CN209193639U - 一种半短程硝化-厌氧氨氧化串联污水处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种半短程硝化‑厌氧氨氧化串联污水处理系统，包括半短程硝化反应器、沉淀池、调节池、厌氧氨氧化反应器、水质监测装置以及酸碱调节装置；所述半短程硝化反应器为高径比为10~15的圆柱形反应器，在所述半短程硝化反应器的顶部设有表层曝气头，所述表层曝气头通过气管连接气泵；所述沉淀池为竖流式沉淀池，在沉淀池内设有中空纤维膜组件，所述中空纤维膜组件的出水端通过循环泵出水管与所述调节池相连。本实用新型系统实现了半短程硝化‑厌氧氨氧化反应的连续稳定运行，结构简单，投入成本低，且运行操作简便，出水总氮去除率达93%以上，适宜推广应用。

Description

一种半短程硝化-厌氧氨氧化串联污水处理系统

技术领域

本实用新型涉及含氨氮污水处理技术领域，具体地说涉及一种半短程硝化-厌氧氨氧化串联污水处理系统。

背景技术

我国城市生活污水大多数C/N低，所以采用生物硝化-反硝化工艺需要额外添加有机碳源，造成运行成本高。而厌氧氨氧化工艺能够将氨氮与一定比例的亚硝氮直接生成氮气，具有不需要额外添加有机碳源，不需要曝气，不产生二次污染、运行管理成本低等优点。

目前厌氧氨氧化研究的主要方向为生活污水、垃圾渗滤液、工业废水、污泥上清液、制药废水治理等，但是我国污水中亚硝氮几乎没有，为此，很多研究人员围绕厌氧氨氧化开展了一系列的试验，如短程硝化-厌氧氨氧化(SHARON-ANAMMOX)、限氧自养硝化-厌氧反硝化(OLAND)、完全自养脱氮工艺(CANON)以及短程硝化-厌氧氨氧化-反硝化(SNAD)。大多人研究人员是将不同菌种放到同一个反应器中进行启动或运行，这样可以省去中间控制环节。而为了兼顾各类菌属生存所需要的pH、DO，研究人员设计的反应器高径比往往比较大或水平方向上隔间比较多，以便不同类型的菌可以分区分布。但是当反应器运行不稳定需要补救时，面对多种可能的原因，不容易具体分析和解决，因此这类反应器难以进行实际应用，而如何将短程硝化反应与厌氧氨氧化反应进行有机结合成为本领域重要的研究课题。

短程硝化是围绕ANAMMOX工艺拓展工艺的关键控制过程，如何保障亚硝化出水稳定是实现短程硝化反应与厌氧氨氧化反应有机串接以及实现ANAMMOX工艺稳定运行的重要前提。

大多数亚硝化菌是自养型细菌，能够适应我国低C/N废水情况。在常见的活性污泥中，除了有亚硝化菌的存在，还有亚硝酸盐氧化菌(NOB)，要使亚硝氮能够有效转化和积累，首先应该让接种的活性污泥在设计的驯化装置及条件下存在并适应，进而逐渐淘汰亚硝酸盐氧化菌和反硝化菌等。因此驯化装置内溶解氧(DO)需要严格控制，溶解氧过高容易使NOB活性恢复，亚硝氮转化到硝氮；溶解氧过低，反硝化菌会大量繁殖和生长。目前驯化亚硝化菌反应器有SBR反应器、推流反应器等，但是大多数反应器都是采用间歇曝气，这就需要相关工作人员密切关注反应器内的溶解氧适时地进行曝气。实际应用此类亚硝化反应器时，间歇曝气不仅会给污水处理厂带来了负担，且其工艺稳定性差，很容易产生曝气控制不当而使驯化失败的情形。因此，研究一种便于控制且能够实现短程消化和厌氧氨氧化连续稳定运行的反应系统具有重要意义。

实用新型内容

本实用新型的目的就是提供了一种半短程硝化-厌氧氨氧化串联污水处理系统，以解决现有系统运行不便，运行稳定性差以及难以维护补救的问题。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：一种半短程硝化-厌氧氨氧化串联污水处理系统，包括半短程硝化反应器、沉淀池、调节池、厌氧氨氧化反应器、水质监测装置以及酸碱调节装置；

所述半短程硝化反应器为高径比为10～15的圆柱形反应器，在圆柱形反应器内设有搅拌装置，所述半短程硝化反应器的底部通过进水管连接进水箱，所述半短程硝化反应器的顶部通过反应器出水管与所述沉淀池相连；在所述半短程硝化反应器的顶部设有表层曝气头，所述表层曝气头通过气管连接气泵；

所述沉淀池为竖流式沉淀池，在沉淀池内设有中空纤维膜组件，所述中空纤维膜组件的出水端通过循环泵出水管与所述调节池相连，在所述沉淀池与半短程硝化反应器的顶部之间设有污泥回流管，在所述污泥回流管上设有污泥回流泵；

所述调节池通过调节池出水管与厌氧氨氧化反应器的底部相连，所述厌氧氨氧化反应器为封闭式反应器，在厌氧氨氧化反应器内设有搅拌装置；

所述水质监测装置包括三组水质监测探头和数字化水质分析仪，每组水质监测探头包括pH探头、溶解氧探头和氧化还原电位探头，三组水质监测探头分别设于半短程硝化反应器、调节池、厌氧氨氧化反应器的顶部。

所述半短程硝化反应器、调节池、厌氧氨氧化反应器各自通过进液管与所述酸碱调节装置相连。

在与表层曝气头相连的气管上设有气量调节阀和气体流量计。

在所述厌氧氨氧化反应器的外部设有循环水浴保温套，所述循环水浴保温套通过管道与数显循环保温水箱相连。

所述半短程硝化反应器和厌氧氨氧化反应器内的搅拌装置均由沿反应器轴线设置的搅拌杆、分布于所述搅拌杆的搅拌叶以及与所述搅拌杆相连的转速控制器构成。

本实用新型还公开了应用上述系统进行污水处理的操作方法。其包括以下步骤：

a、设置半短程硝化-厌氧氨氧化串联污水处理系统，其结构包括半短程硝化反应器、沉淀池、调节池、厌氧氨氧化反应器、水质监测装置以及酸碱调节装置；

所述半短程硝化反应器为高径比为10～15的圆柱形反应器，在圆柱形反应器内设有搅拌装置，所述半短程硝化反应器的底部通过进水管连接进水箱，所述半短程硝化反应器的顶部通过反应器出水管与所述沉淀池相连；在所述半短程硝化反应器的顶部设有表层曝气头，所述表层曝气头通过气管连接气泵；

所述沉淀池为竖流式沉淀池，在沉淀池内设有中空纤维膜组件，所述中空纤维膜组件的出水端通过循环泵出水管与所述调节池相连，在所述沉淀池与半短程硝化反应器的顶部之间设有污泥回流管，在所述污泥回流管上设有污泥回流泵；

所述调节池通过调节池出水管与厌氧氨氧化反应器的底部相连，所述厌氧氨氧化反应器为封闭式反应器，在厌氧氨氧化反应器内设有搅拌装置；

所述水质监测装置包括三组水质监测探头和数字化水质分析仪，每组水质监测探头包括pH探头、溶解氧探头和氧化还原电位探头，三组水质监测探头分别设于半短程硝化反应器、调节池、厌氧氨氧化反应器的顶部；

b、将取自污水处理厂曝气池的活性污泥加入到半短程硝化反应器内，加入后MLSS控制在3000～4300mg/L，将半短程硝化反应器对应的一组水质监测探头和表层曝气头浸没在半短程硝化反应器的控制段内；

c、驯化阶段：利用半短程硝化反应器的水质监测探头对其进行监测，使所述控制段的DO为0.6～0.7mg/L，pH为7.5～8.0，ORP为10～200mV，并以氨氮浓度为150mg/L和氨氮浓度为50mg/L的废水交替进水的方式进行驯化，直至半短程硝化反应器内氨氧化率>70％；

d、提高阶段：控制半短程硝化反应器控制段的DO为0.6～0.7mg/L，pH为7.5～8.0，ORP为10～200mV，开启搅拌装置，以氨氮浓度为230～270mg/L的废水连续进水的方式运行，使半短程硝化反应器内氨氧化率>80％，之后控制半短程硝化反应器控制段的DO为0.4～0.5mg/L，持续搅拌，使出水亚硝氮浓度/出水氨氮浓度稳定在1.1～1.4；

e、预先启动厌氧氨氧化反应器：在厌氧氨氧化反应器内预先对取自污水处理厂曝气池的活性污泥进行驯化，利用厌氧氨氧化反应器的水质监测探头对其进行监测，控制厌氧氨氧化反应器的DO小于0.3mg/L，pH为8.0～8.5，ORP为10～200mV，当以氨氮浓度为110mg/L、亚硝氮浓度为130mg/L的废水进水，厌氧氨氧化反应器的总氮去除率达80％以上时，启动完成；

f、半短程硝化反应器与厌氧氨氧化反应器串联运行：半短程硝化反应器的出水经沉淀池和调节池后，进入厌氧氨氧化反应器进行反应，在运行过程中，控制半短程硝化反应器控制段的DO为0.4～0.5mg/L，pH为7.5～8.0，ORP为10～200mV，控制调节池和厌氧氨氧化反应器的DO小于0.3mg/L，pH为8.0～8.5，ORP为10～200mV。

半短程硝化反应器的控制段为距离液面1～2倍反应器内径深度范围内。

半短程硝化反应器整个启动和运行过程中，曝气方式采用限氧连续表层曝气的方式。

所述半短程硝化反应器、调节池、厌氧氨氧化反应器各自通过进液管与所述酸碱调节装置相连；在与表层曝气头相连的气管上设有气量调节阀和气体流量计；所述半短程硝化反应器和厌氧氨氧化反应器内的搅拌装置均由沿反应器轴线设置的搅拌杆、分布于所述搅拌杆的搅拌叶以及与所述搅拌杆相连的转速控制器构成。

在所述厌氧氨氧化反应器的外部设有循环水浴保温套，所述循环水浴保温套通过管道与数显循环保温水箱相连，在厌氧氨氧化反应器启动和运行过程中，通过数显循环保温水箱控制反应器温度为30～35℃。

所述调节池为封闭式或半封闭式调节池，其DO可由氮气氮吹进行控制。

所述酸碱调节装置包括碱性缓冲溶液桶和酸性缓冲溶液桶，所述半短程硝化反应器、调节池、厌氧氨氧化反应器各自由双通道蠕动泵控制进液管连通所述碱性缓冲溶液桶和酸性缓冲溶液桶。

本实用新型取得的有益效果如下：

1)本实用新型采用特定高径比的半短程硝化反应器和曝气头特殊位置的设置，使得在连续曝气条件下，反应器内溶解氧在竖直方向上呈梯度分布，溶解氧随反应器深度逐渐降低，更加便于反应器的运行和管理，利用表层限氧曝气的方式，可以有效减少曝气过多，降低反应器运行不稳定的风险。

2)基于本实用新型溶解氧的分布，更加利于亚硝化菌的驯化，使其他菌不断淘汰，反应器启动时间短，效率高，运行稳定性好。

3)基于本实用新型半短程硝化反应器良好的出水稳定性和操控的便捷性，通过特定沉淀池和调节池的结构设计和厌氧氨氧化反应器的控制，实现了半短程硝化和厌氧氨氧化的有机串接，成功启动了半短程硝化反应器出水供给厌氧氨氧化反应器的一整套污水处理系统，出水的总氮去除率可稳定在93％以上，且运行更加稳定，更加便于操控。

4)本实用新型可对现有污水处理厂进行改造，占地面积小，成本投入低。

5)本实用新型的建设面积比传统硝化/反硝化生物脱氮技术节省50％以上，建设费用节省30％以上，运行费用节省30％以上，整个过程不需向系统外排泥，具有环境友好和经济效益并举的特点，有利于提高污水治理的效率，缓解水资源短缺问题。

附图说明

图1是本实用新型系统的结构示意图。

图2是实施例2半短程硝化反应器启动过程各指标随时间变化图。

图3是实施例2厌氧氨氧化反应器启动过程各指标随时间变化图。

图4是实施例2整个系统运行过程各指标随时间变化图。

图中：1、半短程硝化反应器，2、竖流式沉淀池，3、半封闭式调节池，4、厌氧氨氧化反应器，5、水质监测装置，6、进水箱，7、表层曝气头，8、气泵，9、污泥回流泵，10、中空纤维膜组件，11、数显循环保温水箱。

具体实施方式

下面以具体实施例详细描述本实用新型。

实施例1

如图1所示，本实用新型系统结构包括半短程硝化反应器1、竖流式沉淀池2、半封闭式调节池3、厌氧氨氧化反应器4、水质监测装置5以及酸碱调节装置。

半短程硝化反应器1为高径比为10～15的圆柱形搅拌式升流反应器，在反应器内设有搅拌装置，搅拌装置包括沿半短程硝化反应器轴线设置的搅拌杆、分布于搅拌杆的搅拌叶以及与搅拌杆相连的转速控制器，运行时，可根据需要通过转速控制器控制搅拌装置在适宜的搅拌速率。

半短程硝化反应器1的底部通过进水管连接进水箱6，半短程硝化反应器1的顶部通过反应器出水管与竖流式沉淀池2相连，在半短程硝化反应器1的顶部设有表层曝气头7，表层曝气头7通过气管连接气泵8，在气管上设有气量调节阀和气体流量计。

在竖流式沉淀池2与半短程硝化反应器1的顶部之间设有污泥回流管，在污泥回流管上设有污泥回流泵9。在竖流式沉淀池2内设有中空纤维膜组件10，中空纤维膜组件10的出水端通过循环泵出水管与半封闭式调节池3相连。

中空纤维膜组件10：

膜材质：聚偏氟乙烯复合膜(PVDF)；膜形式：帘式中空纤维膜(带内衬)；膜丝孔径：0.05mm；膜丝内外径：1.0/2.2mm；膜丝拉伸断裂强度：≥400N；设计pH操作范围：2～12；余氯耐受浓度：3000mg/l；温度范围：5～40℃；过滤类型：外压抽吸式；膜元件(膜片)型号：MW16b；膜元件尺寸：L*W*H＝1630*610*50mm；膜元件密封材质：聚氨酯/环氧树脂；膜元件面积：16m2；膜元件总数：32片；总有效膜面积：512m2；运行方式：间歇产水；维护性清洗时间间隔：3.5d；维护性清洗时间40min。

半封闭式调节池3通过调节池出水管与厌氧氨氧化反应器4的底部相连，厌氧氨氧化反应器4为封闭式反应器，在厌氧氨氧化反应器内设有搅拌装置，搅拌装置包括沿厌氧氨氧化反应器轴线设置的搅拌杆、分布于搅拌杆的搅拌叶以及与搅拌杆相连的转速控制器，运行时，可根据需要通过转速控制器控制搅拌装置在适宜的搅拌速率。厌氧氨氧化反应器4可采用较大高径比的反应器，以利于内部溶解氧维持在较低水平，半封闭式调节池3可配置氮气吹气装置或利用其他方式来降低其溶解氧。

水质监测装置5包括三组水质监测探头和数字化水质分析仪，每组水质监测探头包括pH探头、溶解氧探头和氧化还原电位探头，三组水质监测探头分别设于半短程硝化反应器1、半封闭式调节池3、厌氧氨氧化反应器4的顶部。其中，在半短程硝化反应器1内，优选其pH探头、溶解氧探头和氧化还原电位探头与表层曝气头的高度一致。在运行时，各探头和表层曝气头浸没在距离半短程硝化反应器1液面1～2倍反应器内径深度范围内。

半短程硝化反应器1、半封闭式调节池3、厌氧氨氧化反应器4各自通过进液管与酸碱调节装置相连。酸碱调节装置包括碱性缓冲溶液桶和酸性缓冲溶液桶，半短程硝化反应器、半封闭式调节池、厌氧氨氧化反应器各自由双通道蠕动泵控制进液管连通碱性缓冲溶液桶和酸性缓冲溶液桶。本实用新型通过碱性缓冲溶液、酸性缓冲溶液来调节因反应器内微生物生命活动引起的pH变化。

在厌氧氨氧化反应器4的外部设有循环水浴保温套，循环水浴保温套通过管道与数显循环保温水箱11相连，通过数显循环保温水箱11可控制反应器的温度。

当两个反应器内DO长时间过高时，可采用氮气吹气装置来降低溶解氧。

实施例2

本实用新型短程硝化过程中积累亚硝氮的方法，包括以下步骤：

a、设置上述积累亚硝氮的系统，其中半短程硝化反应器高为115cm，内径为9.5cm。

b、将取自保定市污水处理厂曝气池的活性污泥加入到半短程硝化反应器内，加入后MLSS为4189mg/L，且表层曝气头、pH探头、溶解氧探头和氧化还原电位探头浸没在液面以下17cm处(即处于控制段内，此反应器控制段为距离液面9.5～19cm深度范围内)。

c、驯化阶段：通过表层限氧曝气控制溶解氧探头处的DO为0.6～0.7mg/L，pH为7.5～8.5，ORP为10～200mV，温度为常温(25～30℃)，并以氨氮浓度为150mg/L和氨氮浓度为50mg/L的废水交替进水的方式进行驯化，直至半短程硝化反应器内氨氧化率>70％；此阶段大概需要30～50d；

其中，进水为人工模拟废水，组成为(mg/L)KH₂PO₄ 0.09，K₂HPO₄ 0.07，MgSO₄·7H₂O0.04，CaCl₂·2H₂O 0.03，EDTA 0.02；微量元素组成(g/L)FeCl₃·6H₂O 1.5，H₃BO₄0.15，CuSO₄·5H₂O 0.03，KI 0.03，MnCl₂·4H₂O 0.12，NaMoO₄·2H₂O 0.06，CoCl₂·2H₂O 0.15。微量元素按1mL/L投加到配水中。NH₄Cl初始浓度为50mg/L，进水溶解氧8～9mg/L，随着反应运行方式的不同，添加的氨氮浓度有所不同。

d、提高阶段：通过表层限氧曝气控制溶解氧探头处的DO为0.6～0.7mg/L，pH为7.5～8.0，ORP为10～200mV，温度为常温(25～30℃)，开启搅拌装置，以氨氮浓度为250mg/L的废水连续进水的方式运行，使半短程硝化反应器内氨氧化率达>80％，之后控制半短程硝化反应器的DO为0.4～0.5mg/L，持续搅拌，使出水亚硝氮浓度/出水氨氮浓度稳定在1.1～1.4；此阶段大概需要30d。

上述步骤c和d均可采用连续曝气的方式运行，通过调整气量调节阀使溶解氧探头处DO维持在限定范围内，随着反应器深度增加，DO不断下降，表1为当控制溶解氧探头处的DO为0.6～0.7mg/L时，采用哈希溶解氧仪，测取的溶解氧分布情况，表2为当控制溶解氧探头处的DO为0.4～0.5mg/L时，测取的溶解氧分布情况，由表可知，在运行过程中，溶解氧自动分布，无需工作人员持续关注和调节DO。

表1：

表2：

驯化过程中，上层(0～20cm)进行表层曝气属于好氧区，中层(20～70cm)为缺氧区，下层(70cm以下)为厌氧区，其中，反应器出水管和污泥回流管对应好氧层，进水管对应厌氧层。中下层溶解氧可以很好地控制在亚硝化菌活性不受影响，亚硝酸盐氧化菌因反应器内溶解氧减少而活性受抑制，经过一段时间淘汰和驯化可以筛选出亚硝化菌，淘汰亚硝酸盐氧化菌，反硝化菌也会因为连续曝气不断淘汰。

e、预先启动厌氧氨氧化反应器：该反应器高为15cm，内径为10cm，有效容积约为1L。反应器内装有搅拌装置，转速设置30r/min。循环水浴保温箱设置温度35℃。

驯化阶段：将取自污水处理厂曝气池的活性污泥加入到厌氧氨氧化反应器内，加入后MLSS为3000-4000mg/L，利用厌氧氨氧化反应器的水质监测探头对其进行监测，控制厌氧氨氧化反应器的DO小于0.3mg/L，pH为8.0～8.5，ORP为10～200mV，以氨氮浓度为50mg/L、亚硝氮浓度为66mg/L的废水进水，对活性污泥中的厌氧氨氧化菌进行驯化，使反应器总氮去除率达80％以上；

提高阶段：以氨氮浓度为110mg/L、亚硝氮浓度为130mg/L的废水进水，控制条件同驯化阶段，使厌氧氨氧化反应器的总氮去除率达80％以上，启动完成。

其中，进水为人工模拟废水，组成为(g/L)：KH₂PO₄ 0.025，CaCl₂·2H₂O 0.3，MgSO₄·7H₂O 0.2，FeSO₄ 0.006 25，KHCO₃ 1.25，EDTA 0.00625和微量元素液1.25m L/L。微量元素液组成为(g/L)：EDTA 15，ZnSO₄·7H₂O 0.43，NaSeO₄·10H₂O 0.21，H₃BO₄ 0.014，CoCl₂·6H₂O 0.24，MnCl₂·4H₂O 0.99，CuSO₄·5H₂O 0.25，NaMoO₄·2H₂O 0.22，NiCl₂·2H₂O0.19和NaWO₄·2H₂O 0.050。其中NH₄Cl，NaNO₂作为厌氧氨氧化菌主要无机氮源提供者，后期配制浓度按比例提高。

f、半短程硝化反应器与厌氧氨氧化反应器串联运行：半短程硝化反应器的出水经沉淀池和调节池后，进入厌氧氨氧化反应器进行反应，在运行过程中，控制半短程硝化反应器控制段的DO为0.4～0.5mg/L，pH为7.5～8.0，ORP为10～200mV，控制调节池和厌氧氨氧化反应器的DO小于0.3mg/L，pH为8.0～8.5，ORP为10～200mV。

在整个系统启动和运行过程中对各项指标进行监控，具体参见图1～图3，将短程亚硝化反应器和厌氧氨氧化反应器中的活性污泥交由微生物鉴定公司进行16S rRNA鉴定，短程亚硝化反应器中亚硝化菌主要是亚硝化单胞菌属(Nitrosomanas)，相对丰度为11.86％；厌氧氨氧化反应器中厌氧氨氧化菌属主要为bacterium_enrichment_culture_clone_Anammox_2以及Candidatus_Kuenenia，相对丰度分别为2.35％和1.74％。在厌氧氨氧化反应器中，亚硝化单胞菌属(Nitrosomanas)相对丰度0.56％。具体参见表3和表4。

检测方法：

NH4+－N采用纳氏试剂分光光度法检测；NO2-－N采用N-(1萘基)－乙二胺分光光度法；NO3-－N采用紫外分光光度法；MLSS采用重量法。pH、DO、ORP分别使用哈希便携式pH计、哈希便携式溶氧仪、哈希ORP测定仪进行监测。

由图1可以看出，在1-60d，采用高低氨氮法提高氨氧化率，高低氨氮法即采用不同浓度的氨氮交替进水，旨在刺激并提高氨氧化菌的活性；在61-194d，采用高氨氮进水并实施表层限氧曝气，意在进一步提高亚硝氮的积累量。1-50d氨氮出水浓度大于进水浓度，这可能由于部分微生物不能够适应本实验条件出现的自溶现象。从上图得知，1-60d，氨氮出水不断降低，氨氧化率逐渐提高，反应器运行到第60d，氨氧化率提高到83％，说明部分微生物在逐渐淘汰过程中，另一部分微生物开始适应并存活在亚硝化反应器中。

由图2可以看出，厌氧氨氧化反应器运行到196d，反应器的总氮去除效率提高到97％，出水总氮浓度为6.75mg/l，因此厌氧氨氧化反应器能够承接亚硝化反应器的出水中的氨氮和亚硝氮。由图3可以看出，串联后的总氮去除率能够稳定在93％以上。

表3

半短程硝化反应器微生物种属名称	相对丰度
		Nitrospira	0.263498
Nitrosomonas	0.118452
		SM1A02	0.072692
Thermomonas	0.032969
		Bdellovibrio	0.000295
Denitratisoma	0.000464
		Ferruginibacter	0.000633
Afipia	0.004812

表4

厌氧氨氧化反应器微生物种属名称	相对丰度
		enrichment_culture_clone_Anammox_2	0.0234872
Candidatus_Kuenenia	0.017398
		Limnobacter	0.0311424
Rivibacter	0.0048366
		Denitratisoma	0.0200425
Methylobacterium	0.0042799
		Thauera	0.0079335
Acinetobacter	0.017398

对比例1

试验装置由推流式反应器与竖流式二沉池组成。其中，推流式反应器分为4个等容格室，总容积为1.2m³(2.0m×0.6m×1.0m)，相邻格室间由不锈钢板分隔，并设置导流孔，以防止返混，保证连续流运行时形成推流的水力条件。二沉池由有机玻璃制成，总容积为300L。进水及污泥回流采用蠕动泵，用液体转子流量计标记流量，每个格室装有单独的气体流量计，可以据需要灵活控制各格室的曝气量。

反应器设有两个搅拌机，可以根据需要在不同的格室布置。接种污泥为某污水厂曝气池末端的硝化污泥，硝化性能良好。接种污泥量为600L，污泥浓度为6 650mg/L，接种后反应器内MLSS为3 500mg/L，以A/O除磷工艺出水为原水连续运行3个月，亚硝酸盐氮积累甚微，未能实现亚硝化的启动，而后MLSS降低到2 750mg/L左右。为更快地启动短程硝化，在进水中添加(NH₄)₂SO₄使氨氮平均浓度为300mg/L，采用SBR运行方式对硝化污泥进行驯化，包括进水(0.5h)、曝气、沉淀(1h)、排水(1h)、闲置五个阶段，每天运行两个周期。在初期并未发现NO^－2－N的积累，当亚硝化率超过90％时直接以A/O工艺出水为原水，仍采用SBR方式运行，使短程硝化污泥逐步适应较低的氨氮浓度，最后转变为低氨氮连续流运行，逐步调整各格室的曝气量及DO、HRT等参数，控制出水NO^－2－N/NH⁺⁴－N值稳定在1.0左右，为后续的ANAMMOX提供合适的进水。

通过实施例2和对比例1可知，实施例2的半短程硝化反应器采用表层曝气，并通过持续曝气为反应器内的活性污泥提供持续而适量的溶解氧，反应器运行过程中不需要持续关注反应器内的溶解氧变化。而对比例1采取限时曝气策略，需要实时监测发现pH“拐点”后停止曝气，本实用新型相比对比例1有着更大的优势，能够极大的方便运行和维护，经验证，本实用新型稳定性强，有便于大规模应用的优势，且无需工作人员持续关注和调节反应器参数，对含氨氮污水短程硝化的稳定进行具有重要意义。

Claims (5)

1.一种半短程硝化-厌氧氨氧化串联污水处理系统，其特征是，包括半短程硝化反应器、沉淀池、调节池、厌氧氨氧化反应器、水质监测装置以及酸碱调节装置；

所述半短程硝化反应器为高径比为10~15的圆柱形反应器，在圆柱形反应器内设有搅拌装置，所述半短程硝化反应器的底部通过进水管连接进水箱，所述半短程硝化反应器的顶部通过反应器出水管与所述沉淀池相连；在所述半短程硝化反应器的顶部设有表层曝气头，所述表层曝气头通过气管连接气泵；

所述沉淀池为竖流式沉淀池，在沉淀池内设有中空纤维膜组件，所述中空纤维膜组件的出水端通过循环泵出水管与所述调节池相连，在所述沉淀池与半短程硝化反应器的顶部之间设有污泥回流管，在所述污泥回流管上设有污泥回流泵；

所述调节池通过调节池出水管与厌氧氨氧化反应器的底部相连，所述厌氧氨氧化反应器为封闭式反应器，在厌氧氨氧化反应器内设有搅拌装置；

所述水质监测装置包括三组水质监测探头和数字化水质分析仪，每组水质监测探头包括pH探头、溶解氧探头和氧化还原电位探头，三组水质监测探头分别设于半短程硝化反应器、调节池、厌氧氨氧化反应器的顶部。

2.根据权利要求1所述的半短程硝化-厌氧氨氧化串联污水处理系统，其特征是，所述半短程硝化反应器、调节池、厌氧氨氧化反应器各自通过进液管与所述酸碱调节装置相连。

3.根据权利要求1所述的半短程硝化-厌氧氨氧化串联污水处理系统，其特征是，在与表层曝气头相连的气管上设有气量调节阀和气体流量计。

4.根据权利要求1所述的半短程硝化-厌氧氨氧化串联污水处理系统，其特征是，在所述厌氧氨氧化反应器的外部设有循环水浴保温套，所述循环水浴保温套通过管道与数显循环保温水箱相连。

5.根据权利要求1所述的半短程硝化-厌氧氨氧化串联污水处理系统，其特征是，所述半短程硝化反应器和厌氧氨氧化反应器内的搅拌装置均由沿反应器轴线设置的搅拌杆、分布于所述搅拌杆的搅拌叶以及与所述搅拌杆相连的转速控制器构成。