CN111410295A - 生化反应池短程硝化的快速启动和稳定运行方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及生活污水处理技术领域,提供了一种生化反应池短程硝化的快速启动和稳定运行方法。该方法包括反应池,所述反应池内接种活性污泥,所述反应池在投入使用前经历NOB抑制期,所述NOB抑制期包括厌氧饥饿培养期和好氧恢复培养期;所述厌氧饥饿培养期包括:进水阶段:反应池进入污水;厌氧阶段:反应池内污水处于缺氧状态;静置阶段:反应池内污泥沉淀;排水阶段:反应池内上层液排出;所述好氧恢复培养期包括:进水阶段:反应池进入污水;好氧阶段:反应池内污水处于好氧状态;静置阶段:反应池内污泥沉淀;排水阶段:反应池内上层液排出;所述NOB抑制期运行一次或运行多次,随后所述反应池投入使用进行生化反应处理污水。
Description
技术领域
本发明属于生活污水处理技术领域,特别涉及一种生化反应池短程硝化的快速启动和稳定运行方法。
背景技术
目前我国城市污水处理厂大多面临着进水C/N较低的严峻问题,直接导致生物脱氮效果不佳。短程硝化反硝化技术通过将硝化过程暂停至亚硝化阶段,从而大幅度提高处理效率,节约了能耗与所需碳源,特别适合处理低C/N的城镇生活污水。此技术的主要原理是利用氨氧化菌(AOB)与亚硝酸氧化菌(NOB)生理特性的差异,通过选择性抑制亚硝酸氧化菌(NOB)的生长来控制硝化进程,使硝化反应停留在NO2 --N大量积累的阶段并进行反硝化,所以作为短程硝化反硝化的第一步,控制反应器实现短程硝化就显得尤为重要。
目前大多数实现短程硝化的方法都着重于可控的环境因素,如控制游离氨、溶解氧、污泥龄、pH和温度等来促进氨氧化菌(AOB)活性并抑制亚硝酸氧化菌(NOB)活性。但是在实际应用中,即使通过控制环境因素,如果缺乏及时有效的控制策略,往往会导致一段时间后亚硝酸氧化菌(NOB)重新大量增殖,短程硝化过程被破坏。另外,由于一般城市污水处理厂的活性污泥中亚硝酸氧化菌(NOB)相比与氨氧化菌(AOB)占绝对优势,在此基础即使通过控制环境因素来淘洗亚硝酸氧化菌(NOB)仍需要很长的时间才能使其中原本处于劣势的氨氧化菌(AOB)成为优势种群,因此活性污泥系统的短程硝化难以实现快速启动和稳定运行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生化反应池短程硝化的快速启动和稳定运行方法,确保反应池投入使用之后AOB快速增殖至峰值然后保持至稳定,提高污水脱氮效率。
为了实现上述目的,本发明采取以下技术方案:一种生化反应池短程硝化的快速启动和稳定运行方法,包括反应池,所述反应池内接种活性污泥,所述反应池在投入使用前经历NOB抑制期,所述NOB抑制期包括厌氧饥饿培养期和好氧恢复培养期;所述厌氧饥饿培养期包括:进水阶段:反应池进入污水;厌氧阶段:反应池内污水处于缺氧状态;静置阶段:反应池内污泥沉淀;排水阶段:反应池内上层液排出;所述好氧恢复培养期包括:进水阶段:反应池进入污水;好氧阶段:反应池内污水处于好氧状态;静置阶段:反应池内污泥沉淀;排水阶段:反应池内上层液排出;所述NOB抑制期运行一次或运行多次,随后所述反应池投入使用进行生化反应处理污水。
可选的,在一个所述NOB抑制期内,所述厌氧阶段时长大于所述好氧阶段时长。
可选的,在一个所述NOB抑制期内,所述厌氧饥饿培养期运行多次。
可选的,所述NOB抑制期运行3~5次,在一个所述NOB抑制期内,所述厌氧饥饿培养期运行3~5次。
可选的,所述厌氧饥饿培养期中:进水阶段时长为10~30min,厌氧阶段时长为200~300min,静置阶段时长为50~70min,出水阶段时长为10~30min;
所述好氧恢复培养期中:进水阶段时长为10~30min,好氧阶段时长为200~300min,静置阶段时长为50~70min,出水阶段时长为10~30min。
可选的,所述厌氧阶段及所述好氧阶段均进行搅拌。
可选的,所述反应池内的污泥龄为10~14d。
可选的,所述反应池的底部设置有曝气盘,所述反应池内设置有搅拌装置,所述反应池连接有进水泵、出水泵及排泥阀。
可选的,所述反应池的上游依次设置有厌氧池和缺氧池,所述反应池在经历NOB抑制期后作为好氧池投入使用。
可选的,所述反应池在经历NOB抑制期后作为SBR反应池投入使用。
与现有技术相比,本申请设置了厌氧饥饿培养期和好氧恢复培养期,在厌氧饥饿培养期污水中的AOB与NOB均经历无氧的內源消耗,其中仅有一部分AOB与NOB能利用氮源在无氧状态中存活,且AOB的存活比例相较于NOB较高,随后进入好氧恢复培养期,反应池内重新供水提供氮源,AOB与NOB利用氮源在有氧状态下快速增殖,由于AOB在饥饿后恢复期的细胞活性恢复速率远大于NOB,因此在恢复期间好氧池内AOB会快速成为优势菌种,将NOB抑制期运行多次,最终反应池内AOB相较于NOB的数量、比例和活性得到大幅度提升;在反应池投入使用进行生化反应处理污水之后,因为AOB已经成为优势地位,所以AOB可有效的利用氮源在有氧条件下快速增殖到峰值,将硝化反应停止在NO2 --N大量积累的阶段,使得反应池的短程硝化快速启动和稳定运行。
附图说明
图1为本发明反应池示意图;
图2为现有技术常规反应池运行水质情况示意图;
图3为采用本发明方法反应池运行水质情况示意图。
附图标记:
1、曝气盘;2、搅拌装置;3、进水泵;4、出水泵;5、排泥阀。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。基于所描述的本发明的实施例,本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种生化反应池短程硝化的快速启动和稳定运行方法,包括反应池,反应池内接种活性污泥,反应池在投入使用前经历NOB抑制期,NOB抑制期包括厌氧饥饿培养期和好氧恢复培养期;厌氧饥饿培养期包括:进水阶段:反应池进入污水;厌氧阶段:反应池内污水处于缺氧状态;静置阶段:反应池内污泥沉淀;排水阶段:反应池内上层液排出;好氧恢复培养期包括:进水阶段:反应池进入污水;好氧阶段:反应池内污水处于好氧状态;静置阶段:反应池内污泥沉淀;排水阶段:反应池内上层液排出;NOB抑制期运行多次,随后反应池投入使用进行生化反应处理污水。
与现有技术相比,本申请设置了厌氧饥饿培养期和好氧恢复培养期,在厌氧饥饿培养期污水中的AOB与NOB均经历无氧的內源消耗,其中仅有一部分AOB与NOB能利用氮源在无氧状态中存活,且AOB的存活比例相较于NOB较高,随后进入好氧恢复培养期,反应池内重新供水提供氮源,AOB与NOB利用氮源在有氧状态下快速增殖,由于AOB在饥饿后恢复期的细胞活性恢复速率远大于NOB,因此在恢复期间好氧池内AOB会快速成为优势菌种,将NOB抑制期运行多次,最终反应池内AOB相较于NOB的数量、比例和活性得到大幅度提升;在反应池投入使用进行生化反应处理污水之后,因为AOB已经成为优势地位,所以AOB可有效的利用氮源在有氧条件下快速增殖到峰值,将硝化反应停止在NO2 --N大量积累的阶段,使得反应池的短程硝化快速启动和稳定运行。
在一些实施例中,在一个NOB抑制期内,厌氧阶段时长大于好氧阶段时长。在好氧阶段AOB与NOB的增殖速率均会逐渐增大恢复至正常值,但是AOB的恢复期较短,所以好氧阶段只确保AOB快速恢复即可,好氧阶段时长控制在NOB的增殖速率逐渐趋于正常增殖速率之前,使得NOB的活性最大程度的被抑制,如此利于提升AOB的数量、比例和活性。
在一些实施例中,在一个NOB抑制期内,厌氧饥饿培养期运行多次。连续的对NOB的活性进行抑制,进一步的提升AOB的数量、比例和活性,并且在每个厌氧饥饿培养期都会重新进水和排水,其目的为适当的为厌氧阶段中的厌氧菌和缺氧菌提供一定量的碳源,否则仅仅只是延长厌氧阶段的时长是可以抑制NOB的活性,但是可能会影响聚磷菌及反硝化菌等正常生长。
在一些实施例中,NOB抑制期运行3~5次,在一个NOB抑制期内,厌氧饥饿培养期运行3~5次。厌氧饥饿培养期的次数不宜过多,因为经历过多的厌氧阶段,AOB的活性也会进一步的被抑制,即使进入好氧恢复培养期后,AOB的活性太低也会导致其恢复效果不理想,所以要合理的控制厌氧饥饿培养期运行次数和NOB抑制期运行次数。
在一些实施例中,厌氧饥饿培养期中:进水阶段时长为10~30min,厌氧阶段时长为200~300min,静置阶段时长为50~70min,出水阶段时长为10~30min;好氧恢复培养期中:进水阶段时长为10~30min,好氧阶段时长为200~300min,静置阶段时长为50~70min,出水阶段时长为10~30min。
在一些实施例中,厌氧阶段及好氧阶段均进行搅拌。使得污泥与污水均匀混合,在厌氧阶段相对加快NOB的消耗,在好氧阶段相对加快AOB的增殖。
在一些实施例中,反应池内的污泥龄为10~14d。NOB的世代周期长于AOB,所以控制污泥龄更相对利于AOB的增殖。
反应池经历NOB抑制期后,有效的提升了AOB的数量、比例和活性,其可以投入现有技术中具有好氧反应的生化污水处理工艺中,因为上述反应池的状态已经具有在好氧反应下AOB快速增殖的趋势,将上述反应池投入使用即可实现短程硝化快速启动和稳定运行,从而有效的进行生化反应处理污水。
在一些实施例中,反应池的上游依次设置有厌氧池和缺氧池,反应池在经历NOB抑制期后作为好氧池投入使用。此生化污水处理工艺为现有技术中的AAO污水处理工艺,上述反应池作为好氧池得到曝气后,AOB快速增殖至峰值,使得好氧池中的亚硝酸盐积累率加快和提升。
在一些实施例中,反应池在经历NOB抑制期后作为SBR反应池投入使用。SBR为现有技术中的序批式活性污泥法,在SBR反应池曝气阶段,AOB快速增殖至峰值,使得好氧池中的亚硝酸盐积累率加快和提升。
本发明方法的具体运行实施例如下:
a、如图1所示,反应池的底部设置有曝气盘1,反应池内设置有搅拌装置2,反应池连接有进水泵3、出水泵4及排泥阀5;
b、进水C/N为2.5~3.5,COD浓度为120~150mg/L,NH4 +-N浓度为40~50mg·L-1,pH为7.0~8.0,温度为23~27℃;
c、NOB抑制期运行5次,在一个NOB抑制期内,厌氧饥饿培养期运行3次,厌氧饥饿培养期中:进水阶段时长为15min,厌氧阶段时长为270min,DO<0.1mg/L,静置阶段时长为60,出水阶段时长为15min;好氧恢复培养期运行1次,好氧恢复培养期中:进水阶段时长为15min,好氧阶段时长为270min,DO=0.2~0.4mg/L,静置阶段时长为60min,出水阶段时长为15min;每天排泥控制污泥龄为10~14d;
d、将上述反应池作为SBR反应池投入使用,其中进水1小时,曝气8小时,沉淀1小时,排水1小时,静置1小时。
如图2所示,SBR反应池未经历NOB抑制期,其接种活性污泥后直接投入使用,AOB增殖至峰值为45d后,亚硝酸盐积累率NAR仅为64.85%;
如图3所示,SBR反应池经历NOB抑制期,在前5d内AOB与NOB均被抑制,但是AOB相较于NOB的数量、比例和活性得到大幅度提升,在5d至20d之间,AOB快速增殖至峰值,亚硝酸盐积累率NAR达到73.15%,SBR反应池的短程硝化启动速率被加快;
并且由图2和图3对比可明显得出未经历NOB抑制期的SBR反应池内的NOB峰值一直大于经历NOB抑制期的SBR反应池内的NOB峰值;
再如图3所示,在48d至55d之间,刻意的人为加大供氧量,此时NOB的活性大大增强,AOB的竞争优势降低,上述稳定的短程硝化有被破坏的趋势,所以亚硝酸盐积累率NAR降低,随后在57d至59d之间再使得反应池经历NOB抑制期,随后再正常进行SBR反应,SBR反应池又很快恢复至短程硝化,上述实施例证明本发明方法可实现生化反应池短程硝化的快速启动和稳定运行。
同理上述经历过NOB抑制期的反应池也可以作为好氧池投入AAO污水处理工艺中进行使用。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种生化反应池短程硝化的快速启动和稳定运行方法,其特征在于:包括反应池,所述反应池内接种活性污泥,所述反应池在投入使用前经历NOB抑制期,所述NOB抑制期包括厌氧饥饿培养期和好氧恢复培养期;
所述厌氧饥饿培养期包括:进水阶段:反应池进入污水;厌氧阶段:反应池内污水处于缺氧状态;静置阶段:反应池内污泥沉淀;排水阶段:反应池内上层液排出;
所述好氧恢复培养期包括:进水阶段:反应池进入污水;好氧阶段:反应池内污水处于好氧状态;静置阶段:反应池内污泥沉淀;排水阶段:反应池内上层液排出;
所述NOB抑制期运行一次或运行多次,随后所述反应池投入使用进行生化反应处理污水。
2.根据权利要求1所述的生化反应池短程硝化的快速启动和稳定运行方法,其特征在于:在一个所述NOB抑制期内,所述厌氧阶段时长大于所述好氧阶段时长。
3.根据权利要求2所述的生化反应池短程硝化的快速启动和稳定运行方法,其特征在于:在一个所述NOB抑制期内,所述厌氧饥饿培养期运行多次。
4.根据权利要求3所述的生化反应池短程硝化的快速启动和稳定运行方法,其特征在于:所述NOB抑制期运行3~5次,在一个所述NOB抑制期内,所述厌氧饥饿培养期运行3~5次。
5.根据权利要求4所述的生化反应池短程硝化的快速启动和稳定运行方法,其特征在于:
所述厌氧饥饿培养期中:进水阶段时长为10~30min,厌氧阶段时长为200~300min,静置阶段时长为50~70min,出水阶段时长为10~30min;
所述好氧恢复培养期中:进水阶段时长为10~30min,好氧阶段时长为200~300min,静置阶段时长为50~70min,出水阶段时长为10~30min。
6.根据权利要求1所述的生化反应池短程硝化的快速启动和稳定运行方法,其特征在于:所述厌氧阶段及所述好氧阶段均进行搅拌。
7.根据权利要求1所述的生化反应池短程硝化的快速启动和稳定运行方法,其特征在于:所述反应池内的污泥龄为10~14d。
8.根据权利要求1所述的生化反应池短程硝化的快速启动和稳定运行方法,其特征在于:所述反应池的底部设置有曝气盘(1),所述反应池内设置有搅拌装置(2),所述反应池连接有进水泵(3)、出水泵(4)及排泥阀(5)。
9.根据权利要求1所述的生化反应池短程硝化的快速启动和稳定运行方法,其特征在于:所述反应池的上游依次设置有厌氧池和缺氧池,所述反应池在经历NOB抑制期后作为好氧池投入使用。
10.根据权利要求1所述的生化反应池短程硝化的快速启动和稳定运行方法,其特征在于:所述反应池在经历NOB抑制期后作为SBR反应池投入使用。
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