CN116062890A - 厌氧水解联合短程硝化与短程反硝化厌氧氨氧化处理高氨氮养殖废水的装置与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了厌氧水解联合短程硝化与短程反硝化厌氧氨氧化处理高氨氮养殖废水的装置与方法。该类废水进入厌氧水解酸化反应器,将大分子有机物水解转化为可被微生物利用的有机物。部分出水进入厌氧/缺氧/短程硝化耦合厌氧氨氧化生物膜系统进行同步脱氮除磷;厌氧反应区内聚磷菌将有机物贮存在细胞内,并释放磷;缺氧反应区内反硝化菌利用有机物将出水回流液和回流污泥中部分硝态氮转化为氮气,反硝化聚磷菌利用另一部分硝态氮为电子受体吸磷;在好氧区,氨氧化菌将氨氮氧化为亚硝态氮,厌氧氨氧化菌将氨氮和亚硝态氮转化为氮气,聚磷菌吸收过量的磷,实现同步脱氮除磷。本发明大大降低能耗和碳源消耗,同时提高氮和磷的去除效率。

Description

厌氧水解联合短程硝化与短程反硝化厌氧氨氧化处理高氨氮养殖废水的装置与方法
技术领域
本发明涉及了连续流厌氧消化联合短程硝化与短程反硝化耦合厌氧氨氧化处理含有高氨氮、高COD和磷的养殖废水的新型工艺技术,属于污水生物处理技术领域,具有节能降耗、节省处理成本等特点并能实现养殖废水的同步脱氮除磷。
背景技术
水体中氮、磷含量的超标引起水体富营养化的问题越来越严重,废水处理中脱氮除磷技术已成为水处理必要手段。磷的去除可通过生物法聚磷菌在缺氧段的释磷和好氧段的吸磷结合过程去除以及化学方法投加药剂得到良好的去除效果,但将产生大量含磷污泥,其处理处置可能带来二次污染。虽然污水脱氮以生物法为主要去除手段,但是水产养殖、家禽养殖、牲畜养殖等废水通常含有较高浓度氨氮和磷,还有难以被微生物利用的有机物。采用传统硝化/反硝化工艺处理,需要消耗大量曝气能耗和有机碳源,产生大量剩余污泥,且可能产生温室气体氧化亚氮。此外,高浓度氨氮将对微生物产生一定抑制作用,导致中间产物积累,降低处理效率,影响出水水质。因此新型经济高效的该类废水脱氮工艺是当前迫切需求。
传统硝化反硝化工艺进行脱氮过程具有需要外加碳源、产泥量高、高能耗、产生温室气体等缺点。相比之下厌氧氨氧化工艺的出现弥补了传统脱氮技术的缺点,从经济角度来说厌氧氨氧化过程节省曝气能耗、无需投加碳源;厌氧氨氧化过程产泥量少,不产生温室气体;从工艺角度来说厌氧氨氧化过程提高了氨氮的进水负荷,所以以厌氧氨氧化为主的脱氮工艺成为最有前景的发展路线之一。但是该过程容易收到底物浓度即亚硝酸盐浓度以及高浓度有机物的影响,并且在处理末端会有11%的硝酸盐剩余从而限制了在处理实际废水中的应用。
短程硝化和短程反硝化技术的出现可以稳定的为厌氧氨氧化过程提供稳定的亚硝酸盐作为反应基质。短程硝化可以将水中的氨氮转化为亚硝态氮,而短程反硝化可以将硝态氮还原为亚硝态氮。两种技术与厌氧氨氧化的耦合可以高效的去除废水中的氨氮,同时减少碳源的投加量和废活性污泥的产生量。
厌氧水解酸化技术可以将水中难利用的有机物水解酸化,转化为可被微生物利用的有机物,提高废水可生化性。这一部分有机物可作为有机碳源供反硝化菌、聚磷菌等异养微生物代谢利用或储存为微生物胞内碳源,节省外碳源投加,大大降低废水处理过程中的运行费用。
发明内容
本发明提出了厌氧水解联合短程硝化与短程反硝化厌氧氨氧化处理高氨氮养殖废水的方法,具体是将含有高氨氮、有机物和磷的废水先进入厌氧消化反应器,利用水解酸化的小分子有机物为后续的短程消化和反硝化过程提供电子。在连续流缺氧储碳/好氧短程硝化耦合厌氧氨氧化生物膜系统中缺氧段微生物将小分子有机碳源贮存胞内,聚磷菌释放磷,好氧段短程硝化将氨氮(NH4 +-N)转化为亚硝态氮(NO2 N)进一步通过厌氧氨氧化过程使NH4 +-N和NO2 --N转为N2去除,同时聚磷菌吸收磷并通过排泥去除。其含有硝酸盐的出水再进入短程反硝化耦合厌氧氨氧化反应器,通过短程反硝化过程硝态氮(NO3 N)转化为NO2 --N,再通过消化液中NH4 +-N与碳源的补充在连续流短程反硝化厌氧氨氧化系统中,实现养殖废水中氮素的深度脱除。
发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
1.厌氧水解联合短程硝化与短程反硝化厌氧氨氧化处理高氨氮养殖废水的装置,其特征在于,包括养殖废水储备箱(1),厌氧水解酸化反应器(2),第一中间水箱(3),厌氧/缺氧/短程硝化耦合厌氧氨氧化生物膜反应器(4),污泥储池(5),第二中间水箱(6),短程反硝化耦合厌氧氨氧化反应器(7),出水水箱(8);
所述厌氧水解酸化反应器(2)设有第一蠕动泵(2.1)、第一进水口(2.2)、第一取样口(2.4)、第一出水口(2.8)、第一pH检测口(2.9)、第一溶解氧检测口(2.10)、第一pH检测仪(2.11)、第一溶解氧检测仪(2.12);所述第一中间水箱(3)设有第二蠕动泵(3.1);所述短程硝化耦合厌氧氨氧化反应器(4)设有第三蠕动泵(4.1)、第二进水口(4.2)、曝气装置(4.3)、流量计(4.4)、空气泵(4.5)、第一排泥口(4.6)、第二出水口(4.7)、挡泥板(4.8)、厌氧反应区(4.9)、缺氧反应区(4.10)、好氧反应区(4.11)、污泥回流口(4.12)、废水回流口(4.13)、氨氮在线监测系统(4.14);所述污泥储池(5)设有第四蠕动泵(5.1)、进泥口(5.2)、第二排泥口(5.3)、第三排泥口(5.4)、第五蠕动泵(5.5)、第三进水口(5.6)、第三出水口(5.7);所述短程反硝化耦合厌氧氨氧化系统(7)设有第六蠕动泵(7.1)、第四进水口(7.2)、第二取样口(7.4)、第四出水口(7.8)、第二pH检测口(7.9)、第二溶解氧检测口(7.10)、第二pH检测仪(7.11)和第二溶解氧检测仪(7.12)、颗粒污泥反应区(7.13);所述出水水箱(8)设有第六蠕动泵(8.1);
养殖废水储备箱(1)第一通过蠕动泵(2.1)与厌氧水解酸化反应器(2)的第一进水口(2.2)相连;厌氧水解酸化反应器(2)的第一出水口(2.8)与第一中间水箱(3)相连、第一pH检测口(2.9)和第一溶解氧检测口(2.10)分别接入第一pH检测仪(2.12)和第一溶解氧检测仪(2.11);中间水箱(3)通过第二蠕动泵(3.1)与第二中间水箱(6)直接相连;第一中间水箱(3)通过第三蠕动泵(4.1)与厌氧/缺氧/短程硝化耦合厌氧氨氧化生物膜反应器(4)的第二进水口(4.2)相连、厌氧/缺氧/短程硝化耦合厌氧氨氧化生物膜反应器(4)第二出水口(4.7)与污泥储池(5)的第三进水口相连(5.6)、厌氧/缺氧/短程硝化耦合厌氧氨氧化生物膜反应器(4)第一排泥口(4.6)通过第四蠕动泵(5.1)与污泥储池(5)的进泥口(5.2)相连、空气泵(4.5)通过流量计(4.4)与曝气装置(4.3)相连;污泥储池(5)通过第五蠕动泵(5.5)连接到厌氧/缺氧/短程硝化耦合厌氧氨氧化生物膜反应器(4)的污泥回流口(4.12)、第三出水口(5.7)与第二中间水箱连接、氨氮在线监测系统(4.14)接入厌氧/缺氧/短程硝化耦合厌氧氨氧化生物膜反应器(4)的好氧反应区(4.11);第二中间水箱(6)通过第六蠕动泵(7.1)与短程反硝化耦合厌氧氨氧化反应器(7)的第四进水口(7.2)相连,短程反硝化耦合厌氧氨氧化反应器(7)的第四出水口(7.8)与出水水箱(8)相连、第二pH检测口(7.9)和第二溶解氧检测口(7.10)分别与第二pH检测仪(7.12)和第二溶解氧检测仪(7.11)连接;出水水箱(8)经第七蠕动泵(8.1)与厌氧/缺氧/短程硝化耦合厌氧氨氧化生物膜反应器(4)的废水回流口(4.13)相连。
2.利用所述装置处理高浓度氨氮养殖废水的方法,其特征在于,包括以下过程:
(1)厌氧水解酸化反应器启动与运行:接种厌氧消化污泥至厌氧水解酸化反应器中,接种后混合液污泥浓度MLVSS为4.0~8.0g/L;所述的高氨氮养殖废水所含的氨氮质量浓度为600~1200mg/L,废水化学需氧量(COD)质量浓度为8000~15000mg/L,总磷浓度为100~150mg/L;废水储备箱中的废水连续泵入厌氧水解酸化反应器,由下至上经过水解酸化反应,控制水力停留时间(HRT)为12~36h,出水进入第一中间水箱;当出水COD浓度低于600mg/L且维持7天以上时,反应器启动成功;当出水COD高于700mg/L时,提高厌氧水解酸化反应器HRT,若HRT提高到36h出水COD仍高于700mg/L,可继续提高HRT使得出水COD在700mg/L以下;运行阶段延用启动成功阶段的运行参数继续运行厌氧水解酸化系统即控制HRT为12~36h。
(2)厌氧/缺氧/短程硝化耦合厌氧氨氧化生物膜系统启动与运行:接种污水处理厂剩余污泥于厌氧/缺氧/短程硝化耦合厌氧氨氧化生物膜系统的厌氧反应区和缺氧反应区;好氧反应区接种污水处理厂剩余污泥与厌氧氨氧化生物膜,载体填料填充的体积比在30~50%,接种后MLVSS为3000~5000mg/L,生物膜上MLVSS为≥3000mg/L;厌氧水解酸化反应器启动成功后,第一中间水箱中的废水连续泵入厌氧/缺氧/短程硝化耦合厌氧氨氧化生物膜系统,进入厌氧反应区后的氨氮质量浓度为200~400mg/L,控制好氧反应区溶解氧(DO)浓度0.2~0.8mg/L,HRT为8~16h;出水进入沉淀池,上清液排入第二中间水箱;剩余污泥回流至厌氧反应区,污泥回流的流量比为50~100%;当氨氮去除率≥70%时,系统启动成功;通过氨氮在线监测控制污泥回流与出水回流比,当氨氮去除率<70%,出水亚硝态氮质量浓度>100mg/L时,需提高系统HRT(可超过16h)使得氨氮去除率≥70%;当氨氮去除率<70%,出水亚硝态氮质量浓度≤100mg/L时,提高污泥回流和出水回流比,保持该系统内氨氮质量浓度在200~400mg/L之间;运行阶段延用启动成功阶段的运行参数继续运行厌氧/缺氧/短程硝化耦合厌氧氨氧化生物膜系统即控制好氧反应区DO浓度0.2~0.8mg/L,HRT为8~16h,污泥回流的流量比为50~100%。
(3)短程反硝化耦合厌氧氨氧化系统启动与运行:接种具有短程反硝化与厌氧氨氧化功能的颗粒污泥于短程反硝化耦合厌氧氨氧化系统,调节厌氧水解酸化系统出水与短程硝化耦合厌氧氨氧化生物膜系统出水的流量比,使进水后的硝态氮与氨氮质量浓度之比为1.0~1.5,接种后MLSS为3000~6000mg/l;出水回流到厌氧/缺氧/短程硝化耦合厌氧氨氧化生物膜系统缺氧反应区,控制回流的流量比为50~150%;当系统总氮去除率≥80%且维持7天以上时,系统启动成功;运行阶段延用启动成功阶段的运行参数继续运行短程反硝化耦合厌氧氨氧化系统即调节进水的硝态氮与氨氮质量浓度之比为1.0~1.5,回流的流量比为50~150%。
本发明提供的一种厌氧水解联合短程硝化与短程反硝化厌氧氨氧化处理高氨氮养殖废水的装置与方法,具有以下优势和特点:
(1)传统硝化/反硝化技术处理养殖废水排水中含有大分子有机物无法得到合理利用,而通过厌氧水解酸化过程将得到小分子有机物作为碳源供微生物代谢利用,达到无需药剂投加碳源的目的,节省运行成本;
(2)短程硝化耦合厌氧氨氧化工艺能够节省大量曝气能耗和外加碳源,但其仍面临出水硝态氮过高的问题,本发明通过调控回流比和进水流量,能够维持短程反硝化耦合厌氧氨氧化系统适宜的氨氮和硝态氮比例;通过调控反应器出水回流至厌氧/缺氧/短程硝化耦合厌氧氨氧化生物膜系统缺氧反应区的比例,使硝态氮转化为亚硝态氮,将短程硝化耦合厌氧氨氧化系统产生的过量硝态氮进一步去除,实现深度脱氮;因此,本发明不仅提高高浓度氨氮废水总氮去除效率,而且无需短程硝化过程复杂的运行控制,简化运行操作;
(3)针对含磷废水,采用化学除磷方法将消耗大量除磷药剂且产生大量剩余污泥,本发明通过缺氧反应区实现反硝化除磷,降低化学除磷所需药剂和成本;
(3)短程硝化耦合厌氧氨氧化系统采用生物膜工艺,生长速率慢的厌氧氨氧化菌和好氧氨氧化菌在载体填料上得到富集和持留,有利于提高工艺在处理该类废水过程中系统的功能菌群持留能力和抗冲击能力。
附图说明
图1是本发明的装置示意图。
1—养殖废水储备箱,2—厌氧水解酸化反应器,3—第一中间水箱,4—厌氧/缺氧/短程硝化耦合厌氧氨氧化生物膜反应器,5—污泥储池,6—第二中间水箱,7—短程反硝化耦合厌氧氨氧化反应器,8—出水水箱,2.1—第一蠕动泵,2.2—第一进水口、2.4—第一取样口,2.8—第一出水口,2.9—第一pH检测口,2.10—第一溶解氧检测口,2.11—第一pH检测仪,2.12—第一溶解氧检测仪,3.1—第二蠕动泵,4.1—第三蠕动泵,4.2—第二进水口,4.3—曝气装置,4.4—流量计,4.5—空气泵,4.6—第一排泥口,4.7—第二出水口,4.8—挡泥板,4.9—厌氧反应区,4.10—缺氧反应区,4.11—好氧反应区,4.12—污泥回流口,4.13—废水回流口,4.14—氨氮在线监测系统,5.1—第四蠕动泵,5.2—进泥口,5.3—第二排泥口,5.4—第三排泥口,5.5—第五蠕动泵,5.6—第三进水口,5.7—第三出水口,7.1—第六蠕动泵,7.2—第四进水口,7.4—第二取样口,7.8—第四出水口,7.9—第二pH检测口,7.10—第二溶解氧检测口,7.11—第二pH检测仪,7.12—第二溶解氧检测仪,7.13—颗粒污泥反应区,8.1—第六蠕动泵。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示,厌氧水解联合短程硝化与短程反硝化厌氧氨氧化处理高氨氮养殖废水的装置,其特征在于,包括养殖废水储备箱(1),厌氧水解酸化反应器(2),第一中间水箱(3),厌氧/缺氧/短程硝化耦合厌氧氨氧化生物膜反应器(4),污泥储池(5),第二中间水箱(6),短程反硝化耦合厌氧氨氧化反应器(7),出水水箱(8);
所述厌氧水解酸化反应器(2)设有第一蠕动泵(2.1)、第一进水口(2.2)、第一取样口(2.4)、第一出水口(2.8)、第一pH检测口(2.9)、第一溶解氧检测口(2.10)、第一pH检测仪(2.11)、第一溶解氧检测仪(2.12);所述第一中间水箱(3)设有第二蠕动泵(3.1);所述短程硝化耦合厌氧氨氧化反应器(4)设有第三蠕动泵(4.1)、第二进水口(4.2)、曝气装置(4.3)、流量计(4.4)、空气泵(4.5)、第一排泥口(4.6)、第二出水口(4.7)、挡泥板(4.8)、厌氧反应区(4.9)、缺氧反应区(4.10)、好氧反应区(4.11)、污泥回流口(4.12)、废水回流口(4.13)、氨氮在线监测系统(4.14);所述污泥储池(5)设有第四蠕动泵(5.1)、进泥口(5.2)、第二排泥口(5.3)、第三排泥口(5.4)、第五蠕动泵(5.5)、第三进水口(5.6)、第三出水口(5.7);所述短程反硝化耦合厌氧氨氧化系统(7)设有第六蠕动泵(7.1)、第四进水口(7.2)、第二取样口(7.4)、第四出水口(7.8)、第二pH检测口(7.9)、第二溶解氧检测口(7.10)、第二pH检测仪(7.11)和第二溶解氧检测仪(7.12)、颗粒污泥反应区(7.13);所述出水水箱(8)设有第六蠕动泵(8.1);
养殖废水储备箱(1)第一通过蠕动泵(2.1)与厌氧水解酸化反应器(2)的第一进水口(2.2)相连;厌氧水解酸化反应器(2)的第一出水口(2.8)与第一中间水箱(3)相连、第一pH检测口(2.9)和第一溶解氧检测口(2.10)分别接入第一pH检测仪(2.12)和第一溶解氧检测仪(2.11);中间水箱(3)通过第二蠕动泵(3.1)与第二中间水箱(6)直接相连;第一中间水箱(3)通过第三蠕动泵(4.1)与厌氧/缺氧/短程硝化耦合厌氧氨氧化生物膜反应器(4)的第二进水口(4.2)相连、厌氧/缺氧/短程硝化耦合厌氧氨氧化生物膜反应器(4)第二出水口(4.7)与污泥储池(5)的第三进水口相连(5.6)、厌氧/缺氧/短程硝化耦合厌氧氨氧化生物膜反应器(4)第一排泥口(4.6)通过第四蠕动泵(5.1)与污泥储池(5)的进泥口(5.2)相连、空气泵(4.5)通过流量计(4.4)与曝气装置(4.3)相连;污泥储池(5)通过第五蠕动泵(5.5)连接到厌氧/缺氧/短程硝化耦合厌氧氨氧化生物膜反应器(4)的污泥回流口(4.12)、第三出水口(5.7)与第二中间水箱连接、氨氮在线监测系统(4.14)接入厌氧/缺氧/短程硝化耦合厌氧氨氧化生物膜反应器(4)的好氧反应区(4.11);第二中间水箱(6)通过第六蠕动泵(7.1)与短程反硝化耦合厌氧氨氧化反应器(7)的第四进水口(7.2)相连,短程反硝化耦合厌氧氨氧化反应器(7)的第四出水口(7.8)与出水水箱(8)相连、第二pH检测口(7.9)和第二溶解氧检测口(7.10)分别与第二pH检测仪(7.12)和第二溶解氧检测仪(7.11)连接;出水水箱(8)经第七蠕动泵(8.1)与厌氧/缺氧/短程硝化耦合厌氧氨氧化生物膜反应器(4)的废水回流口(4.13)相连。
本实验中具体试验用水为:实际养殖废水(COD=8500~9000mg/L,NH4 +—N=750~800mg/L,P=100~150mg/L)。第一段厌氧水解酸化UASB反应器有效容积为10L;第二段厌氧/缺氧/短程硝化耦合厌氧氨氧化生物膜反应器有效容积为24L;第三段短程反硝化耦合厌氧氨氧化UASB反应器有效容积10L。
具体操作过程如下:
(1)接种厌氧消化污泥至厌氧水解酸化反应器中,接种后混合液污泥浓度MLVSS为6.0~7.0g/L:废水储备箱中的废水连续泵入厌氧水解酸化反应器,由下至上经过水解酸化反应,控制水力停留时间(HRT)为20h,出水进入第一中间水箱;当出水COD高于700mg/L时,提高厌氧水解酸化反应器HRT,若HRT提高到36h出水COD仍高于700mg/L,可继续提高HRT使得出水COD在700mg/L以下。
(2)接种污水处理厂剩余污泥于厌氧/缺氧/短程硝化耦合厌氧氨氧化生物膜系统的厌氧反应区和缺氧反应区;好氧反应区接种污水处理厂剩余污泥与厌氧氨氧化生物膜,载体填料填充的体积比在40%,接种后MLVSS为3500~4000mg/L,生物膜上MLVSS为4000~4600mg/L;第一中间水箱中的废水连续泵入厌氧/缺氧/短程硝化耦合厌氧氨氧化生物膜系统,进入厌氧反应区后的氨氮质量浓度为200~400mg/L,控制好氧反应区溶解氧(DO)浓度0.3~0.5mg/L,HRT为10h;出水进入沉淀池,上清液排入第二中间水箱;剩余污泥回流至厌氧反应区,污泥回流的流量比为70%;通过氨氮在线监测控制污泥回流与出水回流比,当氨氮去除率<70%,出水亚硝态氮质量浓度>100mg/L时,需提高系统HRT(可超过16h)使得氨氮去除率≥70%;当氨氮去除率<70%,出水亚硝态氮质量浓度≤100mg/L时,提高污泥回流和出水回流比,保持该系统内氨氮质量浓度在200~300mg/L之间;氨氮去除率为86%,磷酸盐去除率为90.3%,硝酸盐出水为31.8mg/L。
(3)接种具有短程反硝化与厌氧氨氧化功能的颗粒污泥于短程反硝化耦合厌氧氨氧化系统,调节厌氧水解酸化系统出水与短程硝化耦合厌氧氨氧化生物膜系统出水的流量比,使进水后的硝态氮与氨氮质量浓度之比为1.3~1.5,接种后MLSS为5000~5600mg/l;出水回流到厌氧/缺氧/短程硝化耦合厌氧氨氧化生物膜系统缺氧反应区,控制回流的流量比为100%;系统总氮去除率94.4%,氨氮出水9.82mg/L,硝酸盐氮出水4.42mg/L,亚硝酸盐氮出水0.3mg/L。

Claims (2)

1.厌氧水解联合短程硝化与短程反硝化厌氧氨氧化处理高氨氮养殖废水的装置,其特征在于,包括养殖废水储备箱(1),厌氧水解酸化反应器(2),第一中间水箱(3),厌氧/缺氧/短程硝化耦合厌氧氨氧化生物膜反应器(4),污泥储池(5),第二中间水箱(6),短程反硝化耦合厌氧氨氧化反应器(7),出水水箱(8);
所述厌氧水解酸化反应器(2)设有第一蠕动泵(2.1)、第一进水口(2.2)、第一取样口(2.4)、第一出水口(2.8)、第一pH检测口(2.9)、第一溶解氧检测口(2.10)、第一pH检测仪(2.11)、第一溶解氧检测仪(2.12);所述第一中间水箱(3)设有第二蠕动泵(3.1);所述短程硝化耦合厌氧氨氧化反应器(4)设有第三蠕动泵(4.1)、第二进水口(4.2)、曝气装置(4.3)、流量计(4.4)、空气泵(4.5)、第一排泥口(4.6)、第二出水口(4.7)、挡泥板(4.8)、厌氧反应区(4.9)、缺氧反应区(4.10)、好氧反应区(4.11)、污泥回流口(4.12)、废水回流口(4.13)、氨氮在线监测系统(4.14);所述污泥储池(5)设有第四蠕动泵(5.1)、进泥口(5.2)、第二排泥口(5.3)、第三排泥口(5.4)、第五蠕动泵(5.5)、第三进水口(5.6)、第三出水口(5.7);所述短程反硝化耦合厌氧氨氧化系统(7)设有第六蠕动泵(7.1)、第四进水口(7.2)、第二取样口(7.4)、第四出水口(7.8)、第二pH检测口(7.9)、第二溶解氧检测口(7.10)、第二pH检测仪(7.11)和第二溶解氧检测仪(7.12)、颗粒污泥反应区(7.13);所述出水水箱(8)设有第六蠕动泵(8.1);
养殖废水储备箱(1)第一通过蠕动泵(2.1)与厌氧水解酸化反应器(2)的第一进水口(2.2)相连;厌氧水解酸化反应器(2)的第一出水口(2.8)与第一中间水箱(3)相连、第一pH检测口(2.9)和第一溶解氧检测口(2.10)分别接入第一pH检测仪(2.12)和第一溶解氧检测仪(2.11);中间水箱(3)通过第二蠕动泵(3.1)与第二中间水箱(6)直接相连;第一中间水箱(3)通过第三蠕动泵(4.1)与厌氧/缺氧/短程硝化耦合厌氧氨氧化生物膜反应器(4)的第二进水口(4.2)相连、厌氧/缺氧/短程硝化耦合厌氧氨氧化生物膜反应器(4)第二出水口(4.7)与污泥储池(5)的第三进水口相连(5.6)、厌氧/缺氧/短程硝化耦合厌氧氨氧化生物膜反应器(4)第一排泥口(4.6)通过第四蠕动泵(5.1)与污泥储池(5)的进泥口(5.2)相连、空气泵(4.5)通过流量计(4.4)与曝气装置(4.3)相连;污泥储池(5)通过第五蠕动泵(5.5)连接到厌氧/缺氧/短程硝化耦合厌氧氨氧化生物膜反应器(4)的污泥回流口(4.12)、第三出水口(5.7)与第二中间水箱连接、氨氮在线监测系统(4.14)接入厌氧/缺氧/短程硝化耦合厌氧氨氧化生物膜反应器(4)的好氧反应区(4.11);第二中间水箱(6)通过第六蠕动泵(7.1)与短程反硝化耦合厌氧氨氧化反应器(7)的第四进水口(7.2)相连,短程反硝化耦合厌氧氨氧化反应器(7)的第四出水口(7.8)与出水水箱(8)相连、第二pH检测口(7.9)和第二溶解氧检测口(7.10)分别与第二pH检测仪(7.12)和第二溶解氧检测仪(7.11)连接;出水水箱(8)经第七蠕动泵(8.1)与厌氧/缺氧/短程硝化耦合厌氧氨氧化生物膜反应器(4)的废水回流口(4.13)相连。
2.利用权利要求1所述装置处理高氨氮养殖废水的方法,其特征在于,包括以下过程:
(1)厌氧水解酸化反应器启动与运行:接种厌氧消化污泥至厌氧水解酸化反应器中,接种后混合液污泥浓度MLVSS为4.0~8.0g/L;所述的高氨氮养殖废水所含的氨氮质量浓度为600~1200mg/L,废水化学需氧量(COD)质量浓度为8000~15000mg/L,总磷浓度为100~150mg/L;废水储备箱中的废水连续泵入厌氧水解酸化反应器,由下至上经过水解酸化反应,控制水力停留时间(HRT)为12~36h,出水进入第一中间水箱;当出水COD浓度低于600mg/L且维持7天以上时,反应器启动成功;当出水COD高于700mg/L时,提高厌氧水解酸化反应器HRT,若HRT提高到36h出水COD仍高于700mg/L,可继续提高HRT使得出水COD在700mg/L以下;运行阶段延用启动成功阶段的运行参数继续运行厌氧水解酸化系统即控制HRT为12~36h;
(2)厌氧/缺氧/短程硝化耦合厌氧氨氧化生物膜系统启动与运行:接种污水处理厂剩余污泥于厌氧/缺氧/短程硝化耦合厌氧氨氧化生物膜系统的厌氧反应区和缺氧反应区;好氧反应区接种污水处理厂剩余污泥与厌氧氨氧化生物膜,载体填料填充的体积比在30~50%,接种后MLVSS为3000~5000mg/L,生物膜上MLVSS为≥3000mg/L;厌氧水解酸化反应器启动成功后,第一中间水箱中的废水连续泵入厌氧/缺氧/短程硝化耦合厌氧氨氧化生物膜系统,进入厌氧反应区后的氨氮质量浓度为200~400mg/L,控制好氧反应区溶解氧(DO)浓度0.2~0.8mg/L,HRT为8~16h;出水进入沉淀池,上清液排入第二中间水箱;剩余污泥回流至厌氧反应区,污泥回流的流量比为50~100%;当氨氮去除率≥70%时,系统启动成功;通过氨氮在线监测控制污泥回流与出水回流比,当氨氮去除率<70%,出水亚硝态氮质量浓度>100mg/L时,需提高系统HRT使得氨氮去除率≥70%;当氨氮去除率<70%,出水亚硝态氮质量浓度≤100mg/L时,提高污泥回流和出水回流比,保持该系统内氨氮质量浓度在200~400mg/L之间;运行阶段延用启动成功阶段的运行参数继续运行厌氧/缺氧/短程硝化耦合厌氧氨氧化生物膜系统即控制好氧反应区DO浓度0.2~0.8mg/L,HRT为8~16h,污泥回流的流量比为50~100%;
(3)短程反硝化耦合厌氧氨氧化系统启动与运行:接种具有短程反硝化与厌氧氨氧化功能的颗粒污泥于短程反硝化耦合厌氧氨氧化系统,调节厌氧水解酸化系统出水与短程硝化耦合厌氧氨氧化生物膜系统出水的流量比,使进水后的硝态氮与氨氮质量浓度之比为1.0~1.5,接种后MLSS为3000~6000mg/l;出水回流到厌氧/缺氧/短程硝化耦合厌氧氨氧化生物膜系统缺氧反应区,控制回流的流量比为50~150%;当系统总氮去除率≥80%且维持7天以上时,系统启动成功;运行阶段延用启动成功阶段的运行参数继续运行短程反硝化耦合厌氧氨氧化系统即调节进水的硝态氮与氨氮质量浓度之比为1.0~1.5,回流的流量比为50~150%。
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