CN111620442A - 一体式短程硝化/厌氧氨氧化的快速原位启动方法与装置 - Google Patents
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Abstract
一种一体式短程硝化/厌氧氨氧化工艺的快速原位启动方法与装置，该快速原位启动方法包括第一阶段：在一体化自养脱氮序批式反应器中接种并驯化污泥，驯化结束后静置、换水；第二阶段：曝气使厌氧氨氧化菌活性显现；第三阶段：加入亚硝酸盐，保证厌氧氨氧化菌生长；第四阶段：当在没有外加亚硝酸盐的条件下，TN去除负荷连续大于或等于0.15至0.20kgN/kgVSS·d的时间大于或等于一周时，完成快速原位启动。本发明提供的一体化短程硝化/厌氧氨氧化工艺原位快速启动的装置和方法，将短程硝化和厌氧氨氧化应用于禽畜养殖废水的脱氮处理中，相对于传统脱氮工艺，降低了60％以上的曝气量，同时无需投加碳源就可以实现其高效低耗脱氮。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理工艺领域，具体涉及一种一体式短程硝化/厌氧氨氧化工艺的快速原位启动方法与装置。
背景技术
水体污染的根源在于各类水体中由于人为排污而迅速积累了超过自身净化能力的氮、磷等污染物，而治理水体富营养化的根源也在于采取环境工程手段有效控制水体中的氮、磷污染物。
我国的城市污水处理厂对氮的去除主要是基于硝化-反硝化过程，其前段硝化过程所需曝气量较大，后段反硝化过程常由于COD不足而需要外加碳源，投资与运营成本较高，鉴于此，现阶段迫切需求脱氮除磷效率高、运行性能稳定、能源消耗低及二次污染风险小的新型污水脱氮技术。
厌氧氨氧化工艺具有节省曝气能耗和有机碳源、污泥产量低和脱氮负荷高等诸多优势，具有十分广阔的前景，是目前实现城市污水处理厂能量自给的重要生物脱氮技术。而其反应基质亚硝酸盐(NO2 --N)的稳定供给是主流厌氧氨氧化技术推广应用的关键问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的之一在于提出一种一体式短程硝化/厌氧氨氧化工艺的原位启动方法与装置，以期至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。
为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供了一种一体式短程硝化/厌氧氨氧化工艺的原位启动方法，包括：
第一阶段：在一体化自养脱氮序批式反应器中接种并驯化污泥，驯化结束后静置、换水，之后进入第二阶段；
第二阶段：在一体化自养脱氮序批式反应器中曝气使厌氧氨氧化菌活性显现，之后进入第三阶段；
第三阶段：当厌氧氨氧化细菌缺乏NO2 --N反应基质时，加入亚硝酸盐，保证厌氧氨氧化菌生长，之后进入第四阶段；
第四阶段：当在没有外加亚硝酸盐的条件下，一体化自养脱氮序批式反应器中的TN去除负荷连续大于或等于0.15至0.20kgN/kgVSS·d的时间大于或等于一周时，完成短程硝化/厌氧氨氧化工艺快速原位启动。
作为本发明的另一个方面，还提供了一种一体式短程硝化/厌氧氨氧化工艺的原位启动装置，用于执行如上所述的快速启动方法，包括：
一体化自养脱氮序批式反应器；
曝气单元，设置在一体化自养脱氮序批式反应器上；
药物投加单元，为一体化自养脱氮序批式反应器提供亚硝酸盐；以及
实时控制单元，控制一体化自养脱氮序批式反应器实现各个阶段的运行。
基于上述技术方案可知，本发明的一体式短程硝化/厌氧氨氧化工艺的原位启动方法与装置相对于现有技术至少具有以下优势之一：
1、本发明提供的一体化短程硝化/厌氧氨氧化工艺原位快速启动的装置和方法，将短程硝化和厌氧氨氧化应用于禽畜养殖废水的脱氮处理中，相对于传统脱氮工艺，降低了60％以上的曝气量，同时无需投加碳源就可以实现其高效低耗脱氮；
2、一体化自养脱氮反应器采用序批式运行，该运行方式灵活，脱氮效果好，耐冲击负荷、处理能力强，且可有效的防止污泥膨胀；
3、通过控制一体化自养脱氮序批式反应器反应末段的NO2 --N浓度低于1mg/L，使得在静置沉淀阶段反应器内几乎不发生厌氧氨氧化反应，进而防止厌氧氨氧化产生大量N2致使污泥上浮而导致大量污泥流失。
附图说明
图1是本发明一体式短程硝化-厌氧氨氧化工艺的快速原位启动装置结构示意图。
上图中，附图标记含义如下：
1为进水泵、2为进水阀门、3为电磁气量阀门、4为穿孔布气管、5为微孔布气管、6为鼓风机、7为漂浮排水泵、8为pH与DO传感电极、9为水质测定仪、10为水质监视控制组件、11为可编程逻辑控制柜、12为NaNO2配药罐、13为加药泵、14为搅拌器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
本发明的目的是提供一种基于接种原位活性污泥，实现短程硝化/厌氧氨氧化工艺原位快速启动的单元与方法，解决当前厌氧氨氧化技术实际应用过程中污泥泥源短缺的问题。以期在接种普通活性污泥条件下，实现侧流厌氧氨氧化工艺的快速启动，从而获取持续稳定的接种泥源，提高主流厌氧氨氧化工艺的应用可行性。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于接种原位活性污泥，实现短程硝化/厌氧氨氧化工艺原位快速启动的装置，经过中温厌氧消化后的养殖废水，C/N比小于2.5，再经过好氧水解酸化进一步处理，使得水质符合一体化自养脱氮序批式反应器的进水水质要求，保证厌氧氨氧化反应器调试运行过程的稳定运行。本发明的一种实现短程硝化/厌氧氨氧化工艺快速原位启动的方法与装置可广泛用于城市污水及其他含氨氮的有机工业废水的处理。
经过预处理的养殖废水由进水泵将其泵入到一体化自养脱氮序批式反应器中，通过控制pH、水温、DO、曝气方式等运行参数，对反应器内接种污泥进行阶段性驯化，反应阶段完成后，反应器静置沉淀1小时后，由漂浮排水泵进行排水，换水比控制在50％左右，排水完成后进入到先一个循环反应周期；反应运行阶段通过投加NaHCO3对反应器内的pH进行调节，由于进水经过中温厌氧消化预处理，水温在非冬季期间可以稳定在29±2℃，由NaNO2投加单元对反应器内亚硝酸盐的含量进行调控，整个反应器装置体系均是由实时控制单元来实现其在线水质实时数据监测以及运行设备的定时启闭控制，包括反应器的自动进出水、实时DO、pH、NO2 --N浓度控制、间歇曝气运行等反应模式控制。
本发明公开了一种一体式短程硝化/厌氧氨氧化工艺的快速原位启动方法，其特征在于，包括：
第一阶段：在一体化自养脱氮序批式反应器中接种并驯化污泥，驯化结束后静置、换水，之后进入第二阶段；
第二阶段：在一体化自养脱氮序批式反应器中曝气使厌氧氨氧化菌活性显现，之后进入第三阶段；
第三阶段：当厌氧氨氧化细菌缺乏NO2 --N反应基质时，加入亚硝酸盐，保证厌氧氨氧化菌生长，之后进入第四阶段；
第四阶段：当在没有外加亚硝酸盐的条件下，一体化自养脱氮序批式反应器中的TN去除负荷连续大于或等于0.15至0.20kgN/kgVSS·d(例如为0.15kgN/kgVSS·d、0.18kgN/kgVSS·d、0.2kgN/kgVSS·d)的时间大于或等于一周时，完成短程硝化/厌氧氨氧化工艺快速原位启动。
在本发明的一些实施例中，第一阶段中所述驯化污泥的方法包括在一体化自养脱氮序批式反应器中进水、曝气并控制其内的pH值为碱性。
在本发明的一些实施例中，所述pH值为7.5至8.1；
在本发明的一些实施例中，所述曝气步骤采用间歇曝气的方法，曝停比为(2至4)∶1，例如为2∶1、3∶1、4∶1；控制曝气时DO浓度为0.6至0.8mg/L，例如为0.6mg/L、0.7mg/L、0.8mg/L。
在本发明的一些实施例中，第一阶段中当一体化自养脱氮序批式反应器出水NO2 --N浓度连续高于50至80mg/L(例如为50mg/L、60mg/L、70mg/L、80mg/L)的时间大于或等于一周时，完成该阶段；
在本发明的一些实施例中，第一阶段中所述的污泥浓度为大于或等于4000mg/L、优选4000-7000mg/L，例如为4000mg/L、5000mg/L、6000mg/L、7000mg/L；
在本发明的一些实施例中，第一阶段中所述静置时间为1至2小时；
在本发明的一些实施例中，第一阶段中所述换水步骤中换水比为40％至60％。
在本发明的一些实施例中，第二阶段中曝气控制DO浓度逐渐降低至0.15至0.25mg/L，例如为0.15mg/L、0.2mg/L、0.25mg/L；
在本发明的一些实施例中，第二阶段中所述厌氧氨氧化菌活性显现的判断方法包括当NO2 --N与NH4 +-N的去除总量占TN去除量大于或等于60％至80％(例如为60％、65％、70％、75％、80％)且出水TN去除率连续高于15％的时间大于或等于一周；
在本发明的一些实施例中，第二阶段中所述曝气步骤采用间歇曝气的方法，曝停比为(1至3)∶1，例如为1∶1、2∶1、3∶1。
在本发明的一些实施例中，第三阶段中所述厌氧氨氧化细菌缺乏NO2 --N反应基质的判断方法包括当一体化自养脱氮序批式反应器出水NO2 --N浓度连续小于或等于2mg/L的时间大于或等于7天；
在本发明的一些实施例中，第三阶段中当一体化自养脱氮序批式反应器的出水NO2 --N浓度大于或等于5至10mg/L(例如为5mg/L、6mg/L、7mg/L、8mg/L、9mg/L、10mg/L)时停止投加亚硝酸盐；
在本发明的一些实施例中，所述亚硝酸盐的投加方法包括反应时间段内批次投加，单次投加小于或等于50至80mg/L(例如为50mg/L、55mg/L、60mg/L、65mg/L、70mg/L、75mg/L、80mg/L)的NO2 --N浓度提高量；
在本发明的一些实施例中，第三阶段中所述亚硝酸盐包括亚硝酸钠和/或亚硝酸钾。
在本发明的一些实施例中，第四阶段中当一体化自养脱氮序批式反应器的TN污泥去除负荷连续大于或等于0.15至0.2kgN/kgVSS·d(例如为0.15kgN/kgVSS·d、0.18kgN/kgVSS·d、0.2kgN/kgVSS·d)的时间超过一周时，则判断该阶段完成。
在本发明的一些实施例中，所述的原位启动方法整个过程中的温度均为27至31℃；
在本发明的一些实施例中，所述的原位启动方法整个过程中保持氨氮过量，保持出水NH4 +-N浓度大于或等于15至30mg/L，例如为15mg/L、18mg/L、20mg/L、22mg/L、25mg/L、28mg/L、30mg/L。
本发明还公开了一种一体式短程硝化/厌氧氨氧化工艺的快速原位启动装置，用于执行如上所述的快速启动方法，包括：
一体化自养脱氮序批式反应器；
曝气单元，设置在一体化自养脱氮序批式反应器上；
药物投加单元，为一体化自养脱氮序批式反应器提供亚硝酸盐；以及
实时控制单元，控制一体化自养脱氮序批式反应器实现各个阶段的运行。
在本发明的一些实施例中，所述曝气单元包括鼓风机、穿孔布气管和微孔布气管；
在本发明的一些实施例中，所述穿孔布气管和微孔布气管设置在同一水平支架上；
在本发明的一些实施例中，所述穿孔布气管和微孔布气管交替分布；
在本发明的一些实施例中，所述曝气单元还包括电磁气量阀门；
在本发明的一些实施例中，所述药物投加单元包括配药罐、搅拌器和加药泵；
在本发明的一些实施例中，所述原位启动装置还包括传感单元；
在本发明的一些实施例中，其中，所述传感单元包括pH传感电极和DO传感电极；
在本发明的一些实施例中，所述原位启动装置还包括所述出水单元；
在本发明的一些实施例中，其中，所述出水单元包括用于实现排水口保持在液面以下所需深度的漂浮排水泵；
在本发明的一些实施例中，所述原位启动装置还包括所述进水单元；其中，所述进水单元包括进水泵和进水阀门；
在本发明的一些实施例中，所述实时控制单元包括水质测定仪和水质监视控制组件。
在一个示例性实施例中，本发明的一体式短程硝化-厌氧氨氧化工艺的快速原位启动装置，主要包括进出水单元、曝气单元、实时控制单元、NaNO2投加单元及一体化自养脱氮序批式反应器；所述的进出水单元包括进水泵、进水阀门、漂浮排水泵，通过进出水管将其连接实现反应器的进出水；曝气单元设有鼓风机、电磁气量阀门、穿孔布气管、微孔布气管，通过曝气管将其连接实现反应器的曝气；实时控制单元设有pH与DO(溶解氧含量)传感电极及水质测定仪、进水泵继电器、漂浮排水泵继电器、鼓风机继电器、加药泵继电器、水质数据采集与监视控制单元、可编程逻辑控制柜，通过数据信号线缆将其连接实现反应器反应参数的实时控制；NaNO2投加单元(即药物投加单元)设有NaNO2配药罐、搅拌器、加药泵，经过搅拌混匀的NaNO2浓缩液由加药泵泵入反应器内。
反应器底部所设的穿孔布气管和微孔布气管在同一水平支架上，穿孔布气管和微孔布气管呈交替分布，通过穿孔和微孔曝气单元的协调控制运行，实现精确控制反应器内DO浓度控制。
在反应器液面固定安装的漂浮排水泵是一种由浮筒不锈钢支架固定着排水泵的自制排水单元，该漂浮排水泵可使排水口保持在液面以下所需的深度，即可有效的减少上浮污泥的流失，又具有适量的排泥功能。
实时控制单元主要由实时水质数据采集与监视控制单元两部分组成，实时水质数据采集工作主要由pH、DO等水质传感电极及其水质测定仪来完成，监测获取的数据由数据信号线缆将其输入至监视控制单元，监视控制单元根据实时水质数据来进行设定阈值判断，通过可编程逻辑控制柜来对进水泵、漂浮排水泵、鼓风机、电磁气量阀门、加药泵等设备进行实时启闭运行控制。
一体式短程硝化-厌氧氨氧化工艺的快速原位启动方法，主要包括如下步骤：
1)短程硝化启动阶段(即第一阶段)：一体化自养脱氮序批式反应器接种禽畜养殖废水处理厂好氧区的活性污泥，使得池内污泥浓度在4000-7000mg/L，控制pH＝7.5至8.1，DO＝0.7±0.1mg/L(曝气时浓度)，进水为经过中温(30℃-35℃)厌氧消化的养殖废水沼液(生化需氧量BOD/总氮TN＜2)；反应器运行方式为：进水1h，反应阶段采用间歇曝气，每曝气2h后停止1h，如此循环往复，反应结束沉淀1-2h后进行排水，换水比为50％，整个反应周期为24h；当一体化自养脱氮序批式反应器出水NO2 --N浓度连续高于50-80mg/L的时间超过一周，判断短程硝化启动完成；
2)厌氧氨氧化活性显现阶段(即第二阶段)：在短程硝化启动完成后，将DO逐渐降低至0.15-0.25mg/L(曝气时浓度)，反应器间歇曝气方式更改为每曝气1h后停止1h，循环往复运行，其他运行方式同短程硝化启动阶段一致；当一体化自养脱氮序批式反应器NO2 --N与NH4 +-N的去除总量占TN去除量60-80％以上，且出水TN去除率连续高于15％的时间超过一周，判断反应器内厌氧氨氧化菌活性显现；
3)外加亚硝酸钠生物强化阶段(即第三阶段)：运行方式同厌氧氨氧化活性显现阶段一致，在池内厌氧氨氧化菌活性显现后，当一体化自养脱氮序批式反应器出水NO2 --N浓度连续低于2mg/L的时间超7天，则判断池内厌氧氨氧化细菌缺乏NO2 --N反应基质，通过外加亚硝酸钠浓缩液的方式提高反应器内的NO2 --N浓度，直至出水NO2 --N浓度高于5mg/L，则不再提高投加量，投加方式为反应时间段内批次投加，单次投加不超过50mg/L的NO2 --N浓度提高量，当一体化自养脱氮序批式反应器的TN污泥去除负荷连续高于0.2kgN/kgVSS·d的时间超过一周，则判断外加亚硝酸钠生物强化阶段完成；通过阶段性外加亚硝酸盐的方式保证了反应器内厌氧氨氧化菌在低DO环境下仍有充足的反应基质，厌氧氨氧化菌得到快速生长。
4)短程硝化/厌氧氨氧化工艺启动阶段(即第四阶段)：外加亚硝酸钠生物强化阶段完成后，将DO逐步提高，亚硝酸钠投加量逐步减少，当在没有外加亚硝酸钠条件下，反应器的TN去除负荷连续高于0.2kgN/kgVSS·d的时间超过一周，则判断短程硝化/厌氧氨氧化工艺启动完成。此阶段逐步提高DO，减少亚硝酸盐的投加，经过生物强化的厌氧氨氧化菌不仅在有氧环境下仍保持较高活性，还可与亚硝酸盐氧化菌竞争亚硝酸盐反应底物，使得反应器内短程硝化保持稳定，从而实现了短程硝化/厌氧氨氧化工艺快速原位启动。
整个短程硝化/厌氧氨氧化工艺启动过程中始终需要保持氨氮过量，保持出水NH4 +-N浓度大于5-30mg/L(可通过外加NH4HCO3提高进水负荷)，温度为29±2℃。
禽畜养殖废水经过中温厌氧消化和水解酸化预处理除碳后进入到一体化自养脱氮序批式反应器，由实时控制单元控制鼓风机和电磁气量阀门进行间歇曝气，使得反应器中氨氧化细菌(AOB)将NH4 +-N部分短程硝化为NO2 --N的同时厌氧氨氧化菌利用NH4 +-N和NO2 --N进行厌氧氨氧化反应将其转化为N2排出。通过上述反应过程实现高效低耗脱氮。
本发明所提供的接种方式是直接向反应器中接种大量活性污泥，控制污泥浓度大于或等于4000mg/L，使得反应器内在启动初期就会获得较大基数的各类反应菌种，通过控制反应运行参数，使得AOB和厌氧氨氧化菌能够快速富集并抑制其它竞争菌种的生长，结合排水过程存在的污泥淘洗作用，进而实现短程硝化/厌氧氨氧化工艺的原位快速启动。
反应器底部所设穿孔布气管和微孔布气管在同一水平支架上，穿孔布气管和微孔布气管呈交替分布，通过微孔布气管进行曝气可实现反应器内高效充氧，而由穿孔布气管进行曝气可实现反应器内保持较低DO条件下达到良好的混匀搅拌效果。通过控制穿孔、微孔协调曝气实现反应器内DO的精确控制。
基于部分短程硝化启动完成后，通过逐步降低DO的方式来使反应器内厌氧氨氧化菌的活性得以显现，在此阶段由于较低的DO环境致使反应器内短程硝化所产生的亚硝酸盐量不足以满足厌氧氨氧化菌生长所需的基质浓度，通过外加亚硝酸盐的方式可以实现厌氧氨氧化菌的快速生长，进而逐步提高DO，减少亚硝酸盐的投加量，实现短程硝化/厌氧氨氧化工艺的原位快速启动。
以下通过具体实施例结合附图对本发明的技术方案做进一步阐述说明。需要注意的是，下述的具体实施例仅是作为举例说明，本发明的保护范围并不限于此。
下述实施例中使用的化学药品和原料均为市售所得或通过公知的制备方法自制得到。
如图1所示，本实施例中一体式短程硝化/厌氧氨氧化工艺的原位启动装置包括：包括进出水单元、曝气单元、实时控制单元、NaNO2投加单元及一体化自养脱氮序批式反应器；所述的进出水单元包括进水泵1、进水阀门2、漂浮排水泵7，通过进出水管将其连接实现一体化自养脱氮序批式反应器的进出水；曝气单元设有鼓风机6、电磁气量阀门3、穿孔布气管4、微孔布气管5，通过曝气管将其连接实现一体化自养脱氮序批式反应器的曝气；实时控制单元设有pH与DO(溶解氧含量)传感电极8及水质测定仪9、进水泵继电器、漂浮排水泵继电器、鼓风机继电器、加药泵继电器、水质数据采集与监视控制单元、可编程逻辑控制柜11，通过数据信号线缆将其连接实现一体化自养脱氮序批式反应器反应参数的实时控制；NaNO2投加单元设有NaNO2配药罐12、搅拌器14、加药泵13，经过搅拌混匀的NaNO2浓缩液由加药泵13泵入一体化自养脱氮序批式反应器内。
其中，进水泵1将经过预处理的禽畜养殖废水短时间泵入到一体化自养脱氮序批式反应器；
进水阀门2，用于手动控制进水管道的启闭；
电磁气量阀门3，用于控制穿孔布气管与微孔布气管的气量分配；
穿孔布气管4，用于提供少量的充氧并产生良好的混匀搅拌效果；
微孔布气管5，用于实现反应器内的高效充氧；
鼓风机6，为反应器内曝气充氧提供鼓风量；
漂浮排水泵7，将处理完成的废水排出反应器；
pH与DO传感电极8，将反应器内的pH和DO水质数据信号实时传输至水质测定仪；
水质测定仪9，将pH和DO传感电极所传输的数据信号进行分析显示；
水质监视控制组件10，基于设定的运行参数阈值对单元运行单元进行实时控制；
可编程逻辑控制柜11，根据水质监视控制单元提供的控制信号，通过电磁继电器控制单元各运行单元的启闭；
NaNO2配药罐12，用于制作存储NaNO2浓缩液；
加药泵13，将NaNO2浓缩液泵入到一体化自养脱氮序批式反应器；
搅拌器14，用于搅拌混匀NaNO2浓缩液。
具体实施操作步骤如下：
1)取禽畜养殖废水处理厂好氧区的活性污泥投加至一体化自养脱氮序批式反应器中，使得池内污泥浓度MLSS＝4000-7000mg/L，控制pH＝7.9±0.2，DO＝0.7±0.1mg/L(曝气时浓度)，温度控制在29±2℃。进水为经过中温厌氧消化的养殖废水沼液(BOD/TN＜1.5)；反应器运行方式为：进水1h，反应阶段采用间歇曝气，每曝气2h后停止1h，如此循环往复，反应结束沉淀1-2h后进行排水，换水比为50％，整个反应周期为24h；当一体化自养脱氮序批式反应器出水NO2 --N浓度连续高于50mg/L的时间超过一周，判断短程硝化启动完成；
2)在短程硝化启动完成后，将DO逐渐降低至0.15mg/L(曝气时浓度)，反应器间歇曝气方式更改为每曝气1h后停止1h，循环往复运行，其他运行条件保持不变；当一体化自养脱氮序批式反应器NO2 --N与NH4+-N的去除总量占TN去除量80％以上，且出水TN去除率连续高于15％的时间超过一周，则判断反应器内厌氧氨氧化菌活性显现；
3)在池内厌氧氨氧化菌活性显现后，一体化自养脱氮序批式反应器出水NO2 --N浓度逐渐下降，当NO2 --N浓度连续低于2mg/L的时间超过4天，则判断池内厌氧氨氧化细菌缺乏NO2 --N反应基质，通过外加亚硝酸钠浓缩液的方式提高反应器内的NO2 --N浓度，直至出水NO2 --N浓度高于5mg/L，则不再提高投加量，投加方式为反应时间段内批次投加，单次投加不超过50mg/L的NO2 --N浓度提高量，当一体化自养脱氮序批式反应器的TN污泥去除负荷连续高于0.2kgN/kgVSS·d的时间超过一周，则判断外加亚硝酸钠生物强化阶段完成；
4)外加亚硝酸钠生物强化阶段完成后，将DO逐步提高，亚硝酸钠投加量逐步减少，当在没有外加亚硝酸钠条件下，反应器的TN去除负荷连续高于0.2kgN/kgVSS·d的时间超过一周，则判断短程硝化/厌氧氨氧化工艺启动完成。
以上对本发明所提供的一种实现短程硝化/厌氧氨氧化工艺快速原位启动的方法与装置进行了详细介绍，本文中应用具体个例对本发明的原理及实施方法进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明及其核心思想；
需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换，例如：
(1)实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本公开的保护范围；
(2)上述实施例可基于设计及可靠度的考虑，彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用，即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。
综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种一体式短程硝化/厌氧氨氧化工艺的快速原位启动方法，其特征在于，包括：
第一阶段：在一体化自养脱氮序批式反应器中接种并驯化污泥，驯化结束后静置、换水，之后进入第二阶段；
第二阶段：在一体化自养脱氮序批式反应器中曝气使厌氧氨氧化菌活性显现，之后进入第三阶段；
第三阶段：当厌氧氨氧化细菌缺乏NO2 --N反应基质时，加入亚硝酸盐，保证厌氧氨氧化菌生长，之后进入第四阶段；
第四阶段：当在没有外加亚硝酸盐的条件下，一体化自养脱氮序批式反应器中的TN去除负荷连续大于或等于0.15至0.20kgN/kgVSS·d的时间大于或等于一周时，完成短程硝化/厌氧氨氧化工艺快速原位启动。
2.根据权利要求1所述的快速原位启动方法，其特征在于，
第一阶段中所述驯化污泥的方法包括在一体化自养脱氮序批式反应器中进水、曝气并控制其内的pH值为碱性。
3.根据权利要求2所述的快速原位启动方法，其特征在于，
所述pH值为7.5至8.1；
所述曝气步骤采用间歇曝气的方法，曝停比为(2至4)∶1；控制曝气时DO浓度为0.6至0.8mg/L。
4.根据权利要求1所述的快速原位启动方法，其特征在于，
第一阶段中当一体化自养脱氮序批式反应器出水NO2 --N浓度连续高于50至80mg/L的时间大于或等于一周时，完成该阶段；
第一阶段中所述的污泥浓度为大于或等于4000mg/L、优选4000-7000mg/L；
第一阶段中所述静置时间为1至2小时；
第一阶段中所述换水步骤中换水比为40％至60％。
5.根据权利要求1所述的快速原位启动方法，其特征在于，
第二阶段中曝气控制DO浓度逐渐降低至0.15至0.25mg/L；
第二阶段中所述厌氧氨氧化菌活性显现的判断方法包括当NO2 --N与NH4 +-N的去除总量占TN去除量大于或等于60％至80％且出水TN去除率连续高于15％的时间大于或等于一周；
第二阶段中所述曝气步骤采用间歇曝气的方法，曝停比为(1至3)∶1。
6.根据权利要求1所述的快速原位启动方法，其特征在于，
第三阶段中所述厌氧氨氧化细菌缺乏NO2 --N反应基质的判断方法包括当一体化自养脱氮序批式反应器出水NO2 --N浓度连续小于或等于2mg/L的时间大于或等于7天；
第三阶段中当一体化自养脱氮序批式反应器的出水NO2 --N浓度大于或等于5至10mg/L时停止投加亚硝酸盐；
所述亚硝酸盐的投加方法包括反应时间段内批次投加，单次投加小于或等于50至80mg/L的NO2 --N浓度提高量；
第三阶段中所述亚硝酸盐包括亚硝酸钠和/或亚硝酸钾。
7.根据权利要求1所述的快速原位启动方法，其特征在于，
第四阶段中当一体化自养脱氮序批式反应器的TN污泥去除负荷连续大于或等于0.15至0.2kgN/kgVSS·d的时间超过一周时，则判断该阶段完成。
8.根据权利要求1所述的快速原位启动方法，其特征在于，
所述的原位启动方法整个过程中的温度均为27至31℃；
所述的原位启动方法整个过程中保持氨氮过量，保持出水NH4 +-N浓度大于或等于15至30mg/L。
9.一种一体式短程硝化/厌氧氨氧化工艺的快速原位启动装置，用于执行如权利要求1至8任一项所述的快速启动方法，包括：
一体化自养脱氮序批式反应器；
曝气单元，设置在一体化自养脱氮序批式反应器上；
药物投加单元，为一体化自养脱氮序批式反应器提供亚硝酸盐；以及
实时控制单元，控制一体化自养脱氮序批式反应器实现各个阶段的运行。
10.根据权利要求9所述的快速原位启动装置，其特征在于，
所述曝气单元包括鼓风机、穿孔布气管和微孔布气管；
所述穿孔布气管和微孔布气管设置在同一水平支架上；
所述穿孔布气管和微孔布气管交替分布；
所述曝气单元还包括电磁气量阀门；
所述药物投加单元包括配药罐、搅拌器和加药泵；
所述原位启动装置还包括传感单元；
其中，所述传感单元包括pH传感电极和DO传感电极；
所述原位启动装置还包括所述出水单元；
其中，所述出水单元包括用于实现排水口保持在液面以下所需深度的漂浮排水泵；
所述原位启动装置还包括所述进水单元；其中，所述进水单元包括进水泵和进水阀门；
所述实时控制单元包括水质测定仪和水质监视控制组件。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114249420A (zh) * | 2021-12-22 | 2022-03-29 | 湖南军信环保股份有限公司 | 厌氧氨氧化启动、培养与运行的方法及系统 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102642924A (zh) * | 2012-04-26 | 2012-08-22 | 北京工业大学 | 一种常温低氨氮污水全程自养脱氮工艺的快速启动方法 |
| CN103224284A (zh) * | 2013-03-17 | 2013-07-31 | 北京工业大学 | 一种膜生物反应器全程自养脱氮工艺的快速启动方法 |
| CN103723821A (zh) * | 2013-12-29 | 2014-04-16 | 北京工业大学 | 一种将全程硝化污泥快速诱变为自养亚硝化污泥的方法 |
| CN106186323A (zh) * | 2016-08-25 | 2016-12-07 | 福建省环境科学研究院 | 一种启动一体化短程硝化‑厌氧氨氧化工艺的方法 |
| CN106348444A (zh) * | 2016-10-28 | 2017-01-25 | 齐鲁工业大学 | 一种canon脱氮工艺的快速启动方法 |
| CN106673205A (zh) * | 2016-12-12 | 2017-05-17 | 同济大学 | 一体式自养脱氮系统的快速启动方法 |
| EP3255016A1 (en) * | 2016-06-10 | 2017-12-13 | FCC Aqualia, S.A. | Method for starting up and controlling a biological process for ammonium removal at low ammonium concentrations and low temperature through the use of a two stage autotrophic nitrogen removal process |
| CN212924565U (zh) * | 2020-06-24 | 2021-04-09 | 安平县弘嘉环保技术有限公司 | 一体式短程硝化和厌氧氨氧化的快速原位启动装置 |
-
2020
- 2020-06-24 CN CN202010593794.2A patent/CN111620442A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102642924A (zh) * | 2012-04-26 | 2012-08-22 | 北京工业大学 | 一种常温低氨氮污水全程自养脱氮工艺的快速启动方法 |
| CN103224284A (zh) * | 2013-03-17 | 2013-07-31 | 北京工业大学 | 一种膜生物反应器全程自养脱氮工艺的快速启动方法 |
| CN103723821A (zh) * | 2013-12-29 | 2014-04-16 | 北京工业大学 | 一种将全程硝化污泥快速诱变为自养亚硝化污泥的方法 |
| EP3255016A1 (en) * | 2016-06-10 | 2017-12-13 | FCC Aqualia, S.A. | Method for starting up and controlling a biological process for ammonium removal at low ammonium concentrations and low temperature through the use of a two stage autotrophic nitrogen removal process |
| CN106186323A (zh) * | 2016-08-25 | 2016-12-07 | 福建省环境科学研究院 | 一种启动一体化短程硝化‑厌氧氨氧化工艺的方法 |
| CN106348444A (zh) * | 2016-10-28 | 2017-01-25 | 齐鲁工业大学 | 一种canon脱氮工艺的快速启动方法 |
| CN106673205A (zh) * | 2016-12-12 | 2017-05-17 | 同济大学 | 一体式自养脱氮系统的快速启动方法 |
| CN212924565U (zh) * | 2020-06-24 | 2021-04-09 | 安平县弘嘉环保技术有限公司 | 一体式短程硝化和厌氧氨氧化的快速原位启动装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 于勇等: "《钢铁工业绿色工艺技术》", vol. 1, 31 January 2017, 北京：冶金工业出版社, pages: 75 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114249420A (zh) * | 2021-12-22 | 2022-03-29 | 湖南军信环保股份有限公司 | 厌氧氨氧化启动、培养与运行的方法及系统 |
| CN114249420B (zh) * | 2021-12-22 | 2023-06-06 | 湖南军信环保股份有限公司 | 厌氧氨氧化启动、培养与运行的方法及系统 |
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