基于MBBR的无亚氮积累的CANON系统及运行方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于MBBR的无亚氮积累的CANON系统及运行方法，涉及污水生物脱氮技术领域。其包括反应池、进水管、出水管、碳源投加管路、曝气装置及搅拌装置，反应池包括第一好氧池、可变池、第一缺氧池及第二好氧池，进水经进水管进入系统，分别流经所述的第一好氧池、可变池、第一缺氧池及第二好氧池后经所述的出水管排出，在系统启动期通过调节可变池的运行方式使其发挥反硝化功能，在稳定运行期通过调节可变池的运行方式使其发挥CANON功能。本发明专利技术通过在启动期和稳定运行期调节可变池的运行方式实现CANON池和缺氧池池容比例的改变，从而实现快速启动、启动及运行过程中无亚氮大量积累且能保证水稳定达标。

Canon system and operation method without sub nitrogen accumulation based on MBBR

【技术实现步骤摘要】
基于MBBR的无亚氮积累的CANON系统及运行方法
本专利技术涉及污水生物脱氮
，具体涉及一种基于MBBR的无亚氮积累的CANON系统及运行方法。
技术介绍
自养脱氮工艺(CANON)是利用短程硝化细菌(AOB)和厌氧氨氧化菌(AnAOB)进行短程硝化与厌氧氨氧化耦合，在同一反应器中进行脱氮，与传统的硝化反硝化工艺相比，具有节省60％的曝气量、无须添加有机碳源、降低90％的污泥产量以及相对较少氮氧化物释放量等优点。并且，该工艺脱氮负荷高、运行费用低、占地空间小，已被公认为是目前最经济的生物脱氮工艺之一，自养脱氮工艺涉及的两种功能微生物均为自养菌，其时代周期长，繁殖速率慢，菌种易流失，因此工艺启动周期较长。MBBR工艺是CANON的理想形式之一，通过向CANON系统内投加悬浮载体，使CANON工艺两种功能微生物分置于生物膜外层和内层，其中悬浮载体外层形成以氨氧化菌(AOB)为优势菌种的好氧生物膜，内层形成以厌氧氨氧化菌(AnAOB)为主的厌/缺氧生物膜，从而克服了传统活性污泥法启动时间长、对于高溶解氧耐受性低、需设置二沉池防止菌种流失，难以实现絮状污泥硝化性能和颗粒污泥厌氧氨氧化性能之间的协同等一系列缺点，进而成为最具有工程化潜力的CANON形式。荷兰的污水厂利用基于CANON-MBBR的工艺处理污泥消化液，氨氮去除负荷达到1.2kgN/(m3·d)，而平均能耗仅为1.45～1.75kW·h·kg-1NH4+-N，此外，瑞典的Himmerfjrden污水厂和德国的Hattingen污水厂也采用了基于MBBR的自养脱氮相关工艺，均获得了较好的处理效果。当前，CANON工艺难以达到较高的出水标准，所以多与传统硝化反硝化工艺连用。当前，MBBR形式的CANON工艺形成了较为成熟的启动方式，即以成熟CANON悬浮载体接种前期培养的高负荷短程硝化悬浮载体，可明显缩短启动时间，但是，短程硝化悬浮载体的培养过程中会产生大量亚氮，亚氮过量而带来的高FNA对后续传统脱氮工艺会造成明显影响，造成出水不达标，因而保证系统在启动阶段的出水达标形式严峻。现有技术相关方面的研究报道主要有：马娟，王丽，彭永臻等《FNA的抑制作用及反硝化过程的交叉影响》(环境科学,2010,31(4):1030-1035)，通过大量批式试验，对不同浓度亚硝酸盐在不同pH条件下对硝酸盐还原的抑制作用及2种电子受体之间的交叉影响做了研究。结果表明硝酸盐还原与游离亚硝酸(FNA)有显著的相关关系，FNA而非亚硝酸盐是硝酸盐还原的真正抑制剂，FNA浓度为0.01-0.025mg/L时硝酸盐还原能力受抑制程度为60％，当FNA浓度>0.2mg/L时，硝酸盐还原反应被完全抑制。此外，污泥亚硝酸盐还原能力也受FNA抑制，当FNA浓度由0.01mg/L增至0.2mg/L，亚硝酸盐还原能力下降80％。该研究仅仅说明了FNA对反硝化的抑制作用，但是对于如何在实际中消除亚氮降低FNA以减少该抑制并未做任何探讨。王刚等(王刚，基于同时短程硝化/厌氧氨氧化/反硝化(SNAD)技术的污泥消化液脱氮工艺研究[D].大连理工大学，2017)采用先启动串联短程硝化-厌氧氨氧化后再启动SNAD的方式处理实际工程污泥消化液，启动过程先调试启动短程硝化过程，得到稳定的适合厌氧氨氧化过程的出水后，再分批次的向厌氧氨氧化池中接种另外两个中试反应器(分别提供种源污泥和挂膜填料)预先培养的厌氧氨氧化污泥和挂膜MBBR填料，待厌氧氨氧化池培养得较多的厌氧氨氧化污泥后，将短程硝化池污泥和厌氧氨氧化池的污泥及填料混合，两池启动SNAD一体式工艺。该项目前期先调试启动短程硝化过程，但是对于此时造成的高亚氮出水未进行特殊处理，也未达标排放。冯继贵(活性污泥法单级自养脱氮工艺的启动与稳定性研究[D].长安大学,2015.)采用序批式活性污泥法(SequencingBatchReactor,SBR)，以普通好氧活性污泥为接种污泥，研究了活性污泥法单级自养脱氮工艺的启动及脱氮性能。结果表明，SBR系统在实现稳定的短程硝化过程后，接种少量的具有单级自养脱氮功能的生物膜，经过113d成功启动了活性污泥自养脱氮系统，该研究在启动自养脱氮工艺中采取先启动短程硝化的方式，同样未对启动阶段高亚氮出水进行特殊处理。综上所述，现有技术关于FNA对厌氧氨氧化、硝化反硝化的抑制研究已比较成熟。在CANON启动过程中也明确了先启动短程硝化可缩短启动时间，但是关于CANON启动阶段如何通过工艺优化消除亚氮积累现象的相关研究还不成熟。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于MBBR的无亚氮积累的CANON系统及运行方法，其通过在启动期和稳定运行期来调节可变池的运行方式实现自养脱氮池和缺氧池池容比例的改变，从而实现启动快、运行过程中无亚氮大量积累及出水稳定达标的目的。本专利技术的任务之一在于提供一种基于MBBR的无亚氮积累的CANON系统，其采用了以下技术方案：一种基于MBBR的无亚氮积累的CANON系统，包括反应池、进水管、出水管、碳源投加管路、曝气装置及搅拌装置，所述的反应池包括第一好氧池、可变池、第一缺氧池及第二好氧池，系统流水从进水管进入，分别流经所述的第一好氧池、可变池、第一缺氧池及第二好氧池后经所述的出水管排出；所述的第一好氧池、可变池池容比例为1:0.5-1:2,所述的可变池、第一缺氧池池容比例为1:0.5-1:2，所述的第一缺氧池与第二好氧池的池容比例为1:0.5-1:1；所述的可变池，在系统启动期通过调节可变池的运行方式使其发挥反硝化功能，在稳定运行期通过调节可变池的运行方式使其发挥CANON功能；所述的碳源投加管路用于向可变池、第一缺氧池内投加碳源；所述的曝气装置安装在第一好氧池、可变池及第二好氧池内；所述的搅拌装置安装在可变池和第一缺氧池内。作为本专利技术的一个优选方案，上述的可变池设置有2-4组。作为本专利技术的另一个优选方案，上述的可变池设置有四组，在上述的第二好氧池与第一缺氧池之间设置有混合液回流管，在上述的混合液回流管上设置有混合液回流泵。进一步的，上述的四组可变池呈两排两列排布，分别为第一可变池、第二可变池、第三可变池及第四可变池，在每个可变池内设置有经上述碳源投加管路引出的碳源投加管路支路，在上述的碳源投加管路支路上安装有碳源投加阀门。进一步的，系统流水方向上相邻的池体之间均设置有过水口和拦截筛网。进一步的，上述的过水口包括第一好氧池与第一可变池之间的第一好氧池过水口、第一可变池与第二可变池之间的第一可变池过水口、第二可变池与第三可变池之间的第二可变池过水口、第三可变池与第四可变池之间的第三可变池过水口、第四可变池与第一缺氧池之间的第四可变池过水口、第一缺氧池与第二好氧池之间的第一缺氧池过水口及第二好氧池出水口。在所有过水口前端均设置上述的拦截筛网，分别为第一好氧池与第一可变池之间的第一好氧池拦截筛网、第一可变池与第二可变池之间的第一可变池拦截筛网、第二可变池与第三可变池之间的第二可变本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于MBBR的无亚氮积累的CANON系统，包括反应池、进水管、出水管、碳源投加管路、曝气装置及搅拌装置，其特征在于：/n所述的反应池包括第一好氧池、可变池、第一缺氧池及第二好氧池，系统进水从所述的进水管进入，分别流经所述的第一好氧池、可变池、第一缺氧池及第二好氧池后经所述的出水管排出；/n所述的第一好氧池、可变池池容比例为1:0.5-1:2，所述的可变池、第一缺氧池池容比例为1:0.5-1:2，所述的第一缺氧池与第二好氧池的池容比例为1:0.5-1:1；/n所述的可变池，在系统启动期通过调节可变池的运行方式使其发挥反硝化功能，在稳定运行期通过调节可变池的运行方式使其发挥CANON功能；/n所述的碳源投加管路用于向可变池、第一缺氧池内投加碳源；/n所述的曝气装置安装在第一好氧池、可变池及第二好氧池内；/n所述的搅拌装置安装在可变池和第一缺氧池内。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于MBBR的无亚氮积累的CANON系统，包括反应池、进水管、出水管、碳源投加管路、曝气装置及搅拌装置，其特征在于：
所述的反应池包括第一好氧池、可变池、第一缺氧池及第二好氧池，系统进水从所述的进水管进入，分别流经所述的第一好氧池、可变池、第一缺氧池及第二好氧池后经所述的出水管排出；
所述的第一好氧池、可变池池容比例为1:0.5-1:2，所述的可变池、第一缺氧池池容比例为1:0.5-1:2，所述的第一缺氧池与第二好氧池的池容比例为1:0.5-1:1；
所述的可变池，在系统启动期通过调节可变池的运行方式使其发挥反硝化功能，在稳定运行期通过调节可变池的运行方式使其发挥CANON功能；
所述的碳源投加管路用于向可变池、第一缺氧池内投加碳源；
所述的曝气装置安装在第一好氧池、可变池及第二好氧池内；
所述的搅拌装置安装在可变池和第一缺氧池内。


2.根据权利要求1所述的一种基于MBBR的无亚氮积累的CANON系统，其特征在于：所述的可变池设置有2-4组。


3.根据权利要求1所述的一种基于MBBR的无亚氮积累的CANON系统，其特征在于：所述的可变池设置有四组，在所述的第二好氧池与第一缺氧池之间设置有混合液回流管，在所述的混合液回流管上设置有混合液回流泵。


4.根据权利要求3所述的一种基于MBBR的无亚氮积累的CANON系统，其特征在于：所述的可变池呈两排两列排布，分别为第一可变池、第二可变池、第三可变池及第四可变池，在每个可变池内设置有经所述碳源投加管路引出的碳源投加管路支路，在所述的碳源投加管路支路上安装有碳源投加阀门。


5.根据权利要求4所述的一种基于MBBR的无亚氮积累的CANON系统，其特征在于：系统流水方向上相邻的池体之间均设置有过水口和拦截筛网。


6.根据权利要求5所述的一种基于MBBR的无亚氮积累的CANON系统，其特征在于：
所述的过水口包括第一好氧池与第一可变池之间的第一好氧池过水口、第一可变池与第二可变池之间的第一可变池过水口、第二可变池与第三可变池之间的第二可变池过水口、第三可变池与第四可变池之间的第三可变池过水口、第四可变池与第一缺氧池之间的第四可变池过水口、第一缺氧池与第二好氧池之间的第一缺氧池过水口及第二好氧池出水口；
在所有过水口前端均设置所述的拦截筛网，分别为第一好氧池与第一可变池之间的第一好氧池拦截筛网、第一可变池与第二可变池之间的第一可变池拦截筛网、第二可变池与第三可变池之间的第二可变池拦截筛网、第三可变池与第四可变池之间的第三可变池拦截筛网、第四可变池与第一缺氧池之间的第四可变池拦截筛网、第一缺氧池与第二好氧池之间的第一缺氧池拦截筛网及第二好氧池出水口处的第二好氧池拦截筛网。


7.根据权利要求6所述的一种基于MBBR的无亚氮积累的CANON系统，其特征在于：所述的曝气装置是指位于第一好氧池、第一可变池、第二可变池、第三可变池、第四可变池及第二好氧池池底的曝气管。


8.根据权利要求7所述的一种基于MBBR的无亚氮积累的CANON系统，其特征在于：所述的搅拌装置是指位于第一可变池、第二可变池、第三可变池、第四可变池及第一缺氧池内的潜水搅拌器。


9.根据权利要求4所述的一种基于MBBR的无亚氮积累的CANON系统的运行方法，其特征在于，依次包括以下步骤：
a、启动准备，在每个反应池内均投加悬浮载体，填充率20％-67％；各反应池接种普通活性污泥，各反应池内污泥浓度均为3-5g/L；
b、短程硝化及硝化反硝化启动，连续进水，系统进水分别流经第一好氧池、第一至第四可变池、第一缺氧池、第二好氧池，经出水管排出；
若进水氨氮浓度＜200mg/L，则控制第一好氧池DO在1.0-2.0mg/L，曝气强度>2.0m3/(m2·h)，将第一可变池、第二可变池、第三可变池、第四可变池内曝气装置开启，搅拌装置关闭，控制各可变池DO为2.0-6.0mg/L，曝气强度＞2.5m3/(m2·h)，将第一缺氧池的碳源投加阀门开启，其余碳源投加阀门关闭，保证第一缺氧池进水C/N为4-6，关闭混合液回流泵；
若进...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晶晶，吴迪，周宸宇，井添祺，韩文杰，刘曙，
申请(专利权)人：青岛思普润水处理股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37