常温下全程硝化生物脱氮系统实现短程硝化的方法技术方案

一种常温下全程硝化生物脱氮系统实现短程硝化的方法，其特征在于：控制泥龄为５０～６０天，整个过程分为以下四个阶段：　阶段Ⅰ采用恒定供气的曝气模式，控制ＤＯ水平为０．５～０．８ｍｇ／Ｌ；定时控制曝气时间，每周期曝气时间为３ｈ，待ＮＯ↓［２ ］↑［－］－Ｎ／ＮＯ↓［ｘ］↑［－］－Ｎ上升至３０～６０％进入阶段Ⅱ；　阶段Ⅱ采用恒定供气的曝气模式，控制ＤＯ水平为０．５～０．８ｍｇ／Ｌ；定时控制曝气时间，每周期曝气时间为４ｈ，待ＮＯ↓［２］↑［－］－Ｎ／ＮＯ↓［ｘ］↑［－］－Ｎ上 升至６０～８５％进入阶段Ⅲ；　阶段Ⅲ采用恒定供气的曝气模式，控制ＤＯ水平为０．５～０．８ｍｇ／Ｌ；定时控制曝气时间，每周期曝气时间为５ｈ，待ＮＯ↓［２］↑［－］－Ｎ／ＮＯ↓［ｘ］↑［－］－Ｎ上升至９０～９５％进入阶段Ⅳ；　阶段Ⅳ 采用恒定供气的曝气模式，控制ＤＯ水平为０．５～０．８ｍｇ／Ｌ；实时控制曝气时间，在ｐＨ曲线的氨谷点结束曝气；氨谷是指氨氮氧化结束时ｐＨ由下降变为上升出现的拐点。

Method for realizing shortcut nitrification by whole process nitrification biological nitrogen removal system under normal temperature

A method of temperature complete nitrification biological denitrification system realize nitrification, which is characterized in that: the control of SRT is 50 to 60 days, the whole process is divided into the following four stages: the stage of the aeration mode constant supply, control the level of DO is 0.5 ~ 0.8mg / L; timing control of aeration time per cycle the aeration time is 3H to NO, down 2, up - down: n / NO = x, N - was increased to 30 ~ 60% in stage II; phase II with aeration mode constant supply, control the level of DO is 0.5 ~ 0.8mg / L; timing control of aeration time, aeration time per period for 4h, NO for 2, up - down: n / NO: x = - ing, was increased to 60 ~ 85% in order Section III; phase III with aeration mode constant supply, control the level of DO is 0.5 ~ 0.8mg / L; timing control of aeration time, aeration time is 5h per cycle, to be down 2, NO = - N: NO / x = \down - ing was increased to 90 ~ 95% in stage IV stage IV with aeration mode; constant supply, control the level of DO is 0.5 ~ 0.8mg / L; real-time control of aeration time, aeration in the end of the pH curve of Valley ammonia; ammonia Valley refers to ammonia oxidation at the end of pH from decreasing to increasing the inflection point.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，用 以在常温下处理城市污水，并在普通的全程硝化生物脱氮系统中启动并维持 短程硝化。
技术介绍
近年来，为控制水体富营养化，污水氮磷排放标准日益严格。国家新的污水排放标准规定氨氮浓度一级排放标准(A标准)不超过5mg/L，对出水氨 氮提出了更高要求。因此研究和开发经济、高效、节能的生物脱氮技术是目 前符合我国国情的研究热点。新型生物脱氮技术包括短程硝化-反硝化、同步硝化反硝化、厌氧氨氧化、 反硝化除磷等。其中，易于工程实践、可操作性较强的就是短程硝化-反硝化。 目前，短程硝化-反硝化以其高效、经济、节能的优势被国内外广泛采用。短 程硝化-反硝化的实现关键在于短程硝化，使硝化菌群中亚硝化菌(Ammonia Oxidizing Bacteria, AOB)相对于硝化细菌(Nitrite Oxidizing Bacteria ，NOB)成为 优势菌群，将硝化过程控制在N02.-N阶段，维持稳定的N(V-N积累。 国内外研究都已表明温度是影响N(V-N积累的主要因素，较高温度 (28。C 38。C)容易实现短程硝化。荷兰Delft University of Technology开发的 SHARON工艺便是应用较高温度G0°C~35°C)实现短程脱氮的成功范例，但 大量废水高昂的升温费用限制其应用。另外，FA (FreeAmmonia，游离氨) 选择抑制途径也是实现短程硝化的主要途径，处理高浓度氨氮废水(如垃圾 渗滤液、厌氧消化液等)时，很容易通过控制FA质量浓度来抑制NOB的增 长，使AOB成为优势菌种。但是，对于处理实际运行中的低氨氮城市污水， 如何实现稳定的短程硝化一直是一个难点，也是短程生物脱氮技术推广的限 制因素。首先，城市污水的氨氮浓度较低，无法像高浓度氨氮废(配)水那 样采用游离氨选择抑制途径来形成AOB的优势竞争；其次，城市污水水温一 般达不到文献里报道的实现短程的温度范围，很难保障AOB的优势竞争地位。 目前人们对城市污水实现短程硝化的研究多集中在中高温启动，然后逐渐降 温维持。虽然也有研究者在较低温度下启动了短程硝化，但接种污泥却是部 分亚硝化的污泥(NO2--N/N(V-N-50%)，弱化了启动期低温的不利影响。目 前，常温下处理城市污水，在接种全程硝化污泥的系统中成功启动短程硝化 的研究鲜有报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种常温污水处理系统中由全程硝化脱氮启动短 程硝化脱氮的方法，以期在接种全程硝化污泥的系统中启动并维持短程硝化， 解决以往短程脱氮在实际应用中碰到的技术难题，扩宽短程脱氮的应用范围。本专利技术的技术方案是采用接种全程硝化污泥的系统处理低C/N城市污 水，通过控制限氧曝气使系统溶解氧处于较低水平，在同时含有AOB和NOB 的系统中保持AOB的正常代谢和增殖，不断抑制NOB活性。同时每周期曝 气时间随着N02—-N/N(V-N的提高而逐渐延长，启动初期采用短周期定时控制 每周期曝气时间，每周期曝气时间参照pH"氨谷"保守设定，严格控制在氨氮 降解结束前停止曝气，利用较高的氨氮负荷和较短的水力停留时间创造有利 于AOB生存的最佳环境条件，最终在全程硝化脱氮系统中启动短程硝化。短 程硝化成功启动后参照pH"氨谷"和DO突跃点实时控制曝气时间，维持短程 硝化效果。上述提及的pH"氨谷"是指氨氮氧化结束时pH由前期缓慢下降变 为突然上升出现的拐点，参照已有中国专利ZL 200610012076.1。一种，其特征在于控制泥龄为50 60天，整个过程分为以下四个阶段阶段I 采用恒定供气的曝气模式，控制DO水平为0.5 0.8mg/L;定时 控制曝气时间，每周期曝气时间为3h，待N(V-N/NCV-N上升至30 60%进入 阶段II;阶段II采用恒定供气的曝气模式，控制DO水平为0.5 0.8mg/L;定时 控制曝气时间，每周期曝气时间为4h，待N(V-N/N(V-N上升至60 85%进入 阶段III;阶段m采用恒定供气的曝气模式，控制DO水平为0.5 0.8mg/L;定时 控制曝气时间，每周期曝气时间为5h，待NO一N/N(V-N上升至90 95%进入 阶段IV;阶段IV采用恒定供气的曝气模式，控制DO水平为0.5 0.8mg/L;实时 控制曝气时间，在pH曲线的氨谷点结束曝气；氨谷是指氨氮氧化结束时pH 由下降变为上升出现的拐点。本专利技术的控制要点为(1 )采用限氧曝气控制。本专利技术中，维持系统中MLSS在3000 3500mg/L， 控制曝气量为32~48L/h，使系统溶解氧处于较低水平，DO平均水平为 0.5 0.8mg/L，在这样的DO环境下，不仅可以保障有机污染物的充分降解， 而且可以使NOB的活性受到抑制，保障AOB的优势生长环境。更进一步，由于本专利技术采用限氧曝气，为保证系统中泥、水、气各相混合均匀，在反应 阶段边曝气边搅拌。(2) 采用恒定供气的曝气方式。本专利技术中恒定每周期曝气量为32 48L/h， 每个周期初期由于异养好氧菌氧化有机污染物，系统溶解氧浓度非常低，仅 有0.10 0.25mg/L。待大部分易降解有机物降解完成后，硝化菌开始NH4+-N的氧化，由于,+-:^底物的逐渐减少，硝化细菌需氧量减少，在采用恒定供 气的曝气方式下，系统中的DO浓度会出现逐渐上升的梯度变化。本专利技术中 要保证反应阶段末期最高DO水平在2.0 mg/L以下。(3) 每周期曝气时间随着N(V-N/N(V-N的提高而逐渐延长。本专利技术中 接种污泥为普通的全程硝化污泥，N02'-N/N(V-N几乎为0，初期采用短周期 定时控制，在氨氮氧化结束前停止曝气，每周期曝气时间随着1^02—->^/^0;;^ 的逐渐提高由3h延长至4h、 5h，最后采用好氧硝化时间的过程控制，参照 pH"氨谷"点和DO突跃点在氨氮氧化结束时结束曝气。(4) 较长污泥龄运行。荷兰Delft University of Technology开发的 SHARON工艺的运行原理是在高温下控制较短污泥龄1.5d来淘洗NOB,从 而实现AOB的竞争优势。与之不同，本专利技术控制泥龄长达50 60d，不仅在较 低温度下保证了系统的有效生物量，同时延长的污泥龄也有利于AOB的优势 生长。本专利技术中启动并维持短程硝化的工作原理为(1) 限氧运行。以往研究表明，AOB的氧饱和常数为0.25~0.5mg/L， NOB的氧饱和常数为0.82-1.84 mg/L，所以AOB相对于NOB对溶解氧具有 更强的亲和力，在低溶解氧环境中，AOB相对于NOB具有更强的生长优势。 本专利技术控制DO平均水平为0.5~0.8mg/L，高于AOB的氧饱和常数，低于NOB 的氧饱和常数，长期运行则会使NOB逐渐受抑制而被淘汰，AOB成为优势 菌群；(2) AOB的"饱食饥饿"特性(feast-famine)。本专利技术采用间歇曝气，系统 中溶解氧会经历周期性的有无交替，并且由于采用恒定供气的曝气方式，初 期由于异养好氧菌氧化有机物和硝化菌的硝化作用，系统溶解氧浓度很低， 后期又逐渐升高，因此每个曝气周期内溶解氧水平具有一定的变化幅度。正 是由于"饱食饥饿"特性使AOB能够经受住剧烈或缓和的溶解氧变化，逐渐成 为优势菌群；(3) 好氧曝气时间的控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种常温下全程硝化生物脱氮系统实现短程硝化的方法，其特征在于：控制泥龄为５０～６０天，整个过程分为以下四个阶段：　阶段Ⅰ采用恒定供气的曝气模式，控制ＤＯ水平为０．５～０．８ｍｇ／Ｌ；定时控制曝气时间，每周期曝气时间为３ｈ，待ＮＯ↓［２］↑［－］－Ｎ／ＮＯ↓［ｘ］↑［－］－Ｎ上升至３０～６０％进入阶段Ⅱ；　阶段Ⅱ采用恒定供气的曝气模式，控制ＤＯ水平为０．５～０．８ｍｇ／Ｌ；定时控制曝气时间，每周期曝气时间为４ｈ，待ＮＯ↓［２］↑［－］－Ｎ／ＮＯ↓［ｘ］↑［－］－Ｎ上升至６０～８５％进入阶段Ⅲ；　阶段Ⅲ采用恒定供气的曝气模式，控制ＤＯ水平为０．５～０．８ｍｇ／Ｌ；定时控制曝气时间，每周期曝气时间为５ｈ，待ＮＯ↓［２］↑［－］－Ｎ／ＮＯ↓［ｘ］↑［－］－Ｎ上升至９０～９５％进入阶段Ⅳ；　阶段Ⅳ采用恒定供气的曝气模式，控制ＤＯ水平为０．５～０．８ｍｇ／Ｌ；实时控制曝气时间，在ｐＨ曲线的氨谷点结束曝气；氨谷是指氨氮氧化结束时ｐＨ由下降变为上升出现的拐点。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾薇，张悦，彭永臻，李磊，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：11