CN115304160A - 一种高氨氮废水厌氧氨氧化颗粒污泥快速培养方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高氨氮废水厌氧氨氧化颗粒污泥快速培养方法及装置，涉及污泥培养技术领域，包括以下步骤：将具有硝化作用的活性污泥及厌氧氨氧化生物膜种泥投加到生物反应池，进行污泥接种；将高氨氮废水引入生物反应池；在生物反应池内，将泥水混合物溶解氧DO控制在0.1‑0.5mg/L，温度控制在26‑35℃，pH值控制在7.3‑8.4之间，活性污泥浓度MLSS控制在4000mg/L；将生物反应池内泥水混合物通过气提法引入筛分组件内进行筛分，获取污泥颗粒；将泥水混合物筛分后的污泥颗粒回流至生物反应池，剩余絮体污泥排入二沉池，将泥水混合物通过气提法引入筛分组件内进行筛分，增大了生物选择压，加速了污泥颗粒的快速形成。

Description

一种高氨氮废水厌氧氨氧化颗粒污泥快速培养方法及装置

技术领域

本发明属于污泥培养技术领域，更具体地，涉及一种高氨氮废水厌氧氨氧化颗粒污泥快速培养方法及装置。

背景技术

近年来，国家对城市污水处理厂出水总氮TN浓度的要求日益严格。而传统生物脱氮技术通过硝化菌和反硝化菌实现氮的去除需要消耗大量的碳源及能源，以保证生物脱氮效果达到国家一级A排放标准。

厌氧氨氧化反应的发现为减少碳源投加量及能源消耗量、降低污水处理成本开辟了新的道路。厌氧氨氧化反应以亚硝酸盐作为电子受体将氨氮氧化产生氮气，与传统硝化反硝化工艺相比，反应途径短、速率快，大幅降低脱氮反应的能耗和物耗，温室气体减排90％以上，污泥产量减少90％，是现今国际公认的最经济高效的污水生物脱氮技术。

工程化应用的厌氧氨氧化技术项目以一体化反应器形式为主，主要分为颗粒污泥和生物膜两种工艺形式，目前国内有近百家科研机构与环保企业逐步开展厌氧氨氧化技术基础研究与应用研究，但是，在对高氨氮废水培养厌氧氨氧化颗粒污泥过程中，仍然没有更好的办法快速的实现厌氧氨氧化颗粒污泥的形成及稳定。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的不足，提供一种高氨氮废水厌氧氨氧化颗粒污泥快速培养方法及装置，该方法采用气提法将泥水混合物引入筛分组件内大大助力了厌氧氨氧化颗粒污泥的形成，解决了无法快速的实现厌氧氨氧化颗粒污泥的形成及稳定问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种高氨氮废水厌氧氨氧化颗粒污泥快速培养方法，该方法包括以下步骤：

将具有硝化作用的活性污泥及厌氧氨氧化生物膜种泥投加到生物反应池，进行污泥接种；

将高氨氮废水引入生物反应池；

在生物反应池内，将泥水混合物溶解氧DO控制在0.1-0.5mg/L，温度控制在26-35℃，pH值控制在7.3-8.4之间，活性污泥浓度MLSS控制在 4000mg/L；

将生物反应池内泥水混合物通过气提法引入筛分组件内进行筛分，获取污泥颗粒；

将泥水混合物筛分后的污泥颗粒回流至生物反应池，剩余絮体污泥排入二沉池。

可选地，根据生物反应池中泥水混合物的pH值、温度、氮素指标及污泥浓度调整进水NH₄ ⁺-N负荷。

可选地，维持生物反应池出水NH₄ ⁺-N浓度及NO₂ ^--N小于30mg/L。

可选地，投加碳酸氢铵及工业碱，控制进入生化反应池内的高氨氮废水的氨氮浓度为200-300mg/L，PH值控制在7.3-8.4之间。

可选地，控制进入筛分组件的泥水混合物流量为1-2m³/d。

一种高氨氮废水厌氧氨氧化颗粒污泥快速培养装置，利用上述的高氨氮废水厌氧氨氧化颗粒污泥快速培养方法，该装置包括：

沿水流方向依次设置进水调节池、生物反应池和二沉池；

侧流工艺为厌氧氨氧化颗粒污泥气提筛分装置，包括气提组件及筛分组件，所述气提组件的进泥端伸入所述生物反应池内，所述气提组件的出泥端与筛分组件的输入端连接，所述筛分组件的两出流端分别与所述生物反应池和所述二沉池连通；

供气件，供气件的输出端与曝气组件的进气端连接，且也与气提组件的进气端连接，用于将生物反应池内泥水混合物引入筛分组件。

可选地，曝气组件包括曝气管路，曝气管路的一端伸出生物反应池外且与供气件的输出端连接，曝气管路的末端连接有若干个曝气头。

可选地，筛分组件包括筛分设备，筛分设备的输入端连接筛分进泥管的一端，筛分进泥管的另一端连接气提组件的出泥端；

筛分设备的两出流端分别连接污泥颗粒排出管的一端和絮体污泥排出管的一端，污泥颗粒排出管的另一端与生物反应池连通，絮体污泥排出管的另一端与二沉池连通；

筛分进泥管的侧壁设有进气口，进气口连接有气提管路的一端，气提管路的另一端与供气件的输出端连接。

可选地，还包括回流管，回流管的两端分别与二沉池的回流输出端和生物反应池的回流输入端连接，回流管上设有回流泵。

可选地，还包括：

检测模块，检测模块包括溶解氧浓度在线检测仪、氨氮浓度在线检测仪、pH在线检测仪流量计、液位计和温度计，用于检测生物反应池内泥水混合物的溶解氧浓度、氨氮浓度、pH值、液位高度和温度；

控制系统，控制系统信号连接溶解氧浓度在线检测仪、氨氮浓度在线检测仪、pH在线检测仪流量计、液位计和温度计；

远程监控单元，远程监控单元通过无线收发器与控制系统信号连接。

本发明提供一种高氨氮废水厌氧氨氧化颗粒污泥快速培养方法及装置，其有益效果在于：

该方法利用高氨氮废水厌氧氨氧化颗粒污泥快速培养装置，将泥水混合物通过气提法引入筛分组件内进行筛分，增大了生物选择压，加速了污泥颗粒的快速形成，并且该方法避免了传统筛分工艺筛网易堵塞、无法连续运行、分流颗粒污泥较难回流等问题，间接增强了生物反应池内颗粒污泥的持留能力，进而，可快速的实现厌氧氨氧化颗粒污泥的形成及稳定。

本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明的一个实施例的一种高氨氮废水厌氧氨氧化颗粒污泥快速培养方法的流程示意图。

图2示出了根据本发明的一个实施例的一种高氨氮废水厌氧氨氧化颗粒污泥快速培养装置结构示意图。

图3示出了厌氧氨氧化颗粒污泥气提筛分结构图。

附图标记说明：

1、进水调节池；2、生物反应池；3、二沉池；4、曝气组件；5、筛分组件；6、供气件；7、曝气管路；8、曝气头；9、筛分设备；10、筛分进泥管；11、污泥颗粒排出管；12、絮体污泥排出管；13、检测模块；14、回流管；15、回流泵；16、监测仪表；17、潜污泵；18、配水渠；19、气提管路；20、搅拌器。

具体实施方式

下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

本发明提供一种高氨氮废水厌氧氨氧化颗粒污泥快速培养方法，该方法包括以下步骤：

将具有硝化作用的活性污泥及厌氧氨氧化生物膜种泥投加到生物反应池，进行污泥接种；

将高氨氮废水引入生物反应池；

在生物反应池内，将泥水混合物溶解氧DO控制在0.1-0.5mg/L，温度控制在26-35℃，pH值控制在7.3-8.4之间，活性污泥浓度MLSS控制在 4000mg/L；

将生物反应池内泥水混合物通过气提法引入筛分组件内进行筛分，获取污泥颗粒；

将泥水混合物筛分后的污泥颗粒回流至生物反应池，剩余絮体污泥排入二沉池。

具体的，将取自城市污水厂曝气池具有硝化作用的活性污泥及厌氧氨氧化生物膜种泥投加到生物反应池内，进行污泥接种，污泥接种后使活性污泥浓度MLSS为3000-4000mg/L；

将热水解一次换热水及初沉水引入进水调节池，投加碳酸氢铵等药剂配置高氨氮废水，在将高氨氮废水引入生物反应池内，生物反应池内初始氨氮浓度约为200-300mg/L；

启动供气件调节生物反应池内的气量使得溶解氧DO控制在 0.1-0.5mg/L，不定时启动回流泵，控制活性污泥浓度MLSS为4000mg/L，生物反应池内混合液温度控制在26-35℃，通过调节配水药剂比例，使生物反应池内pH值控制在7.3-8.4之间；

启动供气件，通过气提法，将生物反应池内泥水混合物引入筛分组件，控制进入气体筛分组件泥水混合物流量为1-2m³/d，避免生物反应池内污泥大量流失，通过筛分组件将泥水混合物分流，筛后污泥颗粒回流至生物反应池，剩余絮体污泥排出进入二沉池。

可选地，根据生物反应池中泥水混合物的pH值、温度、氮素指标及污泥浓度调整进水NH₄ ⁺-N负荷。

具体的，根据生物反应池中混合液的pH值、温度、氮素指标及污泥浓度，调整进水NH₄ ⁺-N负荷，即调整进水流量、曝气量和改变污泥回流量，当游离氨FA浓度高时，降低进水氨氮浓度或降低进水流量，当游离亚硝酸FNA浓度高时，降低曝气量，当活性污泥浓度MLSS浓度降低时，增大污泥回流量。

可选地，维持生物反应池出水NH₄ ⁺-N浓度及NO₂ ^--N小于30mg/L。

具体的，通过提高水力停留时间HRT或提升曝气量，来降低生物反应池出水NH₄ ⁺-N浓度。

一种高氨氮废水厌氧氨氧化颗粒污泥快速培养装置，利用上述的高氨氮废水厌氧氨氧化颗粒污泥快速培养方法，该装置包括：

沿水流方向依次设置进水调节池、生物反应池和二沉池；

侧流工艺为厌氧氨氧化颗粒污泥气提筛分装置，包括气提组件及筛分组件，气提组件的进泥端伸入生物反应池内，气提组件的出泥端与筛分组件的输入端连接，筛分组件的两出流端分别与生物反应池和二沉池连通；

曝气组件，曝气组件设置在生物反应池的内部；

供气件，供气件的输出端与曝气组件的进气端连接，且也与气提组件的进气端连接，用于将生物反应池内泥水混合物引入筛分组件。

具体的，供气件可以为鼓风机或任意可以供气的装置，启动供气件，气体通过曝气组件为生物反应池提供所需曝气，同时也为筛分组件提供所需气体流量，通过气提组件，将生物反应池内泥水混合物引入筛分组件内，避免污泥颗粒破碎，同时增大了生物选择压，加速了污泥颗粒的快速形成。

可选地，曝气组件包括曝气管路，曝气管路的一端伸出生物反应池外且与供气件的输出端连接，曝气管路的末端连接有若干个曝气头。

具体的，通过曝气管路将供气件产生的气体流量分配至各个曝气头，为生物反应池提供所需曝气。

可选地，筛分组件包括筛分设备，筛分设备的输入端连接筛分进泥管的一端，筛分进泥管的另一端连接气提组件的出泥端；

筛分设备的两出流端分别连接污泥颗粒排出管的一端和絮体污泥排出管的一端，污泥颗粒排出管的另一端与生物反应池连通，絮体污泥排出管的另一端与二沉池连通；

筛分进泥管的侧壁设有进气口，进气口连接有气提管路的一端，将生物反应池内泥水混合物引入筛分组件气提管路的另一端与供气件的输出端连接。

具体的，启动供气件，气体流量将通过气体管流入到筛分进泥管内，改变气压将生物反应池内泥水混合物引入筛分组件。

可选地，还包括回流管，回流管的两端分别与二沉池的回流输出端和生物反应池的回流输入端连接，回流管上设有回流泵。

具体的，不定时启动污泥回流泵，控制活性污泥浓度MLSS约为 4000mg/L

可选地，进水调节池内装配有搅拌器和监测仪表，进水调节池与生物反应池的管路沿水流方向设有潜污泵和配水渠，生物反应池与二沉池的管路也设有潜污泵。

具体的，进水调节池为一半封闭式池体，通过进水调节池与生物反应池的管路上的潜污泵以及搅拌器和监测仪表实时调配进水水质。

可选地，气提管路上设有气提泵。

检测模块，检测模块包括溶解氧浓度在线检测仪、氨氮浓度在线检测仪、pH在线检测仪流量计、液位计和温度计，用于检测生物反应池内泥水混合物的溶解氧浓度、氨氮浓度、pH值、液位高度和温度；

控制系统，控制系统信号连接溶解氧浓度在线检测仪、氨氮浓度在线检测仪、pH在线检测仪流量计、液位计和温度计；

远程监控单元，远程监控单元通过无线收发器与控制系统信号连接。

实施例1

如图1所示，本发明提供一种高氨氮废水厌氧氨氧化颗粒污泥快速培养方法，该方法包括一下步骤：

将具有硝化作用的活性污泥及厌氧氨氧化生物膜种泥投加到生物反应池2，进行污泥接种；

将高氨氮废水引入生物反应池2；

在生物反应池2内，将泥水混合物溶解氧DO控制在0.1-0.5mg/L，温度控制在26-35℃，pH值控制在7.3-8.4之间，活性污泥浓度MLSS控制在 4000mg/L；

将生物反应池内泥水混合物通过气提法引入筛分组件5内进行筛分，获取污泥颗粒；

将泥水混合物筛分后的污泥颗粒回流至生物反应池2，剩余絮体污泥排入二沉池3。

在本实施例中，根据生物反应池2中泥水混合物的pH值、温度、氮素指标及污泥浓度调整进水NH₄ ⁺-N负荷。

在本实施例中，维持生物反应池2出水NH₄ ⁺-N浓度及NO₂ ^--N小于 30mg/L。

在本实施例中，投加碳酸氢铵及工业碱，控制进入生化反应池2内的高氨氮废水的氨氮浓度为200-300mg/L，PH值控制在7.3-8.4之间。

在本实施例中，控制进入筛分组件5的泥水混合物流量为1-2m³/d。

实施例2

如图2和3所示，本发明提供一种高氨氮废水厌氧氨氧化颗粒污泥快速培养装置，利用上述的高氨氮废水厌氧氨氧化颗粒污泥快速培养方法，该装置包括：

沿水流方向依次设置进水调节池1、生物反应池2和二沉池3；

侧流工艺为厌氧氨氧化颗粒污泥气提筛分装置，包括气提组件及筛分组件5，气提组件的进泥端伸入生物反应池2内，气提组件的出泥端与筛分组件5的输入端连接，筛分组件5的两出流端分别与生物反应池2和二沉池3连通；

曝气组件4，曝气组件4设置在生物反应池2的内部；

供气件6，供气件6的输出端与曝气组件4的进气端连接，且也与气提组件的进气端连接，用于将生物反应池内泥水混合物引入筛分组件。

在本实施例中，曝气组件4包括曝气管路7，曝气管路7的一端伸出生物反应池2外且与供气件6的输出端连接，曝气管路7末端连接有若干个曝气头8。

在本实施例中，筛分组件5包括筛分设备9，筛分设备9的输入端连接筛分进泥管10的一端，筛分进泥管10的另一端连接气提组件的出泥端；

筛分设备9的两出流端分别连接污泥颗粒排出管11的一端和絮体污泥排出管12的一端，污泥颗粒排出管11的另一端与生物反应池2连通，絮体污泥排出管12的另一端与二沉池3连通；

筛分进泥管10的侧壁设有进气口，进气口连接气提管路13的一端，气提管路13的另一端与供气件6的输出端连接。

在本实施例中，还包括回流管14，回流管的两端分别与二沉池3的回流输出端和生物反应池2的回流输入端连接，回流管14上设有回流泵15。

在本实施例中，进水调节池1内装配有搅拌器20和监测仪表16，进水调节池1与生物反应池2的管路沿水流方向设有潜污泵17和配水渠18，生物反应池2与二沉池3的管路也设有潜污泵17。

在本实施例中，还包括：

检测模块13，检测模块13包括溶解氧浓度在线检测仪、氨氮浓度在线检测仪、pH在线检测仪流量计、液位计和温度计，用于检测生物反应池内泥水混合物的溶解氧浓度、氨氮浓度、pH值、液位高度和温度；

控制系统，控制系统信号连接溶解氧浓度在线检测仪、氨氮浓度在线检测仪、pH在线检测仪流量计、液位计和温度计；

远程监控单元，远程监控单元通过无线收发器与控制系统信号连接。

综上，本发明提供的高氨氮废水厌氧氨氧化颗粒污泥快速培养方法实施时，利用上述高氨氮废水厌氧氨氧化颗粒污泥快速培养装置，以一次处理为例：将取自城市污水厂曝气池具有硝化作用的活性污泥及厌氧氨氧化生物膜种泥投加到生物反应池2内，进行污泥接种，污泥接种后使活性污泥浓度MLSS为3000-4000mg/L；将热水解一次换热水及初沉水引入进水调节池1，投加碳酸氢铵等药剂配置高氨氮废水，在将高氨氮废水引入生物反应池2内，生物反应池2内初始氨氮浓度约为200-300mg/L；启动供气件6，通过曝气管路7将供气件6产生的气体流量分配至各个曝气头8，为生物反应池2提供所需曝气，进而调节生物反应池2内的气量使得溶解氧DO控制在0.1-0.5mg/L，不定时启动回流泵15，控制活性污泥浓度MLSS为 4000mg/L，生物反应池2内混合液温度控制在26-35℃，通过调节配水药剂比例，使生物反应池2内pH值控制在7.3-8.4之间；启动供气件6，通过气提组件，将生物反应池2内泥水混合物引入筛分组件5，控制进入气体筛分组件5泥水混合物流量为1-2m³/d，避免生物反应池2内污泥大量流失，通过筛分组件5将泥水混合物分流，筛后污泥颗粒回流至生物反应池2，剩余絮体污泥排出进入二沉池，将泥水混合物通过气提法引入筛分组件5内进行筛分，对生物反应池2内泥水混合物进行筛分，增大了生物选择压，加速了污泥颗粒的快速形成，运行稳定后，总氮去除负荷大于0.5kgN/m³/d，中位径达到200μm以上，同时运行管理简便，设施成本较低，FA及FNA 抑制的存在使得短程硝化-厌氧氨氧化反应稳定，其抗低温、水量、水质冲击能力强。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种高氨氮废水厌氧氨氧化颗粒污泥快速培养方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

将具有硝化作用的活性污泥及厌氧氨氧化生物膜种泥投加到生物反应池，进行污泥接种；

将高氨氮废水引入生物反应池；

在所述生物反应池内，将泥水混合物溶解氧DO控制在0.1-0.5mg/L，温度控制在26-35℃，pH值控制在7.3-8.4之间，活性污泥浓度MLSS控制在4000mg/L；

将所述生物反应池内泥水混合物通过气提法引入筛分组件内进行筛分，获取污泥颗粒；

将泥水混合物筛分后的污泥颗粒回流至所述生物反应池，剩余絮体污泥排入二沉池。

2.根据权利要求1所述的高氨氮废水厌氧氨氧化颗粒污泥快速培养方法，其特征在于，根据所述生物反应池中泥水混合物的pH值、温度、氮素指标及污泥浓度调整进水NH₄ ⁺-N负荷。

3.根据权利要求1所述的高氨氮废水厌氧氨氧化颗粒污泥快速培养方法，其特征在于，维持所述生物反应池出水NH₄ ⁺-N浓度及NO₂ ^--N小于30mg/L。

4.根据权利要求1所述的高氨氮废水厌氧氨氧化颗粒污泥快速培养方法，其特征在于，投加碳酸氢铵及工业碱，控制进入所述生化反应池内的高氨氮废水的氨氮浓度为200-300mg/L，pH值控制在7.3-8.4之间。

5.根据权利要求1所述的高氨氮废水厌氧氨氧化颗粒污泥快速培养方法，其特征在于，控制进入所述筛分组件的泥水混合物流量为1-2m³/d。

6.一种高氨氮废水厌氧氨氧化颗粒污泥快速培养装置，基于根据权利要求1-5任一项所述的高氨氮废水厌氧氨氧化颗粒污泥快速培养方法，其特征在于，该装置包括：

沿水流方向依次设置进水调节池、生物反应池和二沉池；

侧流工艺为厌氧氨氧化颗粒污泥气提筛分装置，包括气提组件及筛分组件，所述气提组件的进泥端伸入所述生物反应池内，所述气提组件的出泥端与筛分组件的输入端连接，所述筛分组件的两出流端分别与所述生物反应池和所述二沉池连通；

曝气组件，所述曝气组件设置在所述生物反应池的内部；

供气件，所述供气件的输出端与所述曝气组件的进气端连接，且也与所述气提组件的进气端连接，用于将生物反应池内泥水混合物引入筛分组件。

7.根据权利要求6所述的高氨氮废水厌氧氨氧化颗粒污泥快速培养装置，其特征在于，所述曝气组件包括曝气管路，所述曝气管路的一端伸出所述生物反应池外且与所述供气件的输出端连接，所述曝气管路的末端连接有若干个曝气头。

8.根据权利要求6所述的高氨氮废水厌氧氨氧化颗粒污泥快速培养装置，其特征在于，所述筛分组件包括筛分设备，所述筛分设备的输入端连接筛分进泥管的一端，所述筛分进泥管的另一端连接气提组件的出泥端；

所述筛分设备的两出流端分别连接污泥颗粒排出管的一端和絮体污泥排出管的一端，所述污泥颗粒排出管的另一端与所述生物反应池连通，所述絮体污泥排出管的另一端与所述二沉池连通；

所述筛分进泥管的侧壁设有进气口，所述进气口连接有气提管路的一端，所述气提管路的另一端与供气件的输出端连接。

9.根据权利要求6所述的高氨氮废水厌氧氨氧化颗粒污泥快速培养装置，其特征在于，还包括回流管，所述回流管的两端分别与二沉池的回流输出端和生物反应池的回流输入端连接，所述回流管上设有回流泵。

10.根据权利要求6所述的高氨氮废水厌氧氨氧化颗粒污泥快速培养装置，其特征在于，还包括：

检测模块，所述检测模块包括溶解氧浓度在线检测仪、氨氮浓度在线检测仪、pH在线检测仪流量计、液位计和温度计，用于检测生物反应池内泥水混合物的溶解氧浓度、氨氮浓度、pH值、液位高度和温度；

控制系统，所述控制系统信号连接溶解氧浓度在线检测仪、氨氮浓度在线检测仪、pH在线检测仪流量计、液位计和温度计；

远程监控单元，所述远程监控单元通过无线收发器与所述控制系统信号连接。

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