 L&T需氧量之比为 65％：35％，有时为达到更好的沉淀效果，在沉淀前最短时间内进行曝气 ，以去除附着在污泥上的氮气。存活在 IAT内的活性污泥微生物继续完成将周围环境污水中的有机污染物作为营养加以摄取、吸收，进一步氧化分解和合成代谢的过程，并将合成代谢产物一一剩余污泥从 IAT池排出系统。 对贮存在微生物细胞表面和体内的有机污染物充分地 加以代谢，是活性污泥微生物进入内源呼吸期，使其再生，提高活性 ，并回流到 DAT中的过程。IAT向DAT回流比可视水质和MLSS质量分数控制在 100％～450％之间。排除剩余污泥也可以在本阶段进行。 1．3 沉淀阶段 DAT—IAT系统可视为延时曝气，沉淀发生在 IAT，其活 性污泥混合液具有质轻，絮体颗粒小，易被出水带去，易受扰动等特点，因此为避免沉淀过程产生扰动，在设计 中需将DAT注入 IAT过程中的流速设置得非常低。当 IAT停止曝气后，活性污泥絮体静态沉淀与上清液分离。DAT—IAT工艺采用独特的双隔墙导流系统，有效地防止了污水 自DAT流入 IAT时，出现水力短流或扰动已沉淀的污泥层的现象，因而具有 良好的沉淀效果。IAT活性污泥混合液的质量浓 度在 2～4 mg／L之间，具有絮凝性能，可以产生成层沉淀，沉 淀时泥水之间有较清晰的界面，絮凝体结成整体，共同下沉， 达到澄清上清液，浓缩混合液的作用。 1．4 排水、排泥 排水过程发生在 IAT内，当池水位达到设计的最高水水 位时，沉淀后的上清液由设置在IAT末端的滗水器缓慢地排 出池外。当池水水位恢复到处理周期开始的最低水位时停止滗水。 IAT反应池底部沉降的活性污泥大部分作为该池下个 处理周期使用，一部分污泥用污泥泵连续打回DAT池作为 DAT的回流污泥，剩余污泥引至污泥处理系统进行处理。 1．5 待机 一个运行周期的完成以 IAT滗水的停止为标志，两周期 间的间歇时间就是待机阶段。该阶段可视污水的性质和处 理要求决定其长短或取消。富余的时间可增加到其他阶段。 在以除磷为目的的装置中，剩余污泥的排放一般是在曝气阶段结束，沉淀开始的时候进行。

1.A/DAT-IAT工艺自动控制必要性 A/DAT-IAT工艺是传统SBR法经过不断演变发展来的，其去除有机物和脱氮的机理和传统SBR法是相同的，所不同的只是运行方式，实现了连续进水的目的，但是操作工序繁琐，与其它工艺相比较所需要控制的变量较多。目前我国应用SBR工艺的污水处理厂基本是人工手动控制，还没有实现计算机自动控制，这不仅需要更多的运行管理人员，增加了运行操作人员的强度，而且降低了工艺处理过程的可靠性。因此，为了保证废水处理过程的安全可靠和生产的连续性，同时为了满足废水处理工艺的需要，必须采用自动控制系统。目前在国内外各污水处理厂普遍采用以PLC为主的集中管理和分散控制相结合的控制系统。 自动控制是根据预先设定好的参数来进行操作，不能智能地根据水质水量的变化灵活调节工艺参数，是一种低级的控制。而针对不同的进水有机物和NH3-N浓度以及出水要求，恰当地改变反应时间、HRT、混合液回流比和各池进水流量等工艺参数，在保证处理水质的同时，尽可能减少运行费用，防止污泥膨胀，这是更高层次的计算机过程控制。然而，至今有机物和NH3-N在线检测传感器还没有问世，无法根据池中的有机物和NH3-N浓度降解情况控制相应的参数[40]。目前大多数研究人员使用氧化还原电位（ORP）、好氧速率（OUR）、溶解氧浓度（DO）和pH值等这些价格便宜、精度高、又便于与计算机接口的仪器实现废水生物处理的自动控制。 实现高级控制就是要在进水COD和NH3-N浓度无规律大幅度变化的情况下，根据特性曲线、数学模型、有关规则和测定值等对各处理单元的工艺控制过程和参数进行系统分析和表达，利用人的知识和经验以及新的研究成果让计算机模拟人脑进行控制，进而完成其它控制方式无法处理的信息，实现智能化控制，保证处理水质，又能节约能源，尽可能的缩短处理周期，使设备运行在最佳状态。 2. A/DAT-IAT工艺的过程控制 目前以PLC为主的集中管理和分散控制相结合的控制系统在国内外各污水处理厂广泛应用并取得较好的处理效果。一般由三级构成：第一级，就地控制（即MCC）；第二级，现场控制站（即PLC）；第三级，中央控制室（即操作站）。 ⑴就地控制。在参与工艺各种设备现场设有就地控制箱，配有自动/手动切换旋钮，在遇到特殊情况（调试和维修等）可以通过旋扭操作直接启/停设备，干预程控控制，在正常时转入自动控制。 ⑵现场PLC控制站。接受上位机程控指令，执行实时控制，循环检测各设备运行状态，及时向上位机发送设备运行状态信息。根据工艺流程图布置，虚设三个现场PLC控制站。第一级子站对格栅、进水泵站、沉砂池、计量渠水质水量的监控；第二级子站对曝气池内的闸阀、溶解氧的读取、鼓风机的自动调节及启停、回流泵和滗水器启停的监控；第三级子站对污泥泵、污泥流量、投药泵和脱水机的监控。 ⑶中央控制室。以工控机作为PLC的上位机，充当人机界面，根据废水处理工艺要求预置几套工艺流程，用户可根据实际需要加以选择。设备运行状况、仪表检测参数可显示在显示器上，显示方式多样，有指示灯状态显示、虚拟仪表数码显示、光棒图模拟显示、动态曲线跟踪、历史曲线查询、形象动画显示等。人机界面友好，操作方便，关键控制点密码保护，系统安全可靠。计算机参与设备管理、累计设备运行时间、计算电能消耗。并可根据事先设定的监控范围、对流量、液位、PH值等指标进行监控，一旦超出设定范围，计算机立即启动声光报警，并将这一时刻的有关数据、工况记录下来，以供分析、决策。计算机所测的数据按一定时间间隔记录在硬盘上，用户根据需要随时将有关数据打印出来。 如图6.1所示，A/DAT-IAT工艺流程需要控制量较多，有格栅、进水泵房、沉砂池、鼓风机和A/DAT-IAT池，它们控制方式如下所述： 1．格栅控制 格栅有粗细两道，废水由污水井进入粗格栅，主要拦截较粗大的悬浮物，保证进水泵正常运行。然后流入细格栅，以去除废水中较小颗粒的悬浮物。在现场设有就地控制器，可以进行手动和自动转换控制。对格栅自动控制采用两套方案，一是根据格栅前和格栅后液位差进行控制运行，当液位差达到设定值，说明格栅上的悬浮物较多，启动格栅运行刮去格栅上的悬浮物；二是定时运行，当液位计失灵时，格栅由液位控制转为定时运行，运行时间和运行间隔可根据污水厂运行经验来设定。另外还可实现自动控制栅渣输送，处理与格栅联动，延时停机，各设备运行工况指示及事故报警，重要运行参数远传至中央控制室[52]。 2．进水泵房控制 水泵是污水厂的关键设备之一，是将粗格栅流出的废水提升到细格栅间。在进水房里，假设有四台水泵需要监控，其中有一台为变频泵，另三台两用一备。在进水泵房里设有就地控制箱，可进行手动与自动控制转换。自动控制过程如下：先将井水房水位设置为超低、低、较低、中、较高、高、超高。一般水位维持在中水位，只需启动变频水泵就可以。当水位上涨时，加大变频泵转速，超过较高水位并维持10s时间，则启动一台固定水泵，如果水位继续上升，并达到高水位时，再启动一台固定水泵，当水位超过超高水位并维持10s时间报警。若水位下降，降至较低水位时，则先运行的固定水泵停止运行，若水位继续下降，降至低水位时，则关掉另一台固定泵。如果水位继续下降，调小变频泵转速，至超低水位停泵报警。 3．沉砂池控制 沉砂池主要用来沉淀一些比重较大、易于沉淀分离下来的颗粒物质，主要包括无机性的砂粒、砾石和少量较重的有机性的颗粒。上述颗粒物质表面还附着一些粘性的有机物质，这些粘性有机物是极易腐败的污泥。废水中的砂如不去除，会在后继处理单元或渠道内沉积，并使设备过度磨损。排砂时间过短会使排出来砂含水率增大，增加处置的难度。排砂间隔时间的安排主要取决于上游排水系统的情况，如排水系统是合流制还是分流制，管道腐蚀程度，是否有明渠直接汇入，排水范围内是否有太多施工工地，工业废水比例，服务面积内居民的生活习惯。对于合流制来说，下雨天砂量要比平时大得多，一方面由于雨水带入较多的泥沙量，另一方面平时沉积在管道的泥沙由于水流流速较大被冲刷进入污水厂，因此要增加排砂次数或连续排砂。现场PLC控制可以根据运行经验设置多种运行方式，灵活运行。 上面废水进入巴歇尔计量槽，在计量槽里安装有pH计、温度计、超声波液位计。水量可以根据液位计测的液位计算得到。当测的pH值小于5.5或大于8.5时，关闭进水阀门，保护活性污泥。 4．鼓风机 目前新污水厂采用鼓风曝气较多。对于鼓风曝气污水厂来说，鼓风机是废水生化工艺的心脏，又是废水处理过程中最大的电耗设备。罗茨式鼓风机是使用最广泛的鼓风机，其主要性能特点就是节能。当相对压力低于或等于48KPa时，罗茨鼓风机效率高于相同规格的离心鼓风机的效率。鼓风机由第二子站PLC、供气管道压力传感器、PID调节器、变频调速器、电控单元和多台鼓风机构成。其中PID调节器对压力传感器检测到的压力信心转换的电信号与用户设定信号进行比较，得到频率信号控制变频器的输出频率，从而控制鼓风机转速和出气量。第二子站PLC负责变频器的起制动和鼓风机运行环境，运行状况和运行准备监控，并能自动报警停机。当压力低于预设定值，增大鼓风机频率，转速加快，气压上升。如果压力还低于设定值，将频率增至工频。如果压力依然不满足设定值，则启动另一台鼓风机。在启动过程中，先将前一台频率降到启动频率，待后一台完全启动时一同增大频率至管道压力为设定值。 5．A/DAT-IAT池的控制 A/DAT－IAT池整个设备的开停和运行状态主要由第二子站的PLC控制。缺氧池中安装了pH计和污泥计，DAT池和IAT池中分别安装了pH值计、DO仪、污泥浓度计。A/DAT－IAT池自动控制过程为：缺氧池连续进水，DAT池连续曝气，曝气量由空气闸阀控制，而闸阀开启度由DO仪反馈信号有关；IAT池间歇曝气、间歇搅拌、间歇沉淀、间歇滗水，IAT池在曝气阶段的控制与DAT池的控制一样。