CN111410304B - 一种实现深床滤池低温期快速启动反硝化的方法 - Google Patents

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一种实现深床滤池低温期快速启动反硝化的方法，包括反硝化提前启动第一阶段、反硝化功能维持第二阶段和反硝化低温期恢复启动第三阶段，所述反硝化提前启动第一阶段是在设定的常温期投加一定浓度的碳源实现初始反硝化挂膜，所述反硝化功能维持第二阶段是在反硝化提前启动第一阶段结束日为起始，按照设定的间隔时间，周期性启动碳源投加系统，所述反硝化低温期恢复启动第三阶段是在冬季低温期需要发挥反硝化功能时继续启动碳源投加系统，直至反硝化达到稳定进入反硝化稳定阶段。该方法可显著缩短低温期反硝化的启动时间。

Description

一种实现深床滤池低温期快速启动反硝化的方法
技术领域
本发明属于污水深度处理技术领域，尤其涉及一种实现深床滤池低温期快速启动反硝化的方法。
背景技术
设计有反硝化功能的深床滤池，具有可针对出水水质需求，由深床滤池仅去除悬浮物，转化为投加碳源同步起到脱氮作用的灵活性，在我国城镇污水处理厂的深度处理工艺中得到了广泛应用。实际运行中由于通过生物二级处理的优化，厂出水的总氮浓度基本可以满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A的要求，我国大部分设置有反硝化功能的深床滤池并未投加碳源，仅起到去除悬浮物的过滤作用。
随着我国对水环境质量要求的不断提高，例如北京、天津等城市先后发布的地方标准中分别对排入II类、III类水体及其汇水范围内的污水和设计规模≥10000m3/d的城镇污水处理厂出水，提出了总氮低于10mg/L的排放标准，对于污水处理厂脱氮提出了高要求。执行地方标准的污水处理厂的运行表明，在常温和高温期采用在二级处理单元投加碳源、深床滤池仅发挥过滤作用时厂出水TN可以满足地方标准，但在冬季低温期存在出水总氮超标的风险，设计有反硝化功能的深床滤池面临着冬季启动反硝化功能的需求，但存在着冬季启动期过长的问题。
为解决低温期启动时间过长的问题，需要开发设计一种实现深床滤池低温期快速启动反硝化的方法，为设计及工程运行提供支持。
发明内容
为解决设置有反硝化功能的深床滤池存在的上述技术问题，本发明提供了一种实现深床滤池低温期快速启动反硝化的方法，该方法可显著缩短低温期反硝化的启动时间。
本发明的技术方案是：一种实现深床滤池低温期快速启动反硝化的方法，其特征在于：包括反硝化提前启动第一阶段、反硝化功能维持第二阶段和反硝化低温期恢复启动第三阶段，所述反硝化提前启动第一阶段是在设定的常温期投加一定浓度的碳源实现初始反硝化挂膜，所述反硝化功能维持第二阶段是在反硝化提前启动第一阶段结束日为起始，按照设定的间隔时间，周期性启动碳源投加系统，所述反硝化低温期恢复启动第三阶段是在冬季低温期需要发挥反硝化功能时继续启动碳源投加系统，直至反硝化达到稳定进入反硝化稳定阶段。
所述反硝化提前启动第一阶段，常温期开始投加碳源的设定温度为20℃，初始挂膜时间为7～10d。
所述反硝化提前启动第一阶段碳源初始投加COD浓度为20～30mg/L。
所述反硝化功能维持第二阶段周期性地启动碳源投加系统的间隔时间为20～25d，碳源投加持续时间为3～5d。
所述反硝化功能维持第二阶段碳源投加COD浓度为5～10mg/L。
所述反硝化低温期恢复启动第三阶段碳源初始投加浓度按照需要去除的硝态氮与外加碳源COD的质量比为15～20计算。
进一步的，当滤池出水的硝态氮高于设定的目标值时立即启动碳源投加系统，结束第二阶段进入反硝化低温期恢复启动第三阶段。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和积极效果：
1、本发明针对深床滤池冬季启动反硝化时间过长的难题，通过常温期实现初始反硝化挂膜、间歇投加碳源维持反硝化菌生物量和低温期启动恢复反硝化功能的方法，可实现冬季低温期深床滤池反硝化功能的快速启动，在15～16℃水温需要发挥反硝化功能时仅需3～5d即可达到设定的反硝化目标，与该温度下同等反应条件开始初始挂膜的传统启动方法需要20～30d相比，显著缩短了反硝化的启动时间。
2、本发明的快速启动方法，操作过程简单，完成初始挂膜后，例如北方地区水温由20℃降低为15～16℃，时间基本小于45d，投加碳源维持反硝化菌生物量的过程启动1次碳源投加系统即可。
3、本发明中的三个阶段需要的外加碳源量、运行时间、初始启动水温等关键参数明确，可指导工程应用。
附图说明
图1为采用本发明的低温期快速启动方法与常规启动方法的时间和效果对比图。
具体实施方式
一种实现深床滤池低温期快速启动反硝化的方法，包括反硝化提前启动第一阶段、反硝化功能维持第二阶段和反硝化低温期恢复启动第三阶段，该方法以温度和运行时间为关键控制参数。
所述反硝化提前启动第一阶段是在设定的常温期提前投加一定浓度的碳源实现初始反硝化挂膜，该阶段常温期开始投加碳源的设定温度为20℃，初始挂膜时间为7～10d，碳源初始投加浓度COD为20～30mg/L，运行稳定后依据滤池进出水的COD和硝态氮的检测结果精确调整碳源投加浓度，但碳源投加浓度COD不能低于20mg/L。
所述反硝化功能维持第二阶段是在反硝化提前启动第一阶段结束后，在深床滤池不需要发挥反硝化功能期间，按照设定的间隔时间，周期性启动碳源投加系统，通过投加低浓度的碳源维持反硝化菌生物量的稳定，该阶段以第一阶段结束的日期为起始，周期性地启动碳源投加系统的间隔时间为20～25d，根据第一阶段结束至第三阶段开始之间的天数灵活调整碳源投加启动次数；单周期碳源投加持续时间为3～5d，碳源投加浓度COD为5～10mg/L。
所述反硝化低温期恢复启动第三阶段是在冬季低温期需要发挥反硝化功能时继续启动碳源投加系统，直至反硝化达到稳定，反硝化功能的恢复启动完成，进入反硝化稳定阶段，该阶段碳源初始投加浓度按照需要去除的硝态氮与外加碳源COD的质量比为15～20计算，运行稳定后，依据滤池进出水的COD和硝态氮的检测结果精确调整碳源投加浓度。
本发明当滤池出水的硝态氮高于设定的目标值时立即启动碳源投加系统，结束第二阶段进入反硝化恢复启动的第三阶段。
本发明一种实现深床滤池低温期快速启动反硝化的方法的具体实施例为：
一、实施方式1：
在水温降低到20℃时，深床滤池启动碳源投加系统，按照外加入COD浓度为20～30mg/L初始投加碳源，运行稳定后依据滤池进出水的COD和硝态氮的检测结果精确调整碳源投加浓度，并控制外加碳源COD不低于20mg/L，经过7～10d完成反硝化提前启动第一阶段的初始反硝化挂膜；
以第一阶段结束的日期为起始，进入反硝化功能维持第二阶段，滤池仅需要发挥过滤功能的时间超过设定的碳源启动周期20～25d时，以20～25d为一个启动周期向滤池中投加碳源，碳源的投加COD浓度为5～10mg/L，单周期碳源投加持续时间为3～5d，直至随着温度降低滤池出水硝态氮高于目标设定值需要发挥反硝化作用，结束第二阶段进入反硝化恢复启动第三阶段。
进入需要发挥反硝化功能的第三阶段时，再次启动碳源投加系统，初始投加浓度按照需要去除的硝态氮与外加碳源COD的质量比为15～20计算，运行稳定后，依据滤池进出水的COD和硝态氮的检测结果精确调整碳源投加浓度，反硝化达到稳定后，反硝化功能的恢复启动结束完成。
二、实施方式2：
在水温降低到20℃时，深床滤池启动碳源投加系统，按照外加入COD浓度为20～30mg/L初始投加碳源，运行稳定后依据滤池进出水的COD和硝态氮的检测结果精确调整碳源投加浓度，并控制外加碳源COD不低于20mg/L，经过7～10d完成反硝化提前启动第一阶段的初始反硝化挂膜；
以第一阶段结束的日期为起始，进入反硝化功能维持第二阶段，滤池仅需要发挥过滤功能的时间小于设定的碳源启动周期20～25d时，结束第二阶段直接进入反硝化恢复启动第三阶段。
进入需要发挥反硝化功能的第三阶段时，继续启动碳源投加系统，初始投加浓度按照需要去除的硝态氮与外加碳源COD的质量比为15～20计算，运行稳定后，依据滤池进出水的COD和硝态氮的检测结果精确调整碳源投加浓度，反硝化达到稳定后，反硝化功能的恢复启动结束完成。
本发明的实验例：
将本发明与传统的深床滤池反硝化启动方法进行了平行对比，建立了一套北方某城市污水处理厂深床滤池的模拟装置，滤池进水为沉淀池出水，进水水质见表1，本发明和传统的深床滤池反硝化启动方法的运行参数见表2。
表1深床滤池进水水质
项目 COD(mg/L) NO<sub>3</sub><sup>-</sup>-N(mg/L)
第一阶段 10.9-14.5 7.8-9.5
第二阶段 9.9-22.7 8.5-9.4
第三阶段 9.1-16.1 10-14.2
表2本发明和传统的深床滤池反硝化启动方法的运行参数
Figure BDA0002430574350000071
以滤池出水NO3 --N为9.5mg/L为设定目标，平行反应条件下两种启动方法低温期反硝化的稳定时间和效果如图1所示。
上述实施方式为本发明的较佳实施例，并非是本发明的限制性实施方式，凡本领域的技术人员在本发明的实质内容的基础上所进行的修饰或等效变形，均在本发明的技术范畴。

Claims (2)

1.一种实现深床滤池低温期快速启动反硝化的方法，其特征在于：包括反硝化提前启动第一阶段、反硝化功能维持第二阶段和反硝化低温期恢复启动第三阶段，所述反硝化提前启动第一阶段是在设定的常温期投加一定浓度的碳源实现初始反硝化挂膜，所述反硝化功能维持第二阶段是以反硝化提前启动第一阶段结束日为起始，按照设定的间隔时间，周期性启动碳源投加系统，所述反硝化低温期恢复启动第三阶段是在冬季低温期需要发挥反硝化功能时继续启动碳源投加系统，直至反硝化达到稳定进入反硝化稳定阶段；
所述反硝化提前启动第一阶段，常温期开始投加碳源的设定温度为20℃，初始挂膜时间为7～10d，碳源初始投加COD浓度为20～30mg/L；
所述反硝化功能维持第二阶段周期性地启动碳源投加系统的间隔时间为20～25d，碳源投加持续时间为3～5d，碳源投加COD浓度为5～10mg/L；
所述反硝化低温期恢复启动第三阶段碳源初始投加浓度按照需要去除的硝态氮与外加碳源COD的质量比为15～20计算。
2.根据权利要求1所述的一种实现深床滤池低温期快速启动反硝化的方法，其特征在于：当滤池出水的硝态氮高于设定的目标值时立即启动碳源投加系统，结束第二阶段进入反硝化低温期恢复启动第三阶段。
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