CN104108841A - 一种基于序批式a/o联动系统实现废水深度脱氮的废水处理装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及废水处理装置，具体涉及一种基于序批式A/O联动系统实现废水深度脱氮的废水处理装置与方法。该装置设有调节池、SBR反应池、中间储水池、MBR/MBBR反应池，所述的SBR反应池包括SBR反应池缺氧区和SBR反应池好氧区。应用该装置处理废水的方法如下：启动SBR反应池联动进水进行亚硝化反应；启动MBR/MBBR反应池进行厌氧氨氧化反应。本发明具有抗氨氮负荷能力强，能快速实现并稳定亚硝化反应和厌氧氨氧化反应，节约工艺成本等优点。

Description

一种基于序批式A/O联动系统实现废水深度脱氮的废水处理装置与方法

技术领域

本发明涉及废水处理装置，具体涉及一种基于序批式A/O联动系统实现废水深度脱氮的废水处理装置与方法。

背景技术

随着水体富营养化和水短缺问题的加重，目前国内外对污水排放标准严格控制，尤其是对氮、磷的排放要求越来越高。

现有污水处理中应用最为广泛的生物脱氮方式是硝化/反硝化技术，适用于处理低浓度的城市生活污水。其中硝化主要由两步完成，首先NH₄+-N在氨氮氧化细菌(AOB)的作用下被转化为NO₂--N，这一步被称为亚硝酸硝化；然后NO₂--N在亚硝酸氧化细菌(NOB)作用下被转化为NO₃--N，这一步被称为硝酸硝化。反硝化过程中，需要消耗碳源并产生一定的碱度，将NO₃--N转化为NO₂--N最终转化为N₂。然而在处理如渗滤液、厌氧消化液等高氨氮废水时，由于原水中碳氮比较低，反硝化过程中需要外加碳源，且停留时间一般大于10天，吨水电耗20度以上。因此，该工艺占地规模大、药耗及能耗较高、污水处理成本较高。

高氨氮废水具有污染成分较复杂、污染物浓度较高、排放量大、可生化性差、处理难度高的特点，受到各国环保领域的高度重视。高氨氮废水的高效生物脱氮一直是污水处理中的难点和重点。目前，国内外污水处理领域已经出现越来越多生物脱氮新工艺的报道，比如短程硝化/厌氧氨氧化工艺。

短程硝化的关键一步在于氨氮在亚硝化细菌(AOB)的作用下转化为亚硝酸盐，因此如何“抑制-限制-淘洗”NOB同时不影响AOB活性成为实现高浓度氨氮废水短程硝化工艺效能的关键。影响短程硝化的参数主要有温度、溶解氧、水利停留时间、pH、游离氨(Free Ammonia，FA)、游离亚硝酸(Free nitrous acid，FNA)等。现有的实现短程硝化的方法具有控制参数较多、操作程序复杂、要求进水水质稳定、需要调节进水pH等缺点。通过pH监控和反硝化作用对有机碳源的去除，在SBR反应器中很容易实现基于SHARON工艺的短程硝化。

厌氧氨氧化菌生长缓慢(时代时间为11～14天)，污泥产率低，要求进水NH₄ ⁺-N：NO₂--N比例为1～1.32，而高氨氮废水由于碱度的缺乏难以实现全程硝化，硝化过程中通过有效监控较容易实现合适的厌氧氨氧化进水要求。基于厌氧氨氧化菌的生长特性，在反应器内添加生物膜(即膜-生物反应器，MembraneBio-Reactor，简称MBR)或者悬浮载体(即移动床生物膜反应器，Moving BedBiofilm Reactor，简称MBBR)有利于快速实现厌氧氨氧化反应。生物膜或悬浮载体上同时也可以生长反硝化菌，反硝化菌能消耗进水中残余的部分COD和厌氧氨氧化菌生成的硝态氮，并消耗缺氧环境中的溶解氧为厌氧氨氧化提供厌氧环境。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于序批式A/O联动系统实现废水深度脱氮(SAOA:Sequencing Anoxic-oxic System-basedAnammox)的废水处理装置，该废水装置适用于处理高氨氮废水，主要是餐厨垃圾消化液、垃圾渗滤液、污泥消化上清液、食品工业废水、畜牧废水、化工废水等。

本发明的另一目的在于提供应用上述废水处理装置处理废水的方法。

本发明的再一目的在于提供上述废水处理装置的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种基于序批式A/O联动系统实现废水深度脱氮的废水处理装置，设有调节池、SBR反应池、中间储水池和MBR/MBBR反应池；所述的SBR反应池包括SBR反应池缺氧区和SBR反应池好氧区；

所述的调节池依次通过第一进水泵和第一液体流量计与SBR反应池缺氧区连通；

所述的SBR反应池缺氧区通过溢流槽与SBR反应池好氧区连通；

所述的SBR反应池好氧区内底部设有曝气管；所述的曝气管通过气体流量计与曝气机连接；

所述的SBR反应池好氧区底部通过回流管道依次与回流泵、第二液体流量计和SBR反应池缺氧区连通；

所述的SBR反应池好氧区内部设有滗水器；

所述的中间储水池通过滗水器与SBR反应池好氧区相通；

所述的MBR/MBBR反应池内部设有生物膜、悬浮填料，所述的生物膜与吸水泵连接；

所述的MBR/MBBR反应池上部设有设有出水口；所述的出水口前方设有填料格栅板，防止填料随处理水流失；

所述的MBR/MBBR反应池通过第二进水泵和第三液体流量计与中间储水池连通；

所述的调节池内部设有第一搅拌器和第一加热装置；

所述的SBR反应池缺氧区内部设有第二搅拌器、第一PH计和ORP计；

所述的SBR反应池好氧区内部设有第三搅拌器、第二PH计、DO计、液位传感器和第一温度传感器；

所述的SBR反应池缺氧区和SBR反应池好氧区的体积比例为1：(3～5)；

所述的中间储水池内部设有第二加热装置；

所述的MBR/MBBR反应池内部设有第二温度传感器；

所述的第一液体流量计、第一PH计、ORP计、第二PH计、DO计、液位传感器、第一温度传感器、第二液体流量计、气体流量计、第二温度传感器、第三液体流量计分别与PLC控制器连接；

所述的PLC控制器与接收数字信号并输出控制信号的电脑连接；所述的PLC控制器分别与第一进水泵、第一搅拌器、第一加热装置、第二搅拌器、第三搅拌器、曝气机、滗水器、回流泵、第二加热装置、第二进水泵和吸水泵连接。

所述的基于序批式A/O联动系统实现废水深度脱氮的废水处理装置适用于高氨氮废水的处理，主要是餐厨垃圾消化液、垃圾渗滤液、污泥消化上清液、食品工业废水、畜牧废水、化工废水等。

应用上述基于序批式A/O联动系统实现废水深度脱氮的废水处理装置处理废水的方法，包括以下具体步骤：

(1)启动亚硝化反应：

1)以硝化污泥为接种污泥注入SBR反应池好氧区和缺氧区；开启调节池的第一搅拌器，将废水装入调节池中；

2)调节池中的废水通过第一进水泵泵入SBR反应池缺氧区，同时开启SBR反应池缺氧区的第二搅拌器，进行反硝化作用；

3)当SBR反应池缺氧区水流开始溢流至好氧区时，采用SBR运行启动SBR反应池好氧区，进行短程硝化作用：

①进水-曝气(反应)阶段：采取非限制性曝气-间歇进水的方式将SBR反应池缺氧区水流溢流至好氧区，开启第三搅拌器以及启动SBR反应池好氧区与缺氧区之间的回流泵；此过程中，通过SBR反应池好氧区的pH计监控缺氧区的进水，使SBR反应池好氧区的pH维持在6.5～7.9；SBR反应池好氧区内的DO维持在﹥1mg/L；回流比为3，根据实际情况可以微调；

②后续曝气阶段：当进水量达到或高于液位设定值，停止进水但继续曝气；

③沉淀阶段：后续曝气阶段结束后停止第三搅拌器，关闭回流泵，进行沉淀；

④排水阶段：通过液位传感器监控运用滗水器控制排水，将短程硝化预处理后的废水排至中间储水池；

(2)启动厌氧氨氧化反应：

取厌氧氨氧化污泥注入MBR/MBBR反应池，开启第二进水泵，将中间储水池中的短程硝化预处理后的废水泵入MBR/SBBR反应池，开启吸水泵；当MBR/MBBR反应池的出水中总氮浓度低于40mg/L，NH₄ ⁺-N浓度低于25mg/L时，表明厌氧氨氧化反应启动成功；

(3)系统稳定运行：

重复步骤(1)、(2)、(3)，水力停留时间从2d逐步降为1d；

所述的废水为高氨氮废水，所述的高氨氮废水中NH4+-N浓度大于500mg/L，BOD5/TN小于3～5；

所述的高氨氮废水优选为餐厨垃圾消化液、垃圾渗滤液、污泥消化上清液、食品工业废水、畜牧废水、化工废水；

步骤3)中SBR反应池好氧区的温度为30～40℃，当温度低于30℃，启动调节池的加热设备，当温度高于40℃时，停止调节池的加热设备；

步骤3)中SBR反应池好氧区的温度优选为35℃；当温度低于35℃，启动调节池的加热设备，当温度高于35℃时，停止调节池的加热设备；

步骤3)①中所述的非限制性曝气是指整个进水-曝气(反应)阶段均进行曝气；

步骤3)①中所述的间歇进水的方式为SBR反应池好氧区的pH维持在6.5～7.9，当SBR反应池好氧区的pH低于6.5～7.9，启动SBR反应池缺氧区的进水；当SBR反应池好氧区的pH高于6.5～7.9，停止SBR反应池缺氧区的进水；

步骤3)①中所述的间歇进水的方式优选为SBR反应池好氧区的pH维持在6.8～7.5；当SBR反应池好氧区的pH低于6.8～7.5，启动SBR反应池缺氧区的进水；当SBR反应池好氧区的pH高于6.8～7.5，停止SBR反应池缺氧区的进水；

步骤3)②中所述的后续曝气阶段的运行时间为30min～3h，具体反映时间视具体而定；此阶段随着亚硝化反应结束，碱度消耗，pH降至最低并稳定；

步骤3)③中所述的沉淀阶段的运行时间为30～60min；

步骤(2)中所述的短程硝化预处理后的废水的NH₄ ⁺-N：NO₂--N为1～1.32；

步骤(2)中所述的MBR/SBBR反应池的温度维持在30～35℃；

本发明的原理：

厌氧氨氧化反应的进水NH₄ ⁺-N：NO₂--N比是关键，而要达到这个要求就在于亚硝化作用的成功实现。本发明实现亚硝化预处理的关键是在于通过FNA的抑制作用成功“洗出”NOB而保留AOB。

一般而言，废水中的FA和FNA与水中的温度和pH有关，尤其是，FA的浓度与pH的大小成正相关，而FNA的浓度与之成反相关。即pH小于7的情况下，废水生物处理系统中更容易形成FNA。FA和FNA既是硝化作用中的利用基质，同时也是“抑制生物剂”。具体来说，NOB比AOB更容易受到这两种物质的影响。当FNA浓度大于0.02mg/L，或FA浓度大于6mg/L时，NOB的合成过程完全停止。FNA对AOB的50％抑制浓度为0.42～1.72mg/L。

本发明提供了一种基于序批式A/O联动系统实现废水深度脱氮的装置和方法：

(1)高氨氮废水进入调节池；

(2)启动亚硝化反应：调节池的废水通过第一进水泵泵入SBR反应池缺氧区进行反硝化作用；SBR反应池缺氧区的水流溢流至SBR反应池好氧区，联动进水；SBR反应池好氧区采用SBR运行方式，进行短程硝化作用；SBR反应池好氧区的进水阶段同时回流泥水至缺氧区(回流比为3，根据实际情况可以微调)，好氧区进水结束即停止回流，缺氧区出水溢流至好氧区，如此循环，利用废水中的碳源在SBR反应池缺氧区进行反硝化作用；

(3)启动厌氧氨氧化反应：将中间储水池中的亚硝化反应出水(NH₄ ⁺-N：NO₂--N＝1～1.32)泵入MBR/SBBR反应池，温度维持在30～35℃；MBR/MBBR反应池中的生物膜或悬浮填料能有效截留厌氧氨氧化菌和反硝化菌，同时进行厌氧氨氧化反应和反硝化反应，反硝化菌能消耗进水中残余的部分COD和厌氧氨氧化菌生成的硝态氮，并消耗缺氧环境中的溶解氧为厌氧氨氧化提供厌氧环境。

为了实现稳定的亚硝化作用，必须抑制SBR反应池好氧区的NOB的生长。在SBR反应池好氧区的一个运行周期中，FNA和FA的浓度分别为0.2～2.8mg/L和0.02～1.7mg/L。其中，最高FA浓度1.7mg/L没有完全抑制NOB；最低FNA浓度0.2mg/L远远大于NOB的完全抑制浓度。因此，FNA是本系统中成功实现亚硝化作用的关键。每SBR运行周期开始和结束时，FNA浓度均大于2mg/L，很明显地抑制了AOB的生长。这与DO浓度变化趋势一致，表明AOB受到完全抑制，硝化作用暂时停止，DO几乎没有消耗，因此DO在每SBR运行周期开始和结束时陡然增加。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

(1)在亚硝化反应和厌氧氨氧化反应的启动、运行中不对污泥浓度MLSS做限制；

(2)序批式A/O联动系统能有效进行亚硝化反应，工艺操作流程简单，抗氨氮负荷冲击能力强；

(3)利用SBR运行过程中进水阶段的pH间接控制，通过FNA直接控制实现并维持稳定的亚硝化作用；

(4)MBR/MBBR反应池中的生物膜或悬浮填料能有有效截留厌氧氨氧化菌和反硝化菌，快递而稳定实现厌氧氨氧化反应；

(5)采用PLC控制系统，运行简便，控制精确；

(6)本发明能成功处理高氨氮废水，亚硝化反应器中亚硝化积累率达到95％以上；最终出水达到国家最新污水排放标准，其中，出水中总氮浓度低于40mg/L，NH₄ ⁺-N浓度低于25mg/L。

附图说明

图1是本发明的基于序批式A/O联动系统实现废水深度脱氮装置的结构示意图，其中：1.调节池；2.SBR反应池缺氧区；3.SBR反应池好氧区；4.中间储水池；5.MBR/MBBR反应池；1.1.第一液体流量计；1.2.第一进水泵；1.3.第一搅拌器；1.4.第一加热装置；2.1.第一pH计；2.2.ORP计；2.3.第二搅拌器；2.4.溢流槽；3.1第三搅拌器；3.2.第二pH计；3.3.DO计；3.4.液位传感器；3.5.曝气管；3.6.第一温度传感器；3.7.滗水器；3.8.气体流量计；3.9.曝气机；3.10.回流泵；3.11.回流管道；3.12.第二液体流量计；4.1.第二温度加热装置；5.1.第二进水泵；5.2.第三液体流量计；5.3.悬浮填料；5.4.第二温传感器；5.5.吸水泵；5.6.出水口；5.7.填料格栅板；5.8.生物膜。

图2是本发明的基于序批式A/O联动系统实现废水深度脱氮装置的PLC在线控制说明图。

图3是本发明的基于序批式A/O联动系统实现废水深度脱氮装置的亚硝化反应的PLC在线控制流程图。

图4是本发明的基于序批式A/O联动系统实现废水深度脱氮装置的厌氧氨氧化反应的PLC在线控制流程图。

图5是本系统稳定运行时SBR反应池好氧区一周期的pH和DO变化趋势图。

图6是本系统稳定运行时SBR反应池好氧区一周期的FNA和FA变化趋势图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

如图1所示，一种基于序批式A/O联动系统实现废水深度脱氮的废水处理装置，设有调节池1、SBR反应池2、3、中间储水池4和MBR/MBBR反应池5；所述的SBR反应池2、3包括SBR反应池缺氧区2和SBR反应池好氧区3；

所述的调节池1依次通过第一进水泵1.2和第一液体流量计1.1与SBR反应池缺氧区2连通；

所述的SBR反应池缺氧区2通过溢流槽2.4与SBR反应池好氧区3连通；

所述的SBR反应池好氧区3内底部设有曝气管3.5；所述的曝气管3.5通过气体流量计与曝气机连接；

所述的SBR反应池好氧区3底部通过回流管道3.11依次与回流泵3.10、第二液体流量计3.12和SBR反应池缺氧区2连通；

所述的SBR反应池好氧区3内部设有滗水器3.7；

所述的中间储水池4通过滗水器3.7与SBR反应池好氧区3相通；

所述的MBR/MBBR反应池5内部设有生物膜5.8、悬浮填料5.3，所述的生物膜5.8与吸水泵5.5连接；

所述的MBR/MBBR反应池5上部设有设有出水口5.6；所述的出水口前方设有填料格栅板5.7，防止填料随处理水流失；

所述的MBR/MBBR反应池5通过第二进水泵5.1和第三液体流量计5.2与中间储水池4连通；

所述的调节池1内部设有第一搅拌器1.3和第一加热装置1.4；

所述的SBR反应池缺氧区2内部设有第二搅拌器2.3、第一PH计2.1和ORP计2.2；

所述的SBR反应池好氧区3内部设有第三搅拌器3.1、第二PH计3.2、DO计3.3、液位传感器3.4和第一温度传感器3.6；

所述的SBR反应池缺氧区2和SBR反应池好氧区3的体积比例为1：(3～5)；

所述的中间储水池4内部设有第二加热装置4.1；

所述的MBR/MBBR反应池5内部设有第二温度传感器5.4；

如图2所示，所述的第一液体流量计1.1、第一PH计2.1、ORP计2.2、第二PH计3.2、DO计3.3、液位传感器3.4、第一温度传感器3.6、第二液体流量计3.12、气体流量计3.8、第二温度传感器5.2、第三液体流量计5.9分别与PLC控制器连接；

所述的PLC控制器与接收数字信号并输出控制信号的电脑连接；所述的PLC控制器分别与第一进水泵1.2、第一搅拌器1.3、第一加热装置1.4、第二搅拌器2.3、第三搅拌器3.1、曝气机3.9、滗水器3.7、回流泵3.10、第二加热装置4.1、第二进水泵5.7和吸水泵5.8连接。

应用上述基于序批式A/O联动系统实现废水深度脱氮的废水处理装置处理废水的方法(图3、图4)，包括以下具体步骤：

(1)启动亚硝化反应：

1)以硝化污泥为接种污泥注入SBR反应池好氧区3和缺氧区2；开启调节池1的第一搅拌器1.3，将废水装入调节池1中；

2)调节池1中的废水通过第一进水泵1.2泵入SBR反应池缺氧区2，同时开启SBR反应池缺氧区2的第二搅拌器2.3，进行反硝化作用；

3)当SBR反应池缺氧区2水流开始溢流至好氧区3时，采用SBR运行启动SBR反应池好氧区3，进行短程硝化作用：

①进水-曝气(反应)阶段：采取非限制性曝气-间歇进水的方式将SBR反应池缺氧区2水流通过溢流槽2.4溢流至好氧区3，开启第三搅拌器3.1以及启动SBR反应池好氧区3与缺氧区2之间的回流泵3.10；此过程中，通过SBR反应池好氧区3的第二pH计3.2监控缺氧区2的进水，使SBR反应池好氧区3的pH维持在6.5～7.9；SBR反应池好氧区3内的DO维持在﹥1mg/L；回流比为3，根据实际情况可以微调；

②后续曝气阶段：当进水量达到或高于液位设定值，停止进水但继续曝气；

③沉淀阶段：后续曝气阶段结束后停止第三搅拌器3.1，关闭回流泵3.10，进行沉淀；

④排水阶段：通过液位传感器3.4监控运用滗水器3.7控制排水，将短程硝化预处理后的废水排至中间储水池4；

(2)启动厌氧氨氧化反应：

取厌氧氨氧化污泥注入MBR/MBBR反应池5，开启第二进水泵5.1，将中间储水池4中的短程硝化预处理后的废水(NH₄ ⁺-N：NO₂--N＝1～1.32)泵入MBR/SBBR反应池5，开启吸水泵5.5；MBR/MBBR反应池中的生物膜5.8或悬浮填料5.3能有效截留厌氧氨氧化菌和反硝化菌，同时进行厌氧氨氧化反应和反硝化反应，反硝化菌能消耗进水中残余的部分COD和厌氧氨氧化菌生成的硝态氮，并消耗缺氧环境中的溶解氧为厌氧氨氧化提供厌氧环境；填料格栅板5.7用于防止填料随处理水流失；当MBR/MBBR反应池的出水口5.6的出水中总氮浓度低于40mg/L，NH₄ ⁺-N浓度低于25mg/L时，表明厌氧氨氧化反应启动成功；

(3)系统稳定运行：

重复步骤(1)、(2)、(3)，水力停留时间从2d逐步降为1d；

所述的废水为高氨氮废水，所述的高氨氮废水中NH4+-N浓度大于500mg/L，BOD5/TN小于3～5；

所述的高氨氮废水优选为餐厨垃圾消化液、垃圾渗滤液、污泥消化上清液、食品工业废水、畜牧废水、化工废水；

步骤3)中SBR反应池好氧区3的温度为30～40℃，当温度低于30℃，启动调节池的加热设备1.4，当温度高于40℃时，停止调节池的加热设备1.4；

步骤3)中SBR反应池好氧区3的温度优选为35℃；当温度低于35℃，启动调节池的加热设备1.4，当温度高于35℃时，停止调节池的加热设备1.4；

步骤3)①中所述的非限制性曝气是指整个进水-曝气(反应)阶段均进行曝气；

步骤3)①中所述的间歇进水的方式为SBR反应池好氧区的pH维持在6.5～7.9，当SBR反应池好氧区的pH低于6.5～7.9，启动SBR反应池缺氧区的进水；当SBR反应池好氧区的pH高于6.5～7.9，停止SBR反应池缺氧区的进水；

步骤3)①中所述的间歇进水的方式优选为SBR反应池好氧区的pH维持在6.8～7.5；当SBR反应池好氧区的pH低于6.8～7.5，启动SBR反应池缺氧区的进水；当SBR反应池好氧区的pH高于6.8～7.5，停止SBR反应池缺氧区的进水；

步骤3)②中所述的后续曝气阶段的运行时间为30min～3h，具体反映时间视具体而定；此阶段随着亚硝化反应结束，碱度消耗，pH降至最低并稳定；

步骤3)③中所述的沉淀阶段的运行时间为30～60min；

步骤(2)中所述的短程硝化预处理后的废水的NH₄ ⁺-N：NO₂--N为1～1.32；

步骤(2)中所述的MBR/SBBR反应池的温度维持在30～35℃。

实施例2

采用本发明所述的基于序批式A/O联动系统实现废水深度脱氮的废水处理装置，其中调节池的尺寸为B×H×L＝470×500×440cm，总容积为103,400L。SBR反应池缺氧区的尺寸为470×500×440cm，有效容积100,000L；SBR反应池好氧区的尺寸为470×500×1540cm，有效容积为300,000L；中间储水池的尺寸为470×500×1540cm；MBR/MBBR反应池的尺寸为175×185×160cm，有效容积为5,000L。

取深圳市下坪固体废弃物填埋场的垃圾渗滤液，其pH为8.01～8.65，NH₄ ⁺-N浓度高达1500～3000mg/L，BOD₅/TN小于3～5，为典型的高氨氮浓度低碳氮比废水。

(1)启动亚硝化反应：

1)以深圳市下坪渗滤液处理厂的硝化污泥为接种污泥注入SBR反应池好氧区和缺氧区；开启调节池的第一搅拌器(300转/h)，将废水装入调节池中；

2)调节池中的废水通过第一进水泵泵入SBR反应池缺氧区，同时开启SBR反应池缺氧区的第二搅拌器(300转/h)，进行反硝化作用；

3)当SBR反应池缺氧区水流开始溢流至好氧区时，采用SBR运行启动SBR反应池好氧区，进行短程硝化作用，其中SBR反应池好氧区的温度为30～40℃，当温度低于30℃，启动调节池的加热设备，当温度高于40℃时，停止调节池的加热设备：

①进水-曝气(反应)阶段：采取非限制性曝气-间歇进水的方式将SBR反应池缺氧区水流溢流至好氧区，开启第三搅拌器(300转/h)以及启动SBR反应池好氧区与缺氧区之间的回流泵；此过程中，通过SBR反应池好氧区的pH计监控缺氧区的进水，使SBR反应池好氧区的pH维持在6.5～7.9；当SBR反应池好氧区的pH低于6.5～7.9，启动SBR反应池缺氧区的进水；当SBR反应池好氧区的pH高于6.5～7.9，停止SBR反应池缺氧区的进水；SBR反应池好氧区内的DO维持在﹥1mg/L；回流比为3；

②后续曝气阶段：当进水量达到或高于液位设定值，停止进水但继续曝气，后续曝气阶段的运行时间为1h；

③沉淀阶段：后续曝气阶段结束后停止第三搅拌器，关闭回流泵，进行沉淀，沉淀阶段的运行时间为30min；

④排水阶段：通过液位传感器监控运用滗水器控制排水，将短程硝化预处理后的废水排至中间储水池；

(2)启动厌氧氨氧化反应：

取厌氧氨氧化污泥注入MBR/MBBR反应池，开启第二进水泵，将中间储水池中的短程硝化预处理后的废水(NH₄ ⁺-N：NO₂--N＝1～1.32)泵入MBR/SBBR反应池，开启吸水泵，所述的MBR/SBBR反应池的温度维持在30～35℃；当MBR/MBBR反应池的出水中总氮浓度低于40mg/L，NH₄ ⁺-N浓度低于25mg/L时，表明厌氧氨氧化反应启动成功；

(3)系统稳定运行：

重复步骤(1)、(2)、(3)，水力停留时间从2d逐步降为1d。

图5是本实施例系统稳定运行时SBR反应池好氧区一周期的pH和DO变化趋势图，图6是本实施例系统稳定运行时SBR反应池好氧区一周期的FNA和FA变化趋势图。从图中可以看出，在SBR反应池好氧区的一个运行周期中，FNA和FA的浓度分别为0.2～2.8mg/L和0.02～1.7mg/L。其中，最高FA浓度1.7mg/L没有完全抑制NOB；最低FNA浓度0.2mg/L远远大于NOB的完全抑制浓度。因此，FNA是本系统中成功实现亚硝化作用的关键。每SBR运行周期开始和结束时，FNA浓度均大于2mg/L，很明显地抑制了AOB的生长。这与DO浓度变化趋势一致，表明AOB受到完全抑制，硝化作用暂时停止，DO几乎没有消耗，因此DO在每SBR运行周期开始和结束时陡然增加。

实验结果表明：系统运行1个月后，运行效果稳定，SBR反应池好氧区进水NH₄ ⁺-N负荷ALR高达3kg NH₄ ⁺-N/m³d，NO₂--N积累率高达95％以上；系统最终出水达到国家最新污水排放标准，其中，出水中总氮浓度低于40mg/L，NH4+-N浓度低于25mg/L。该系统SBR反应池好氧区具体进出水水质如表1所示：

表1实现废水短程硝化的序批式A/O联动系统废水处理装置进出水水质参数比较

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于序批式A/O联动系统实现废水深度脱氮的废水处理装置，其特征在于：

设有调节池、SBR反应池、中间储水池和MBR/MBBR反应池；所述的SBR反应池包括SBR反应池缺氧区和SBR反应池好氧区；

所述的调节池依次通过第一进水泵和第一液体流量计与SBR反应池缺氧区连通；

所述的SBR反应池缺氧区通过溢流槽与SBR反应池好氧区连通；

所述的SBR反应池好氧区内底部设有曝气管；所述的曝气管通过气体流量计与曝气机连接；

所述的SBR反应池好氧区底部通过回流管道依次与回流泵、第二液体流量计和SBR反应池缺氧区连通；

所述的SBR反应池好氧区内部设有滗水器；

所述的中间储水池通过滗水器与SBR反应池好氧区相通；

所述的MBR/MBBR反应池内部设有生物膜、悬浮填料，所述的生物膜与吸水泵连接；

所述的MBR/MBBR反应池上部设有设有出水口；所述的出水口前方设有填料格栅板；

所述的MBR/MBBR反应池通过第二进水泵和第三液体流量计与中间储水池连通。

2.根据权利要求1所述的基于序批式A/O联动系统实现废水深度脱氮的废水处理装置，其特征在于：

所述的调节池内部设有第一搅拌器和第一加热装置。

3.根据权利要求1所述的基于序批式A/O联动系统实现废水深度脱氮的废水处理装置，其特征在于：

所述的SBR反应池缺氧区内部设有第二搅拌器、第一PH计和ORP计。

4.根据权利要求1所述的基于序批式A/O联动系统实现废水深度脱氮的废水处理装置，其特征在于：

所述的SBR反应池好氧区内部设有第三搅拌器、第二PH计、DO计、液位传感器和第一温度传感器。

5.根据权利要求1所述的基于序批式A/O联动系统实现废水深度脱氮的废水处理装置，其特征在于：

所述的中间储水池内部设有第二加热装置；

所述的MBR/MBBR反应池内部设有第二温度传感器。

6.根据权利要求1～5任一项所述的基于序批式A/O联动系统实现废水深度脱氮的废水处理装置，其特征在于：

所述的SBR反应池缺氧区和SBR反应池好氧区的体积比例为1：(3～5)；

所述的第一液体流量计、第一PH计、ORP计、第二PH计、DO计、液位传感器、第一温度传感器、第二液体流量计、气体流量计、第二温度传感器、第三液体流量计分别与PLC控制器连接；

所述的PLC控制器与接收数字信号并输出控制信号的电脑连接；所述的PLC控制器分别与第一进水泵、第一搅拌器、第一加热装置、第二搅拌器、第三搅拌器、曝气机、滗水器、回流泵、第二加热装置、第二进水泵和吸水泵连接。

7.应用权利要求1～6任一项所述的基于序批式A/O联动系统实现废水深度脱氮的废水处理装置处理废水的方法，其特征在于包括以下具体步骤：

(1)启动亚硝化反应：

1)以硝化污泥为接种污泥注入SBR反应池好氧区和缺氧区；开启调节池的第一搅拌器，将废水装入调节池中；

2)调节池中的废水通过第一进水泵泵入SBR反应池缺氧区，同时开启SBR反应池缺氧区的第二搅拌器，进行反硝化作用；

3)当SBR反应池缺氧区水流开始溢流至好氧区时，采用SBR运行启动SBR反应池好氧区，进行短程硝化作用：

①进水-曝气阶段：采取非限制性曝气-间歇进水的方式将SBR反应池缺氧区水流溢流至好氧区，开启第三搅拌器以及启动SBR反应池好氧区与缺氧区之间的回流泵；此过程中，通过SBR反应池好氧区的pH计监控缺氧区的进水，使SBR反应池好氧区的pH维持在6.5～7.9；SBR反应池好氧区内的DO维持在﹥1mg/L；回流比为3；

②后续曝气阶段：当进水量达到或高于液位设定值，停止进水但继续曝气；

③沉淀阶段：后续曝气阶段结束后停止第三搅拌器，关闭回流泵，进行沉淀；

④排水阶段：通过液位传感器监控运用滗水器控制排水，将短程硝化预处理后的废水排至中间储水池；

(2)启动厌氧氨氧化反应：

取厌氧氨氧化污泥注入MBR/MBBR反应池，开启第二进水泵，将中间储水池中的短程硝化预处理后的废水泵入MBR/SBBR反应池，开启吸水泵；当MBR/MBBR反应池的出水中总氮浓度低于40mg/L，NH₄ ⁺-N浓度低于25mg/L时，表明厌氧氨氧化反应启动成功；

(3)系统稳定运行：

重复步骤(1)、(2)、(3)，水力停留时间从2d逐步降为1d。

8.根据权利要求7所述的应用基于序批式A/O联动系统实现废水深度脱氮的废水处理装置处理废水的方法，其特征在于：

步骤3)①中所述的非限制性曝气是指整个进水-曝气阶段均进行曝气；

步骤3)①中所述的间歇进水的方式为SBR反应池好氧区的pH维持在6.5～7.9，当SBR反应池好氧区的pH低于6.5～7.9，启动SBR反应池缺氧区的进水；当SBR反应池好氧区的pH高于6.5～7.9，停止SBR反应池缺氧区的进水。

9.根据权利要求7所述的应用基于序批式A/O联动系统实现废水深度脱氮的废水处理装置处理废水的方法，其特征在于：

步骤(2)中所述的短程硝化预处理后的废水的NH₄ ⁺-N：NO₂--N为1～1.32。

10.根据权利要求7所述的应用基于序批式A/O联动系统实现废水深度脱氮的废水处理装置处理废水的方法，其特征在于：

步骤3)②中所述的后续曝气阶段的运行时间为30min～3h；

步骤3)③中所述的沉淀阶段的运行时间为30～60min。

步骤3)中SBR反应池好氧区的温度为30～40℃，当温度低于30℃，启动调节池的加热设备，当温度高于40℃时，停止调节池的加热设备；

步骤(2)中所述的MBR/SBBR反应池的温度维持在30～35℃。