CN113371831A - 一种低浓度废水自养脱氮的快速启动方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低浓度废水自养脱氮的快速启动方法和装置。这种快速启动方法包括以下步骤：1)在厌氧氨氧化反应器中接种硝化污泥，并持续曝气；2)将低浓度废水引入所述的厌氧氨氧化反应器中，厌氧氨氧化反应器中挂膜填料，启动运行，对厌氧氨氧化反应器内污泥进行曝气控制，挂膜硝化菌；3)将厌氧氨氧化反应器持续运行，连续流进出水，对进出水中的氨氮和亚硝酸盐氮浓度进行监测，根据出水亚硝酸盐氮浓度控制缩短厌氧氨氧化反应器的水力停留时间；将厌氧氨氧化反应器沉淀的污泥回流处理。本发明这种低浓度废水启动厌氧氨氧化方法具有增殖速率快、处理效率高、启动周期短等优点，且操作简单易行，工程化应用前景广阔。

Description

一种低浓度废水自养脱氮的快速启动方法和装置

技术领域

本发明涉及环保技术领域，特别涉及一种低浓度废水自养脱氮的快速启动方法和装置。

背景技术

厌氧氨氧化(Anaerobic ammonia oxidation，ANAMMOX)，其基本原理是在厌氧条件下，微生物以亚硝酸盐氮为电子受体，氨氮为电子供体发生反应生成氮气，从而达到脱氮目的。厌氧氨氧化工艺与传统生物脱氮过程相比，反应过程不需要外加有机碳源作为电子供体，节省大约40％运行费用，同时防止了CO₂的二次污染；前置反应只需将一半NH₄ ⁺-N氧化为NO₂--N，节省供氧量；厌氧氨氧化菌生长缓慢，同时减少了90％污泥产量，节省污泥处理费用。对于低C/N的生活污水，可生化性差的废水如垃圾渗滤液等，厌氧氨氧化技术具有良好的开发应用前景。

虽然厌氧氨氧化具有如此多的优点，但由于厌氧氨氧化菌倍增时间长，而且由于厌氧氨氧化菌的增殖速率慢，传统生化反应器污泥流失严重，导致处理效率低下。需要严格的厌氧等一些特殊的条件使得其不能快速地投入工程应用。目前国内外许多学者试图通过一些不同的方法探索快速启动及富集高脱氮效能厌氧氨氧化菌的途径，积累了许多可借鉴的经验，研究的热点主要集中在：厌氧氨氧化反应器接种污泥的选取，选取适合厌氧氨氧化细菌生长特性的反应器以及厌氧氨氧化结合膜技术可以有效解决污泥流失严重的问题，而且具有固液分离效率高，生物量高、产水水质好，处理效率高等特点。

CN102259976A公开了一种厌氧氨氧化反应器的快速启动方法，该方法通过定时向使用非厌氧氨氧化污泥(如硝化污泥、反硝化污泥、产甲烷污泥等)启动厌氧氨氧化工艺的反应器中投加少量富集培养成功的厌氧氨氧化污泥为反应器提供某些生长因子，改善厌氧氨氧化工艺的启动条件，并能够增加部分菌源加快反应器污泥中厌氧氨氧化菌的富集；在此基础上通过调整浓度及水力停留时间以避免基质缺乏并加快厌氧氨氧化菌的生长及污泥的颗粒化进程，大大缩短了厌氧氨氧化反应器的启动时间。该技术方案通过接种部分培养成功的厌氧氨氧化污泥，对于实际工程运行借鉴意义不大。

CN101381157A公开了一种菌种流加式厌氧氨氧化装置及其工艺，该方法通过分别采用厌氧氨氧化菌种子罐和厌氧氨氧化反应器两部分，通过分别运行，将来自厌氧氨氧化种子罐的厌氧氨氧化污泥输入厌氧氨氧化反应器，来强化脱氮效果，提高厌氧氨氧化反应器的稳定性。该方案提供了一种对于厌氧氨氧化处理废水的实际工程运行有一定借鉴意义，但是对于如何实现高效快速的厌氧氨氧化菌种培养并未说明。

CN106011017A公开了一种实现厌氧氨氧化菌快速增殖的方法，该方法通基于厌氧氨氧化菌的最大电子转移能力，结合MBR反应器启动厌氧氨氧化，通过接种以硝化污泥(90％)和厌氧颗粒污泥(10％)的混污泥，逐步缩短污泥停留时间，提高厌氧氨氧化菌最大比增长速率，实现厌氧氨氧化菌的快速增殖。该方案针对厌氧氨氧化启动时间长，污泥增长率慢的特点，将MBR与厌氧氨氧化结合在一起，接种最佳污泥源，使得这一新型高效脱氮技术能尽快大量运用到实际生产中。该方法对于如何对反应器内菌种的流逝缺乏一定的手段。

厌氧氨氧化菌作为一种生长缓慢的微生物，时代周期为10天～12天，细胞产率仅有0.11gVSS/gNH₄ ⁺-N，培养过程中污泥易流失，因而短期内很难获得大量菌种，一般成功驯化成功周期在200天～300天左右。而且，针对常规城市生活污水面临进水浓度低、处理量大、温度低升温能耗高以及氨氧化菌培养驯化慢、菌种易流失的现状，如何快速稳定实现厌氧氨氧化菌快速增殖的是解决硝化反硝化以及ANAMMOX等工艺应用于城市生活污水的关键。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中厌氧氨氧化工艺存在的上述技术问题之一。为此，本发明的目的之一在于提供一种低浓度废水自养脱氮的快速启动方法，通过采用该方法可以快速实现城市生活污水厌氧氨氧化，以及厌氧氨氧化菌快速增殖，相比常规ANAMMOX工艺更为精确优化且易于操作。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：

本发明的第一方面提供了一种低浓度废水自养脱氮的快速启动方法，包括以下步骤：

1)在厌氧氨氧化反应器中接种硝化污泥，并持续曝气；

2)将低浓度废水引入所述的厌氧氨氧化反应器中，厌氧氨氧化反应器中挂膜填料，启动运行，对厌氧氨氧化反应器内污泥进行曝气控制，挂膜硝化菌；

3)将厌氧氨氧化反应器持续运行，连续流进出水，对进出水中的氨氮和亚硝酸盐氮浓度进行监测，根据出水亚硝酸盐氮浓度控制缩短厌氧氨氧化反应器的水力停留时间；将厌氧氨氧化反应器沉淀的污泥回流处理；

所述低浓度废水的氨氮浓度范围NH₄ ⁺-N≤30mg/L。

根据本发明所述低浓度废水自养脱氮的快速启动方法的一些实施方式，所述步骤1)和步骤2)中，曝气均控制DO(溶解氧)在2mg/L～3mg/L。

根据本发明所述低浓度废水自养脱氮的快速启动方法的一些实施方式，所述步骤1)中，接种的硝化污泥满足以下至少一项条件：

硝化污泥的接种量为厌氧氨氧化反应器有效体积的18％～22％；

接种硝化污泥后厌氧氨氧化反应器的MLSS(混合液悬浮固体浓度)为4500mg/L～6000mg/L。

根据本发明所述低浓度废水自养脱氮的快速启动方法的一些实施方式，所述步骤1)中，曝气的运行时间为0～7天。

根据本发明所述低浓度废水自养脱氮的快速启动方法的一些实施方式，所述步骤2)中，低浓度废水为低C/N比城市生活污水。

根据本发明所述低浓度废水自养脱氮的快速启动方法的一些实施方式，所述步骤2)中，低浓度废水初始的水质参数如下：

NH₄ ⁺-N：25mg/L～30mg/L；

COD_r：50mg/L～100mg/L；

BOD₅：30mg/L～60mg/L；

TP(总磷)：2mg/L～5mg/L。

根据本发明所述低浓度废水自养脱氮的快速启动方法的一些实施方式，所述步骤2)中，从厌氧氨氧化反应器开始启动的8天～28天对污泥进行曝气控制。

根据本发明所述低浓度废水自养脱氮的快速启动方法的一些实施方式，所述步骤2)中，进行曝气控制的水力停留时间(HRT)为10小时～12小时。

根据本发明所述低浓度废水自养脱氮的快速启动方法的一些实施方式，所述步骤2)中，填料包括中空纤维丝填料和涤纶丝填料。

根据本发明所述低浓度废水自养脱氮的快速启动方法的一些实施方式，所述步骤3)中，废水的初始水质参数如下：

NH₄ ⁺-N：25mg/L～30mg/L；

NO₂ ^-N：32mg/L～40mg/L；

COD_r：50mg/L～100mg/L；

BOD₅：30mg/L～60mg/L；

TP：2mg/L～5mg/L。

根据本发明所述低浓度废水自养脱氮的快速启动方法的一些实施方式，所述步骤2)和步骤3)的废水分别还投加微量元素浓缩液Ⅰ和微量元素浓缩液Ⅱ；

其中，所述微量元素浓缩液Ⅰ和微量元素浓缩液Ⅱ的浓度均为1mL/L～1.5mL/L；

所述微量元素浓缩液Ⅰ包括如下组分：4g/L～6g/L的EDTA，8g/L～10g/L的FeSO₄·7H₂O和水；

所述微量元素浓缩液Ⅱ包括如下组分：10g/L～20g/L的EDTA，0.01g/L～0.02g/L的H₃BO₄，0.5g/L～2.0g/L的MnCl₂·4H₂O，0.1g/L～0.5g/L的CuSO₄·5H₂O，0.2g/L～0.6g/L的ZnSO₄·7H₂O，0.1g/L～0.5g/L的NiCl₂·6H₂O，0.1g/L～0.3g/L的NaMoO₄·2H₂O，0.1g/L～0.5g/L的CoCl₂·6H₂O和水。

在本发明所述的低浓度废水自养脱氮的快速启动方法中，通过添加微量元素，主要为微生物生长提供营养元素。由于微量元素浓缩液Ⅰ中的硫酸亚铁极易氧化，因此单独配制。

在本发明所述的低浓度废水自养脱氮的快速启动方法中，根据微生物需求量配制上述范围的微量元素浓缩液，可以满足微生物生长的需求。

根据本发明所述低浓度废水自养脱氮的快速启动方法的一些实施例，所述步骤2)和步骤3)的废水中，微量元素浓缩液Ⅰ和微量元素浓缩液Ⅱ的浓度均为1.2mL/L～1.3mL/L。

根据本发明所述低浓度废水自养脱氮的快速启动方法的一些实施方式，所述步骤3)中，在厌氧氨氧化反应器持续运行阶段，控制满足以下条件：

温度：28℃～35℃；

进水pH：7.5～8.0；

进水中氨氮与亚硝酸盐的摩尔比为1：(1.2～1.4)。

根据本发明所述低浓度废水自养脱氮的快速启动方法的一些实施方式，所述步骤3)中，在厌氧氨氧化反应器持续运行阶段，还需控制至少满足以下一项条件：

初始氨氮浓度：25mg/L～30mg/L；

亚氮浓度：32mg/L～40mg/L；

水力停留时间：24小时～32小时。

根据本发明所述低浓度废水自养脱氮的快速启动方法的一些实施方式，所述步骤3)中，每天对进出水中的氨氮和亚硝酸盐氮浓度进行监测。

根据本发明所述低浓度废水自养脱氮的快速启动方法的一些实施方式，所述步骤3)中，当出水亚硝酸盐氮浓度每降低3mg/L～5mg/L，缩短厌氧氨氧化反应器的水力停留时间1小时～2小时。

根据本发明所述低浓度废水自养脱氮的快速启动方法的一些实施方式，所述步骤3)中，设置与厌氧氨氧化反应器相连的沉淀装置，将沉淀的污泥回流处理。

根据本发明所述低浓度废水自养脱氮的快速启动方法的一些实施方式，所述步骤3)中，沉淀装置为斜板沉淀装置。

根据本发明所述低浓度废水自养脱氮的快速启动方法的一些实施方式，所述快速启动方法的菌种培养周期为80天～130天。

本发明的第二方面提供了根据本发明第一方面所述低浓度废水自养脱氮的快速启动方法的装置，包括原水箱、曝气装置和主体装置；

所述主体装置包括依次相连的厌氧氨氧化反应器和沉淀装置；

所述厌氧氨氧化反应器内挂有填料，还设有曝气管、分散布水装置和污泥回流管路；

所述原水箱依次通过进水泵、进水控制器与所述分散布水装置相连；

所述曝气装置依次通过曝气控制器与所述曝气管相连；

所述沉淀装置还通过所述污泥回流管路与所述厌氧氨氧化反应器相连；

所述主体装置的外部还设有恒温水浴装置。

根据本发明所述装置的一些实施方式，所述厌氧氨氧化反应器的底部还设有第一放空管。

在本发明所述装置的一些实施方式，所述曝气管、分散布水装置和污泥回流管路分别设于厌氧氨氧化反应器的底部。

在本发明所述装置的一些实施例中，主体装置为一个池体，由从进水端到出水端依次连接的厌氧氨氧化反应器和沉淀装置组成。

根据本发明所述装置的一些实施方式，所述主体装置的外壁设有保温膜。

根据本发明所述装置的一些实施方式，所述沉淀装置为斜板沉淀装置。

根据本发明所述装置的一些实施方式，所述沉淀装置设有挡流板和斜板组件。

根据本发明所述装置的一些实施方式，所述沉淀装置的出水端设有出水管路。

根据本发明所述装置的一些实施方式，所述沉淀装置的底部还设有第二放空管。

根据本发明所述装置的一些实施方式，所述恒温水浴装置的底部还设有第三放空管。

本发明的有益效果是：

本发明这种低浓度废水自养脱氮的快速启动方法具有增殖速率快、处理效率高、启动周期短等优点，且操作简单易行，工程化应用前景广阔。

具体来说，与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)本发明确立了较为完整的低浓度条件下快速启动厌氧氨氧化方法，包括如何进行硝化菌的富集培养，以及厌氧氨氧化菌(ANAMMOX)快速增值的控制条件，通过温度、pH、DO、HRT等调节方式有效地解决了连续流厌氧氨氧化反应器运行过程中出现的菌种增殖慢、菌种流逝快等问题，为工程实际运行奠定了基础。

2)本发明针对厌氧氨氧化启动时间长，污泥增长率慢、菌种易流失的特点，创造性地提出了填料挂摸与沉淀相结合的方式启动厌氧氨氧化。具体来说，通过接种占反应器有效体积约20％的硝化污泥，然后逐步缩短污泥停留时间，提高厌氧氨氧化菌最大比增长速率，实现厌氧氨氧化菌的快速增殖，同时利用斜板沉淀将流失的菌种进一步回流至反应器，实现菌种的高速增殖。

3)本发明通过大量实验研究，精确地以出水亚硝酸盐氮浓度决定是否改变厌氧氨氧化反应器的水力停留时间：当亚硝酸盐氮的浓度每降低5mg/L及以下时，缩短水力停留时间，每次缩短1～2h，直至反应器的氮完全去除并能够稳定运行可以有效控制ANAMMOX运行周期，降低反应装置运行能耗。

4)本发明提供了连续流工艺，对于浓度条件下快速启动厌氧氨氧化方法快速实现的各个控制因素包括温度、pH、DO、HRT等具体参数设置，结合短程硝化和反硝化技术对去除氨氮具有创新性意义。

5)本发明的装置采用全程自动控制模块进行操作，控制简单易行，对于工程化应用具有重要的参考价值。

附图说明

图1为不同阶段反应器中NH₄ ⁺-N、NO₂ ^--N、NO₃ ^--N含量变化情况图。

图2为本发明实施例装置的示意图。

具体实施方式

以下通过具体的实施例对本发明的内容作进一步详细的说明。实施例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有技术方法得到。除非特别说明，试验或测试方法均为本领域的常规方法。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明实施例低浓度废水自养脱氮的快速启动方法，包括以下步骤：

1)接种：在厌氧氨氧化反应器中接种占反应器有效体积20％的硝化污泥，接种污泥可为城市污水厂生化池污泥；使反应器内污泥的浓度MLSS为4500～6000mg/L；同时，对反应器内污泥进行过曝气，运行周期为0～7d。

2)挂膜：将接种污水导入厌氧氨氧化反应器中，反应器在模拟废水条件下运行；采用固定载体挂膜方式，在反应器中增设膜填料，填料类型为中空纤维丝和涤纶丝材质填料。从反应器启动开始8～20d，进行有效曝气控制，水力停留时间为10～12h，进行硝化菌挂膜。

其中，模拟废水为低浓度的城市生活污水，原污水水质为NH₄ ⁺-N＝25～30mg/L，COD_r＝50～100mg/L，BOD₅＝30～60mg/L，TP＝2～5mg/L，并投加相关微量元素I、II。

步骤1)和步骤2)的曝气均控制DO在2mg/L～3mg/L。

3)驯化：反应器持续运行阶段，控制温度在28～35℃，调节进水pH为7.5～8.0，并设置进水中氨氮与亚硝酸盐的摩尔比约为1:1.3，初始氨氮浓度为25～30mg/L，亚氮浓度为32～40mg/L，水力停留时间控制在24～32h；反应器连续流进出水，每天对进出水中的氨氮和亚硝酸盐氮浓度进行监测，根据出水亚硝酸盐氮浓度决定是否改变厌氧氨氧化反应器的水力停留时间：当亚硝酸盐氮的浓度每降低3mg/L及以下时，缩短水力停留时间，每次缩短1～2h，直至反应器的氮完全去除并能够稳定运行。

其中，模拟废水水质为NH₄ ⁺-N＝25～30mg/L，NO₂ ^--N＝32～40mg/L，COD_r＝50～100mg/L，BOD₅＝30～60mg/L，TP＝2～5mg/L，并投加相关微量元素Ⅰ、Ⅱ。

步骤3)中，在反应器的出水端设置斜板沉淀池，通过斜板沉淀池将流失的污泥菌种进行回流。

步骤2)和步骤3)中，微量元素Ⅰ、Ⅱ的组分组成如下：微量元素浓缩液Ⅰ 1.25mL/L、微量元素浓缩液Ⅱ 1.25mL/L；其中微量元素浓缩液Ⅰ的组成为：EDTA 4～6g/L，FeSO₄·7H₂O8～10g/L，溶剂为水；微量元素浓缩液Ⅱ组成为：EDTA 10～20g/L，H₃BO₄ 0.01～0.02g/L，MnCl₂·4H₂O 0.5～2.0g/L，CuSO₄·5H₂O 0.1～0.5g/L，ZnSO₄·7H₂O 0.2～0.6g/L，NiCl₂·6H₂O 0.1～0.5g/L，NaMoO₄·2H₂O 0.1～0.3g/L，CoCl₂·6H₂O 0.1～0.5g/L，溶剂为水。

上述厌氧氨氧化反应器运行第0天～第7天时，厌氧氨氧化反应器中接种占反应器有效体积20％的硝化污泥，进行好氧过曝气以后，第8天～第20天时，投加碳酸氢钠的方式调整pH约为8.5，控制厌氧氨氧化反应器运行水力停留时间为10h，同时开启污泥回流管路，并定期排泥。连续运行12d。在这一调整期阶段，由于厌氧菌和其他异养菌受过曝和pH冲击负荷的影响，反应器内硝化菌处于优势，此阶段反应器内主要发生全程硝化反应，可以实现硝化菌的快速增殖。实验结果表明，此时，出水氨氮浓度平均为1.5mg/L，NH₄ ⁺-N去除效率达95％以上，在好氧曝气下历时7d，可以实现NH₄ ⁺-N去除率达100％。

上述厌氧氨氧化反应器在运行第20天～第35天时，在控制边界条件适宜ANAMMOX生长的条件下，关闭反应器曝气，保持反应器处于厌氧状态。同时调整进水水质为：氨氮浓度为30mg/L，亚氮浓度为40mg/L，水力停留时间控制在24h，微量元素浓缩液Ⅰ 1.25mL/L、微量元素浓缩液Ⅱ 1.25mL/L。历时15d，此时进水NH₄ ⁺-N去除效率在10～15％左右，出水NH₄ ⁺-N平均值为25.9mg/L，出水NO₂ ^--N平均值为37.1mg/L，去除率在7％左右。

上述厌氧氨氧化反应器在运行第35天～第60天时，反应器运行过程中，根据出水亚硝酸盐氮浓度逐渐降低厌氧氨氧化反应器的水力停留时间，亚硝酸盐氮的浓度降低至35mg/时，缩短水力停留时间为22h。此时，出水NH₄ ⁺-N平均值为11.75mg/L，出水NO₂ ^--N平均值为34.4mg/L，NH₄ ⁺-N去除率达到61％，NO₂ ^--N去除率达到15％，说明反应器已经开始出现厌氧氨氧化反应。

上述厌氧氨氧化反应器在运行第60天～第80天时，随着ANAMMOX菌种的进一步增长，亚硝酸盐氮的浓度降低至25mg/L，厌氧氨氧化反应器处理低浓度的城市生活污水厌氧氨氧化的实现时间进一步缩短，进一步调整厌氧氨氧化反应器的水力停留时间为20h。出水NH₄ ⁺-N平均值为7.85mg/L，出水NO₂ ^--N平均值为24.4mg/L，NH₄ ⁺-N去除率达到75％，NO₂ ^--N去除率达到40％。

不同阶段反应器中NH₄ ⁺-N、NO₂ ^--N、NO₃ ^--N含量变化情况图可见附图1。

按照上述具体实施步骤，整套厌氧氨氧化反应器处理系统经过4个月的菌种培养后，成功实现NH₄ ⁺-N、NO₂ ^--N的高效去除，整套厌氧氨氧化反应器处理系统运行周期最短可控制在2h(一次处理完污水的水力停留时间)。可见，相对于目前成功驯化厌氧氨氧化菌所需的周期200～300天，采用本发明提供的方法处理，可以显著提高增殖速率，缩短驯化周期，提高处理效率。

本发明实施例采用连续流生物反应装置，利用固定载体填料挂摸培养方式，并可以结合特定的DO、pH、温度或HRT控制，可以解决目前低浓度条件下启动厌氧氨氧化(尤其是低氨氮废水的生活污水)中存在的增殖速率慢、污泥流失严重、处理效率低下、启动周期长等问题。

附图2为本发明装置的示意图。图2中，1-原水箱，2-进水泵，3-进水控制器，4-曝气装置，5-曝气控制器，6-主体装置，7-厌氧氨氧化反应器，8-填料，9-污泥回流管路，10-分散布水装置，11-曝气管，12-第一放空管，13-沉淀装置，14-出水管路，15-斜板组件，16-挡流板，17-第二放空管，18-恒温水浴装置，19-保温膜，20-第三放空管。

参照图2，说明本发明应用低浓度废水自养脱氮的快速启动方法的装置实施例。实施例的装置包括原水箱1、曝气装置4和主体装置6；主体装置6包括依次相连的厌氧氨氧化反应器7和沉淀装置13；厌氧氨氧化反应器7内挂有填料8，底部设有曝气管11、分散布水装置10和污泥回流管路9；原水箱1依次通过进水泵2、进水控制器3与分散布水装置10相连；曝气装置4依次通过曝气控制器5与曝气管11相连；沉淀装置13还通过污泥回流管路9与厌氧氨氧化反应器7相连；主体装置6的外部还设有恒温水浴装置18。

在本发明装置的一些实施例中，厌氧氨氧化反应器7的底部还设有第一放空管12。第一放空管可用于排泥。

在本发明装置的一些实施例中，所述曝气管11、分散布水装置10和污泥回流管路9分别设于厌氧氨氧化反应器7的底部。

在本发明装置的一些实施例中，主体装置6为一个池体，由从进水端到出水端依次连接的厌氧氨氧化反应器7和沉淀装置13组成。

在本发明装置的一些实施例中，主体装置6的外壁还设有保温膜19。通过设置保温膜可以对厌氧氨氧化反应器内菌种提供实时温度保证。

在本发明装置的一些实施例中，沉淀装置13从进水端到出水端依次设有挡流板16和斜板组件15。如此设计可以将流失污泥截留。

在本发明装置的一些实施例中，沉淀装置13的出水端设有出水管路14。

在本发明装置的一些实施例中，沉淀装置13的底部还设有第二放空管17。第二放空管可用于排泥。

在本发明装置的一些实施例中，恒温水浴装置18的底部还设有第三放空管20。第三放空管可用于排水。

应用本发明实施例的装置进行低浓度废水自养脱氮的快速启动方法举例说明如下：

1)污泥接种：运行时，在主体装置6的厌氧氨氧化反应器7中接种占反应器有效体积20％的硝化污泥，将原水箱1的污水经进水泵2，通过进水控制器3进入厌氧氨氧化反应器7的分散布水装置10中；控制曝气装置4连续运行，由曝气控制器5对厌氧氨氧化反应器7中的曝气管11，对污泥进行过曝气，运行周期0～7d，由于厌氧菌和其他异养菌受过曝的影响，可以逐渐淘洗掉污泥中的厌氧菌/反硝化菌。

2)硝化菌挂摸：将人工配制废水导入厌氧氨氧化反应器7中，同时，将固定载体组合填料8固定于厌氧氨氧化反应器7中，通过挂膜方式进行硝化菌挂膜。反应器在模拟废水条件下运行；从厌氧氨氧化反应器7启动开始7～20d，通过曝气控制器5进行曝气，同时，投加碳酸氢钠的方式调整pH约为8.5，控制厌氧氨氧化反应器7的运行水力停留时间为10～12h，实现在组合填料8上挂摸硝化菌。同时，通过增设于主体装置6中，含有挡流板16和斜板组件15的沉淀装置13，将流失的菌种进行截流，并开启沉淀装置13的污泥回流管路9，将菌种污泥回流至厌氧氨氧化反应器7中。定期排泥。

3)厌氧氨氧化菌驯化：厌氧氨氧化反应器7中固定载体组合填料8成功挂膜硝化菌后，关闭曝气，由恒温水浴装置18控制温度在28～35℃，调节进水pH为7.5～8.0，厌氧氨氧化反应器7连续流进出水，每天对进出水中的氨氮和亚硝酸盐氮浓度进行监测，根据出水亚硝酸盐氮浓度决定是否改变厌氧氨氧化反应器的水力停留时间：当亚硝酸盐氮的浓度每降低3mg/L及以下时，缩短水力停留时间，每次缩短1～2h，直至反应器的氮完全去除并能够稳定运行。同时，通过沉淀装置13将流失的菌种进行截流，由污泥回流管路9，将菌种污泥回流至厌氧氨氧化反应器7中。

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)

1.一种低浓度废水自养脱氮的快速启动方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)在厌氧氨氧化反应器中接种硝化污泥，并持续曝气；

2)将低浓度废水引入所述的厌氧氨氧化反应器中，厌氧氨氧化反应器中挂膜填料，启动运行，对厌氧氨氧化反应器内污泥进行曝气控制，挂膜硝化菌；

3)将厌氧氨氧化反应器持续运行，连续流进出水，对进出水中的氨氮和亚硝酸盐氮浓度进行监测，根据出水亚硝酸盐氮浓度控制缩短厌氧氨氧化反应器的水力停留时间；将厌氧氨氧化反应器沉淀的污泥回流处理；

所述低浓度废水的氨氮浓度范围NH₄ ⁺-N≤30mg/L。

2.根据权利要求1所述的一种低浓度废水自养脱氮的快速启动方法，其特征在于：所述步骤1)和步骤2)中，曝气均控制DO在2mg/L～3mg/L。

3.根据权利要求1所述的一种低浓度废水自养脱氮的快速启动方法，其特征在于：所述步骤1)中，接种的硝化污泥满足以下至少一项条件：

硝化污泥的接种量为厌氧氨氧化反应器有效体积的18％～22％；

接种硝化污泥后厌氧氨氧化反应器的MLSS为4500mg/L～6000mg/L。

4.根据权利要求1所述的一种低浓度废水自养脱氮的快速启动方法，其特征在于：所述步骤1)中，曝气的运行时间为0～7天。

5.根据权利要求1所述的一种低浓度自养脱氮的快速启动方法，其特征在于：所述步骤2)中，低浓度废水初始的水质参数如下：

NH₄ ⁺-N：25mg/L～30mg/L；

COD_r：50mg/L～100mg/L；

BOD₅：30mg/L～60mg/L；

TP：2mg/L～5mg/L。

6.根据权利要求1所述的一种低浓度废水自养脱氮的快速启动方法，其特征在于：所述步骤2)中，从厌氧氨氧化反应器开始启动的8天～28天对污泥进行曝气控制。

7.根据权利要求1所述的一种低浓度废水自养脱氮的快速启动方法，其特征在于：所述步骤2)和步骤3)的废水分别还投加微量元素浓缩液Ⅰ和微量元素浓缩液Ⅱ；

其中，所述微量元素浓缩液Ⅰ和微量元素浓缩液Ⅱ的浓度均为1mL/L～1.5mL/L；

所述微量元素浓缩液Ⅰ包括如下组分：4g/L～6g/L的EDTA，8g/L～10g/L的FeSO₄·7H₂O和水；

所述微量元素浓缩液Ⅱ包括如下组分：10g/L～20g/L的EDTA，0.01g/L～0.02g/L的H₃BO₄，0.5g/L～2.0g/L的MnCl₂·4H₂O，0.1g/L～0.5g/L的CuSO₄·5H₂O，0.2g/L～0.6g/L的ZnSO₄·7H₂O，0.1g/L～0.5g/L的NiCl₂·6H₂O，0.1g/L～0.3g/L的NaMoO₄·2H₂O，0.1g/L～0.5g/L的CoCl₂·6H₂O和水。

8.根据权利要求1所述的一种低浓度废水自养脱氮的快速启动方法，其特征在于：所述步骤3)中，在厌氧氨氧化反应器持续运行阶段，控制满足以下条件：

温度：28℃～35℃；

进水pH：7.5～8.0；

进水中氨氮与亚硝酸盐的摩尔比为1：(1.2～1.4)。

9.根据权利要求1所述的一种低浓度废水自养脱氮的快速启动方法，其特征在于：所述步骤3)中，当出水亚硝酸盐氮浓度每降低3mg/L～5mg/L，缩短厌氧氨氧化反应器的水力停留时间1小时～2小时。

10.一种应用权利要求1至9任一项所述低浓度废水自养脱氮的快速启动方法的装置，其特征在于：包括原水箱、曝气装置和主体装置；

所述主体装置包括依次相连的厌氧氨氧化反应器和沉淀装置；

所述厌氧氨氧化反应器内挂有填料，还设有曝气管、分散布水装置和污泥回流管路；

所述原水箱依次通过进水泵、进水控制器与所述分散布水装置相连；

所述曝气装置依次通过曝气控制器与所述曝气管相连；

所述沉淀装置还通过所述污泥回流管路与所述厌氧氨氧化反应器相连；

所述主体装置的外部还设有恒温水浴装置。

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