CN110606566A - 一种污泥发酵耦合生物脱氮系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种污泥发酵耦合生物脱氮系统。所述污泥发酵耦合生物脱氮系统包括反应机构，进水机构，曝气机构，水浴机构，搅拌机构，传感机构，检测机构，所述检测机构包括DO仪本体、膜架、排液管、排液口、第一弹簧、储液室、密封塞及固定壳，换液机构，所述换液机构包括内杆、外杆、密封柱、活塞及外壳，清洗机构，所述清洗机构包括输送管、套管、固定孔、凸块、海绵擦、连接架及第二弹簧，排水机构，所述排水机构包括电磁阀门、排水口、固定杆、球体、转杆、齿盘、出水口、齿条及滑槽，可编程PLC控制器。本发明提供的污泥发酵耦合生物脱氮系统具有便于更换DO仪填充液、方便清洗DO仪透气膜、可精确控制溶解氧范围的优点。

Description

一种污泥发酵耦合生物脱氮系统

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种污泥发酵耦合生物脱氮系统。

背景技术

在废水的富营养化日益严重的今天，氮污染日益严重，研发高效低耗的生物脱氮技术势在必行。目前城市污水厂脱氮效果有待加强，DO参数的调节过程基本依靠设计经验进行设定，难以精确控制处理过程的最佳DO值，不利于实现节能减排。溶解氧浓度作为污水生物脱氮中重要的影响因素之一，控制溶解氧浓度能有效的提高脱氮效率，能够实现提高效率，节约能源，降低成本的目的，为污水处理提供更多的技术支持。另外DO仪在监测过程中，由于长时间浸泡在泥水混合物中，导致DO仪前端的透气膜被附着污泥，影响监测准确度，且DO仪一般半个月需要更换一次填充液，如果频繁清洗透气膜或更换电解液，导致工序繁琐，且影响反应器内部生物环境，不利于科研的进行。

因此，有必要提供一种新的污泥发酵耦合生物脱氮系统解决上述技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种便于更换DO仪填充液、方便清洗DO仪透气膜、可精确控制溶解氧范围的污泥发酵耦合生物脱氮系统。

本发明提供的污泥发酵耦合生物脱氮系统包括：反应机构，进水机构，曝气机构，水浴机构，搅拌机构，传感机构，检测机构，换液机构，清洗机构，排水机构，可编程PLC控制器；

所述反应机构包括盖子、反应腔体及中空层，所述反应腔体为中空的U形结构，中空部分为所述中空层，所述反应腔体的顶部卡合连接有所述盖子；所述反应机构的底部连通有排污口，所述排污口贯穿所述反应腔体和中空层；

所述进水机构安装于所述反应腔体的顶部；作为优选，所述进水机构包括进水口、连接水管和进水泵，所述进水口贯穿于所述盖子，伸入反应腔体内腔，所述连接水管的一端套接于所述进水口，另一端与所述进水管通过进水泵连通。

所述曝气机构安装于所述反应腔体的内腔底部；作为优选，所述曝气机构包括曝气盘和曝气泵，所述曝气盘设有所述反应腔体的内腔底部，所述曝气泵连通于所述曝气盘。

所述水浴机构安装于所述反应腔体的底部，且所述水浴机构连通于所述中空层；作为优选，所述水浴机构包括热水管、增压泵、水浴锅和循环管，所述水浴锅安装于所述反应腔体的底部，所述热水管的一端连通于所述水浴锅，所述热水管的另一端连通于所述中空层，所述热水管的一侧安装有所述增压泵，所述循环管的一端连通于所述中空层，所述循环管的另一端连通于所述水浴锅，所述水浴机构用于控制所述反应腔体内部的温度。

所述搅拌机构安装于所述反应腔体的内部；作为优选，所述搅拌机构包括搅拌叶片和电机，所述电机固定安装于所述盖子的顶部，所述搅拌叶片转动连接于所述搅拌电机并延伸至所述反应腔体的内部。

所述传感机构安装于所述盖子的顶端并延伸至所述反应腔体的内部；作为优选，传感机构包括取样管、第一液位传感器和第二液位传感器，取样管贯穿盖子并延伸至反应腔体的内部，第一液位传感器和第二液位传感器穿过盖子并延伸至反应腔体的内部，第一液位传感器控制进水泵开闭，第二液位传感器控制电磁阀门开闭，第一液位传感器用于控制反应腔体内部的最高液位，第二液位传感器用于控制反应腔体内部的最低液位。

所述检测机构安装于所述盖子的一端延伸至所述反应腔体的内部，所述检测机构包括DO仪本体、膜架、排液管、排液口、第一弹簧、储液室、密封塞及固定壳，所述固定壳安装于所述盖子的底部并延伸至所述反应腔体的内部，所述DO仪本体套设在所述固定壳内，且通过紧定螺钉连接；所述DO仪本体的底部螺纹连接有所述膜架，所述膜架的底部安装有透气膜；所述DO仪本体的内部设有所述储液室，所述储液室的顶部、底部均开设有所述排液口，所述排液口的内腔安装有第一弹簧，两个所述第一弹簧的底部均连接有与所述排液口卡合并形成密封的所述密封塞，所述储液室的底部安装的所述排液口连通于所述排液管，所述排液管为一种可伸缩的波纹管；储液室内部插有两个金属电极。

所述换液机构安装于所述DO仪本体的内腔，所述换液机构包括内杆、外杆、密封柱、活塞及外壳，所述储液室的顶部安装的所述排液口连通于所述外壳，所述外壳的内部滑动连接有具有弹性的、中间开口的所述活塞，所述密封柱卡合于所述活塞的中间开口处并与所述活塞形成密封，所述密封柱的顶部固定连接所述内杆，所述活塞的顶部连接有位于所述内杆外侧的所述外杆；内杆、外杆的顶部端均伸出外壳，且内杆高于外杆；外壳套设在固定壳内，且上端伸出固定壳；

所述清洗机构包括输送管、套管、固定孔、凸块、海绵擦、连接架及第二弹簧，所述膜架的侧壁卡合连接所述连接架，所述连接架的底部转动连接有呈中空结构的所述套管，所述套管的两侧设有位于所述透气膜底部的所述海绵擦，所述套管的表面开设有所述固定孔，所述固定孔的顶端卡合连接有所述排液管，所述套管的内部滑动连接有所述输送管，所述输送管与所述套管之间形成密封，所述输送管表面开有开口，该开口处活动设置有底部连接第二弹簧的凸块，第二弹簧固定在输送管开口对应内侧处。所述凸块呈中空结构的、上下两端开口，且顶端与固定孔弧形端同侧位置呈弧形结构；

固定孔远离排水口端且位于套管内侧壁端口呈弧形结构，固定孔远离排水口端且位于套管内侧壁端口呈直角结构；

所述排水机构连通于所述反应腔体的内部，所述排水机构包括电磁阀门、排水口、固定杆、球体、转杆、齿盘、出水口、齿条及滑槽，内部中空的所述输送管背离所述套管的一端与中空圆柱形结构的所述转杆连通，呈喇叭形结构的所述排水口贯穿所述中空层与所述反应腔体连通，所述排水口的内部焊接所述固定杆，所述固定杆为一种可伸缩的固定杆，所述固定杆的底端与所述转杆之间转动连接，所述转杆背离所述输送管的一端焊接有所述齿盘，所述排水口的内部转动连接有与所述电磁阀门配套连接的用于控制排水的所述球体，所述电磁阀门用于所述球体的开启与闭合，所述球体的侧面开设有倾斜的所述出水口，所述球体的侧壁焊接有呈弧形结构的、与所述齿盘啮合的所述齿条，所述排水口的内壁开设有与所述齿条滑动连接的收缩滑槽；

所述可编程PLC控制器与所述搅拌机构、所述传感机构c、所述进水机构、所述曝气机构、所述水浴机构、所述电磁阀门及所述DO仪之间信号连接；

所述污泥发酵耦合生物脱氮系统的运行方式为：

S1：将接种污泥由取样口运至反应腔体内，接种污泥浓度为6-6.5mg/L，按照C/N＝3-5(摩尔比)加入外源泥，按照浓度为10-30μmol/L添加氧化还原介体核黄素，采用AOA反应批次，搅拌频率为80-120rpm，外碳源按照C/N＝2-4添加，污泥龄为50d，水力停留时间为18-25h，反应器内部温度为28-32℃；

S2：可编程PLC控制器用于控制进水泵、曝气泵、电机、增压泵、电磁阀门的启停，可编程PLC控制器还用于设置AOA各个批次的反应时间、反应腔体内溶解氧的浓度区间，当AOA批次中按照顺序当前一个批次运行完毕后，自动进行下一个批次运行，当反应腔体内部溶解氧浓度等于设置的最高值时，可编程PLC控制器使曝气泵停止运行，当反应腔体内部溶解氧浓度等于设置的最小值时，可编程PLC控制器使曝气泵启动运行。

与相关技术相比较，本发明提供的污泥发酵耦合生物脱氮系统具有如下有益效果：

本发明提供一种污泥发酵耦合生物脱氮系统，污泥发酵为脱氮反应提供了碳源，氧化还原介体(核黄素)强化了耦合系统中污泥原位发酵，并提高了脱氮效能；排水的过程中实现了对DO仪透气膜的擦洗，提高了监测准确度，避免频繁取下DO仪清洗的繁琐过程；并且在不取下DO仪的情况下实现DO仪内部填充液的更换，省时省力；清洗机构与填充液的排出结构一体化设置，节约空间。

附图说明

图1为本发明提供的污泥发酵耦合生物脱氮系统的一种较佳实施例的结构示意图；

图2为图1所示的清洗机构与检测机构连接示意图；

图3为图1所示的清洗机构剖面结构示意图；

图4为图1所示的排水机构结构示意图；

图5为图4所示的A部放大示意图；

图6为图4所述的排水结构的横截面示意图；

图7为图1所示的DO仪本体内部结构示意图；

图8为图7所示的B部放大示意图。

图中标号：1、可编程PLC控制器，2、反应机构，21、盖子，22、反应腔体，23、中空层，3、排水机构，31、电磁阀门，32、排水口，33、固定杆，34、球体，35、转杆，36、齿盘，37、出水口，38、齿条，39、滑槽，4、搅拌机构，41、搅拌叶片，42、电机，5、进水机构，51、进水口，52、连接水管，53、进水泵，6、检测机构，61、DO仪本体，62、膜架，62a、透气膜，63、排液管，64、排液口，65、第一弹簧，66、储液室，67、密封塞，68、固定壳，7、清洗机构，71、输送管，72、套管，73、固定孔，74、凸块，75、海绵擦，76、连接架，77、第二弹簧，8、曝气机构，81、曝气盘，82、曝气泵，9、水浴机构，91、热水管，92、增压泵，93、水浴锅，94、循环管，9a、排污口，9b、换液机构，91b、内杆，92b、外杆，93b、密封柱，94b、活塞，95b、外壳，9c、传感机构，91c、取样管，92c、第一液位传感器，93c、第二液位传感器。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

请结合参阅图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7及图8，其中，图1为本发明提供的污泥发酵耦合生物脱氮系统的一种较佳实施例的结构示意图；图2为图1所示的清洗机构与检测机构连接示意图；图3为图1所示的清洗机构剖面结构示意图；图4为图1所示的排水机构结构示意图；图5为图4所示的A部放大示意图；图6为图4的排水结构的横截面示意图；图7为图1所示的DO仪本体内部结构示意图；图8为图7所示的B部放大示意图。

污泥发酵耦合生物脱氮系统包括：

反应机构2，反应机构2包括盖子21、反应腔体22及中空层23，反应腔体22的内侧设有中空层23，反应腔体22的顶部卡合连接有盖子21，盖子21与反应腔体22之间通过水封实现密封；反应机构2的底部连通有排污口9a，排污口9a贯穿反应腔体22和中空层23，排污口9a用于排出反应腔体22内部的所有液体混合物；

进水机构5，进水机构5安装于反应腔体22的顶部，进水机构5包括进水口51、连接水管52和进水泵53，进水口51贯穿于盖子21，连接水管52套接于进水口51，进水泵53安装于连接水管52的一端。废水由进水泵53抽取，通过连接水管52运至反应腔体22。

曝气机构8，曝气机构8安装于反应腔体22的内腔底部，曝气机构8包括曝气盘81和曝气泵82，曝气盘81设于反应腔体22的内腔底部且贯穿反应腔体22的底部，曝气泵82连通于曝气盘81；当反应腔体22内部进行好氧生物反应时，打开曝气泵，由曝气盘81对反应腔体22内部进行曝气。

水浴机构9，水浴机构9安装于反应腔体22的底部，且水浴机构9连通于中空层23，水浴机构9包括热水管91、增压泵92、水浴锅93和循环管94，水浴锅9安装于反应腔体22的底部，热水管91的一端连通于水浴锅93，热水管91的另一端连通于中空层23，热水管91的一侧安装有增压泵92，循环管94的一端连通于中空层23，循环管94的另一端连通于水浴锅93，水浴机构9用于控制反应腔体22内部的温度，反应腔体22内部的生物反应需要适宜的温度，通过水浴锅93将水加热，由增压泵92加压，通过热水管91流至中空层23，再由循环94管将中空层23中的水回流至水浴锅93，以此保证反应腔体22内部温度恒定，在整个反应批次运行过程中，水浴机构9一直保持运行状态。

搅拌机构4，搅拌机构4安装于反应腔体22的内部，搅拌机构4包括搅拌叶片41和电机42，电机42固定安装于盖子21的顶部，搅拌叶片41转动连接于电机42并延伸至反应腔体22的内部，为了保证反应腔体22内部泥水混合均匀，反应效果更好，设置搅拌机构4，电机42带动搅拌叶片41转动，实现反应腔体22内泥水均匀混合。

传感机构9c，传感机构9c安装于盖子21的顶端并延伸至反应腔体22的内部，传感机构9c包括取样管91c、第一液位传感器92c和第二液位传感器93c，取样管91c贯穿盖子21并延伸至反应腔体22的内部，第一液位传感器92c和第二液位传感器93c穿过盖子21并延伸至反应腔体22的内部，第一液位传感器92c控制进水泵53开闭，第二液位传感器93c控制电磁阀门31开闭，第一液位传感器92c用于控制反应腔体22内部的最高液位，第二液位传感器93c用于控制反应腔体22内部的最低液位。

检测机构6，检测机构6安装于盖子21的一端延伸至反应腔体22的内部，检测机构包括DO仪本体61、膜架62、排液管63、排液口64、第一弹簧65、储液室66、密封塞67及固定壳68，固定壳68安装于盖子21的底部并延伸至反应腔体22的内部，DO仪本体61套设在所述固定壳68内，且通过紧定螺钉连接；DO仪本体61的底部螺纹连接有膜架62，膜架62的底部安装有透气膜62a，DO仪本体61的内部设有储液室66，储液室66的顶部、底部均开设有排液口64，排液口64的内腔安装有第一弹簧65，两个第一弹簧65的底部均连接有与排液口64卡合并形成密封的密封塞67，储液室66的底部安装的排液口64连通于排液管63，排液管63为一种可伸缩的波纹管；正常更换储液室66内部的填充液时，先拧开膜架62，将填充液注入储液室66。

DO仪的工作原理是：DO仪本体61中储液室66内部插有两个金属电极，并充有填充液(充当电解液)，用透气膜62a封闭。水和可溶解物质离子不能透过这层透气膜62a，但氧和一定数量的其他气体及亲水性物质可透过这层透气膜62a。因原电池作用或外加电压使电极间产生电位差，由于这种电位差使金属离子在阳极进入溶液，而透过透气膜62a的氧在阴极还原。由此所产生的电流直接与通过透气膜62a的电解液中的溶解氧的传递速度成正比，因而该电流与给定温度下水样中氧的分压成正比。

换液机构9b，换液机构9b安装于DO仪本体61的内腔，换液机构包括内杆91b、外杆92b、密封柱93b、活塞94b及外壳95b，储液室66的顶部安装的排液口64连通于外壳95b，外壳95b的内腔体积大于储液室66的内腔体积，外壳95b的内部滑动连接有具有弹性的、中间开口的活塞94b，密封柱93b卡合于活塞94b的中间开口处并与活塞94b形成密封，密封柱93b的顶部固定连接内杆91b，活塞94b的顶部连接有位于内杆91b外侧的外杆92b；内杆91b、外杆92b的顶部端均伸出外壳，且内杆91b高于外杆92b；外壳95b套设在固定壳68内，且上端伸出固定壳；

当DO仪本体61固定在固定壳68内部后，DO仪本体61用于反应腔体22内部溶解氧浓度的在线监测，拆卸DO仪本体61比较麻烦，此时需要更换填充液时，先将固定DO仪本体61的紧固螺钉松掉，将DO仪本体61向上提一段距离，再将DO仪本体61固定在固定壳68内部，握住外杆92b，向上或向上抽动内杆91b，使密封柱93b不再卡合在活塞94b内部，此时外壳95b内部气压与外界相等，便可同时抽出内杆91b与外杆92b，将填充液注入外壳95b内腔至注满；将活塞94b清洗后插入外壳95b内部，将密封柱93b再次卡入活塞94b内部，同时握住内杆91b和外杆92b的顶端，由外壳95b内腔向下推动，在活塞94b的压力下，外壳95b内部的填充液会使密封塞67向下运动，同时第一弹簧65被拉伸，储液室66内部的填充液从排液口64排出，外壳95b内部新的填充液会更换掉储液室66内部之前的填充液，在此过程中，由于外壳95b内部的填充液的量大于储液室66内部的量，排出储液室66内部填充液的之后，外壳95b内部的填充液继续注入储液室66，对储液室66有润洗的作用，直至将外壳95b内部的填充液全部注完，活塞94b停止下压的同时，第一弹簧65会收缩，带动密封塞67上移，最终将排液口64堵塞实现密封，至此更换填充液过程完成，避免更换填充液时将DO仪本体61拆下，操作简单。

清洗机构7，清洗机构7包括输送管71、套管72、固定孔73、凸块74、海绵擦75、连接架76及第二弹簧77，膜架62的侧壁卡合连接连接架76，连接架76的底部转动连接有呈中空结构的套管72，套管72的两侧设有位于透气膜62a底部的海绵擦75，套管72的表面开设有固定孔73，固定孔73的顶端卡合连接有排液管63，套管72的内部滑动连接有输送管71，输送管71与套管72之间形成密封，输送管71表面开有开口，该开口处活动设置有底部连接第二弹簧77的凸块74，第二弹簧77固定在输送管71开口对应内侧处。所述凸块74呈中空结构的、上下两端开口，且顶端与固定孔73弧形端同侧位置呈弧形结构；

固定孔73远离排水口端且位于套管72内侧壁端口呈弧形结构，固定孔73远离排水口端且位于套管72内侧壁端口呈直角结构；

排水机构3，排水机构3连通于反应腔体22的内部，排水机构3包括电磁阀门31、排水口32、固定杆33、球体34、转杆35、齿盘36、出水口37、齿条38及滑槽39，内部中空的输送管71背离套管72的一端与中空圆柱形结构的转杆35连通，呈喇叭形结构的排水口32贯穿中空层23与反应腔体22连通，且排水口32与第二液位传感器93c的底端平齐，可有效防止当第二液位传感器93c出现故障时，反应腔体22内部有未排除的液体，排水口32的内部焊接固定杆33，固定杆33为一种上下可伸缩的固定杆33，固定杆33的底端与转杆35之间转动连接，转杆35背离输送管71的一端焊接有齿盘36，排水口32的内部转动连接有与电磁阀门31配套连接的用于控制排水的球体34，所述电磁阀门31用于所述球体34的开启与闭合，球体34的侧面开设有倾斜的出水口37，球体34的侧壁焊接有呈弧形结构的、与齿盘36啮合的齿条38，排水口32的内壁开设有与齿条38滑动连接的收缩滑槽39；

当一个完整的AOA批次运行完毕后，经过一段时间的沉淀，电磁阀门31会打开，带动球体34转动，反应腔体22内部的上清液由出水口37排出，在球体34转动的过程中，齿条38带动齿盘36转动，齿盘36带动转杆35、输送管71以及套管72转动，从而带动海绵擦75°转动，海绵擦75°转动过程中与透气膜62a接触，实现对透气膜62a的擦洗，当反应腔体22内部的液面低于第二液位传感器93c时，球体34回位，出水口37关闭，实现海绵擦75再一次擦洗透气膜62a。有效的避免了因清洗透气膜62a而频繁取下DO仪本体61造成工序复杂、监测中断的问题。

在更换储液室66内部电解液时，更换电解液是在反应腔体22内部液位处于低液位时进行更换，需要先提升DO仪本体61，提升后的DO仪本体61不与反应腔体22内部的液体接触，然后打开电磁阀门31，在提升DO仪本体61的同时，清洗机构7被提升，同时固定杆33收缩，输送管71从套管72中被拉出，直至凸块74卡入固定孔73，此时第二弹簧77回弹，将凸块74卡入固定孔73中，储液室66内部排出的填充液由凸块74内部排至输送管71内部，此时呈倾斜状态的输送管71将填充液运至出水口37排出，有效防止更换的填充液流入反应腔体22内部，给反应腔体22内部的液体造成影响。填充液更换完毕后，将DO仪本体61下移，恢复至原来位置，下移同时，由于凸块74与固定孔73边沿均为弧形，凸块74右移，下压第二弹簧77，最终凸块74被固定于套管72内。

可编程PLC控制器1，可编程PLC控制器1与搅拌机构4、传感机构9c、进水机构5、曝气机构8、水浴机构9、电磁阀门32及DO仪之间信号连接；可编程PLC控制器1控制搅拌机构4、进水机构5、曝气机构8、水浴机构9、电磁阀门32开闭，接收传感机构9c传送的液位数据，接收DO仪传送的溶解氧数据。

污泥发酵耦合生物脱氮系统的运行方式为：

S1：将接种污泥由取样口运至反应腔体22内，接种污泥浓度为6-6.5mg/L，按照C/N＝4加入外源泥，按照浓度为10μmol/L添加氧化还原介体核黄素，采用AOA反应批次，搅拌频率为100rpm，外碳源按照C/N＝3添加，污泥龄为50d，水力停留时间为22h，反应器内部温度为30℃；

S2：可编程PLC控制器1用于控制进水泵53、曝气泵82、电机42、增压泵92、电磁阀门31的启停，可编程PLC控制器1还用于设置AOA各个批次的反应时间、反应腔体22内溶解氧的浓度区间，当AOA批次中按照顺序当前一个批次运行完毕后，自动进行下一个批次运行，当反应腔体22内部溶解氧浓度等于设置的最高值时，可编程PLC控制器1使曝气泵82停止运行，当反应腔体22内部溶解氧浓度等于设置的最小值时，可编程PLC控制器1使曝气泵启82动运行。

通过可编程PLC控制器1设置以下反应工序：

L1：进水，当上一个完整的反应批次完成后，可编程PLC控制器自动打开进水泵53，废水(本废水主要为含氮废水)进入反应腔体22，直至水位达到第一液位传感器92c位置，可编程PLC控制器1使进水泵53关闭。

L2：第一A阶段工序，可编程PLC控制器1打开电机4进行搅拌，反应腔体22内部主要发生反硝化反应、厌氧氨氧化反应、污泥发酵反应。

L3：O阶段工序，搅拌的同时，可编程PLC控制器1打开曝气泵82，设置溶解氧浓度区间，该区间可根据出水指标进行调试，直至设置最佳溶解氧浓度区间，反应腔体内22主要发生硝化反应。

L4：第二A阶段工序，搅拌的同时，可编程PLC控制器1关闭曝气泵82。

L5：闲置阶段，可编程PLC控制器1关闭电机，反应腔体22内部处于闲置状态，反应腔体22内以污泥发酵为主。

L6：排水，可编程PLC控制器1打开电磁阀门31，排至第二液位传感器93c位置，电磁阀门31关闭。

本反应工序中设置第一A阶段反应时间为5h，O阶段反应时间为2.5h，第二A阶段反应时间为2.5小时，闲置时间为12.5h，最终出水NO₃ ^--N去除率为76.63％、TN的去除率为73.4％。在贫外碳源(按C/N＝3添加)的情况下，污泥发酵为脱氮反应提供了碳源，氧化还原介体(核黄素)强化了耦合系统中污泥原位发酵，并提高了脱氮效能。

上述可编程PLC控制器1、电磁阀门31、电机42、进水泵53、DO仪本体61、曝气泵82、增压泵92、水浴锅93、第一液位传感器92c、第二液位传感器93c其电源供应均有外部市电供应。其中，可编程PLC控制器1的型号为6ES7288-2DR16-0AA0，电磁阀门31的型号为XD_ve7AH_7ihdliv1，电机42的型号为4RK25W，进水泵53型号为Lab UIP，DO仪本体61的型号为DO-957F，曝气泵82的型号为S-20，增压泵92的型号为HQB-2000，水浴锅93的型号为HH-420，第一液位传感器92c和第二液位传感器93c的型号均为EE-SPX613。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种污泥发酵耦合生物脱氮系统，其特征在于包括：反应机构，进水机构，曝气机构，水浴机构，搅拌机构，传感机构，检测机构，换液机构，清洗机构，排水机构，可编程PLC控制器；

所述反应机构包括盖子、反应腔体及中空层，所述反应腔体为中空的U形结构，中空部分为所述中空层，所述反应腔体的顶部卡合连接有所述盖子；所述反应机构的底部连通有排污口，所述排污口贯穿所述反应腔体和中空层；

所述进水机构安装于所述反应腔体的顶部；

所述曝气机构安装于所述反应腔体的内腔底部；

所述水浴机构安装于所述反应腔体的底部，且所述水浴机构连通于所述中空层；

所述搅拌机构安装于所述反应腔体的内部；

所述传感机构安装于所述盖子的顶端并延伸至所述反应腔体的内部；

所述检测机构安装于所述盖子的一端延伸至所述反应腔体的内部，所述检测机构包括DO仪本体、膜架、排液管、排液口、第一弹簧、储液室、密封塞及固定壳，所述固定壳安装于所述盖子的底部并延伸至所述反应腔体的内部，所述DO仪本体套设在所述固定壳内，且通过紧定螺钉连接；所述DO仪本体的底部螺纹连接有所述膜架，所述膜架的底部安装有透气膜；所述DO仪本体的内部设有所述储液室，所述储液室的顶部、底部均开设有所述排液口，所述排液口的内腔安装有第一弹簧，两个所述第一弹簧的底部均连接有与所述排液口卡合并形成密封的所述密封塞，所述储液室的底部安装的所述排液口连通于所述排液管，所述排液管为一种可伸缩的波纹管；储液室内部插有两个金属电极；

所述换液机构安装于所述DO仪本体的内腔，所述换液机构包括内杆、外杆、密封柱、活塞及外壳，所述储液室的顶部安装的所述排液口连通于所述外壳，所述外壳的内部滑动连接有具有弹性的、中间开口的所述活塞，所述密封柱卡合于所述活塞的中间开口处并与所述活塞形成密封，所述密封柱的顶部固定连接所述内杆，所述活塞的顶部连接有位于所述内杆外侧的所述外杆；内杆、外杆的顶部端均伸出外壳，且内杆高于外杆；外壳套设在固定壳内，且上端伸出固定壳；

所述清洗机构包括输送管、套管、固定孔、凸块、海绵擦、连接架及第二弹簧，所述膜架的侧壁卡合连接所述连接架，所述连接架的底部转动连接有呈中空结构的所述套管，所述套管的两侧设有位于所述透气膜底部的所述海绵擦，所述套管的表面开设有所述固定孔，所述固定孔的顶端卡合连接有所述排液管，所述套管的内部滑动连接有所述输送管，所述输送管与所述套管之间形成密封，所述输送管表面开有开口，该开口处活动设置有底部连接第二弹簧的凸块，第二弹簧固定在输送管开口对应内侧处；所述凸块呈中空结构的、上下两端开口，且顶端与固定孔弧形端同侧位置呈弧形结构；

固定孔远离排水口端且位于套管内侧壁端口呈弧形结构，固定孔远离排水口端且位于套管内侧壁端口呈直角结构；

所述排水机构连通于所述反应腔体的内部。

2.如权利要求1所述的一种污泥发酵耦合生物脱氮系统，其特征在于所述进水机构包括进水口、连接水管和进水泵，所述进水口贯穿于所述盖子，伸入反应腔体内腔，所述连接水管的一端套接于所述进水口，另一端与所述进水管通过进水泵连通。

3.如权利要求1或2所述的一种污泥发酵耦合生物脱氮系统，其特征在于所述曝气机构包括曝气盘和曝气泵，所述曝气盘设有所述反应腔体的内腔底部，所述曝气泵连通于所述曝气盘。

4.如权利要求1-3任一所述的一种污泥发酵耦合生物脱氮系统，其特征在于所述水浴机构包括热水管、增压泵、水浴锅和循环管，所述水浴锅安装于所述反应腔体的底部，所述热水管的一端连通于所述水浴锅，所述热水管的另一端连通于所述中空层，所述热水管的一侧安装有所述增压泵，所述循环管的一端连通于所述中空层，所述循环管的另一端连通于所述水浴锅，所述水浴机构用于控制所述反应腔体内部的温度。

5.如权利要求1-4任一所述的一种污泥发酵耦合生物脱氮系统，其特征在于所述搅拌机构包括搅拌叶片和电机，所述电机固定安装于所述盖子的顶部，所述搅拌叶片转动连接于所述搅拌电机并延伸至所述反应腔体的内部。

6.如权利要求1-5任一所述的一种污泥发酵耦合生物脱氮系统，其特征在于传感机构包括取样管、第一液位传感器和第二液位传感器，取样管贯穿盖子并延伸至反应腔体的内部，第一液位传感器和第二液位传感器穿过盖子并延伸至反应腔体的内部，第一液位传感器控制进水泵开闭，第二液位传感器控制电磁阀门开闭，第一液位传感器用于控制反应腔体内部的最高液位，第二液位传感器用于控制反应腔体内部的最低液位。

7.如权利要求1-6任一所述的一种污泥发酵耦合生物脱氮系统，其特征在于所述排水机构包括电磁阀门、排水口、固定杆、球体、转杆、齿盘、出水口、齿条及滑槽，内部中空的所述输送管背离所述套管的一端与中空圆柱形结构的所述转杆连通，呈喇叭形结构的所述排水口贯穿所述中空层与所述反应腔体连通，所述排水口的内部焊接所述固定杆，所述固定杆为一种可伸缩的固定杆，所述固定杆的底端与所述转杆之间转动连接，所述转杆背离所述输送管的一端焊接有所述齿盘，所述排水口的内部转动连接有与所述电磁阀门配套连接的用于控制排水的所述球体，所述电磁阀门用于所述球体的开启与闭合，所述球体的侧面开设有倾斜的所述出水口，所述球体的侧壁焊接有呈弧形结构的、与所述齿盘啮合的所述齿条，所述排水口的内壁开设有与所述齿条滑动连接的收缩滑槽。

8.如权利要求1-7任一所述的一种污泥发酵耦合生物脱氮系统，其特征在于所述可编程PLC控制器与所述搅拌机构、所述传感机构、所述进水机构、所述曝气机构、所述水浴机构、所述电磁阀门及所述DO仪之间信号连接。

9.基于权利要求1-8任一所述的一种污泥发酵耦合生物脱氮系统的运行方法，其特征在于包括以下步骤：

S1：将接种污泥由取样口运至反应腔体内，接种污泥浓度为6-6.5mg/L，按照C/N＝3-5加入外源泥，按照浓度为10-30μmol/L添加氧化还原介体核黄素，采用AOA反应批次，搅拌频率为80-120rpm，外碳源按照C/N＝2-4添加，污泥龄为50d，水力停留时间为18-25h，反应器内部温度为28-32℃；

S2：可编程PLC控制器用于控制进水泵、曝气泵、电机、增压泵、电磁阀门的启停，可编程PLC控制器还用于设置AOA各个批次的反应时间、反应腔体内溶解氧的浓度区间，具体是：

L1：进水，当上一个完整的反应批次完成后，可编程PLC控制器控制进水泵开启，废水进入反应腔体，直至水位达到第一液位传感器的检测位时可编程PLC控制器控制进水泵关闭；

L2：第一A阶段工序，可编程PLC控制器控制电机进行搅拌，反应腔体内部主要发生反硝化反应、厌氧氨氧化反应、污泥发酵反应；

L3：O阶段工序，搅拌的同时，可编程PLC控制器控制曝气泵打开，可根据出水指标进行调试，直至达到最佳溶解氧浓度区间；反应腔体内主要发生硝化反应；

L4：第二A阶段工序，搅拌的同时，可编程PLC控制器控制曝气泵关闭；

L5：闲置阶段，可编程PLC控制器控制电机关闭；反应腔体内以污泥发酵为主；

L6：排水，可编程PLC控制器控制电磁阀门打开，将水位控制在第二液位传感器检测位时电磁阀门关闭。