一种污水同步硝化反硝化控制方法和装置，属于污水生物处理领域。针对现有同步硝化反硝化脱氮过程监测手段单一、环境控制难、总氮去除效率低、能耗高等问题，本发明专利技术联合了DO在线监测和电子传递活性快速检测，从宏观和微观两方面同时监测生物反应池内好氧‑缺氧环境和微生物活性，再通过控制变频风机风量，为硝化反硝化微生物营造良好的反应环境，提高其生物活性。本发明专利技术对氨氮的去除率达到90％以上，总氮的去除率达到80％以上，同步硝化反硝化脱氮工程处于稳定运行状态。
【技术实现步骤摘要】
一种污水同步硝化反硝化控制方法和装置
本专利技术属于污水生物处理生物脱氮
，涉及一种污水同步硝化反硝化控制方法和装置，尤其涉及一种基于溶解氧和电子传递活性联合控制的污水同步硝化反硝化控制方法和装置。
技术介绍
传统污水生物脱氮是在氨化菌的作用下，污水中的有机氮释放为氨氮，氨氮在好氧条件下被亚硝化菌和硝化菌转化为硝态氮，随后反硝化菌在缺氧条件下转化硝态氮为氮气，从而达到脱氮目的。硝化和反硝化由不同的微生物完成，两类微生物对环境条件(有机物、DO、碱度等)要求不同，故通常采用分级硝化-反硝化工艺使得硝化作用和反硝化作用均独立(空间上或者时间上)完成。后来，科学研究发现了同步硝化反硝化现象，通过控制反应条件，可以使得硝化和反硝化反应在同一个池中完成。同步硝化反硝化是由好氧系统中微生物絮体和膜内的缺氧微生物共同完成，与常规硝化反硝化相比，具有以下优点：(1)工艺流程更简化，装置占地面积少；(2)减少反应过程中碱度的消耗量，可稳定反应池中pH；(3)曝气量少，能耗低。但是，将硝化反应和反硝化反应两个过程统一在一个反应池中，也会出现以下矛盾，主要表现在：(1)氧气和硝态氮作为电子受体之间的竞争，影响氨氮的硝化和硝态氮的反硝化，表现为溶氧的矛盾；(2)电子供体的矛盾，碳源在好氧条件下被消耗则会导致反硝化时电子供体的缺乏，反硝化不能进行或进行不彻底。因此，为了控制同步硝化反硝化过程，目前主要采取溶氧、氧化还原电位、pH等一个或数个指标的联合控制。这类指标主要显示反应池内宏观状态，具有滞后性，也缺乏对微生物微观状态的监测，不能及时做出相关调整；其他直接检测微生物活性的手段比如活菌计数、ATP检测、核酸测定等手段要么耗时太长，要么需要专业设备且对检测人员基本素质要求较高，无法达到快速、简便、灵活的要求。硝化反硝化本质是电子和质子传递的过程。微生物细胞作为反应器，其电子传递链由复合体Ⅰ(NADH脱氢酶复合体)、复合体Ⅱ(琥珀酸脱氢酶复合体)、复合体Ⅲ(细胞色素还原酶复合体)、复合体Ⅳ(细胞色素氧化酶复合体)组成，NADH依次经过复合物Ⅰ、辅酶Q、复合体Ⅲ、细胞色素C、复合体Ⅳ最终把电子传递给电子受体，并将质子排出，同时生成ATP。检测微生物电子传递活性则能直接反映池内微生物硝化反硝化活性，现有检测方法主要通过TTC或INT试剂，检测过程需要在实验室进行，整个过程包括除氧、萃取、两步离心等步骤，操作繁琐，无法在污水处理工程现场以简易设备完成。因此，如何解决上述问题，是本领域技术人员着重要研究的内容。
技术实现思路
为克服上述现有技术中的不足，本专利技术目的在于一种污水同步硝化反硝化控制方法和装置；即一种基于DO和电子传递活性联合控制的污水同步硝化反硝化控制方法和装置，既能通过DO监控反应池内宏观状态，也能通过电子传递活性监测微生物微观状态，可及时反应池中状态并做出相应的调整。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种污水同步硝化反硝化控制装置，所述控制装置包括进水调节池、同步硝化反硝化反应池及二沉池；所述同步硝化反硝化反应池内设有曝气系统、潜水搅拌系统和DO在线监测，还包括离线电子传递活性快速检测系统和变频风机；所述曝气系统与所述变频风机相连，用以调节曝气量；所述二沉池设有污泥回流泵；所述污泥回流泵将活性污泥泵回至同步硝化反硝化反应池中。进一步地，污水进入调节池进行均质均量，然后自流或者泵入同步硝化反硝化反应池，池内曝气系统由变频风机提供空气进行曝气，完成氨氮硝化，同时潜水搅拌系统也处于常开状态，保证池内污泥和污水处于完全混合状态，通过DO在线监测和离线电子传递活性快速检测获得的数据控制变频风机风量，完成污水反硝化，从而达到脱氮目的。处理后的污水进入二沉池成泥水分离，污泥通过污泥回流泵回到同步硝化反硝化反应池内，维持池内污泥浓度；剩余污泥也会定期排出。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术还提供了一种污水同步硝化反硝化控制方法，包括以下步骤：Ⅰ、电子传递活性快速检测：在20mL带盖棕色试管内预装0.05mol/L，pH8.0的Tris-HCl缓冲液1mL、2,3,5-三苯基氯化四氮唑-羧甲基纤维素钠溶液1mL、0.08mol/L的叠氮化钠溶液0.5mL；然后从反应池内取1.5ml泥水混合液，加入带盖棕色试管内，封盖，混合均匀，置于30±0.5℃的水浴反应30min；再加入丙酮12ml，混合均匀，置于30±0.5℃的水浴继续反应30min，其间每5min震荡带盖棕色试管10s；取混合液10ml进行5000r/min,3min的离心操作,取上清液在分光光度计中测定485nm处吸光度；同时测定泥水混合液浊度；以吸光度/浊度作为电子传递活性指标；Ⅱ、驯化阶段：将活性污泥接种至同步硝化反硝化反应池，使同步硝化反硝化反应池内污泥终浓度大于或等于2500mg/L；补充碳源使同步硝化反硝化反应池内维持污水C/N≥5，开启变频风机进行曝气，维持同步硝化反硝化反应池内DO在线监测为1.0±0.2mg/L，同时开启潜水搅拌系统，开始驯化和培养；测定此时吸光度/浊度值作为电子传递活性初始值；随着驯化进行，氨氮被逐步硝化成为硝态氮，DO出现升高，当吸光度/浊度值为初始值的2-3倍时，减少曝气量维持池内DO在线监测为0.6±0.2mg/L，继续驯化，开始出现反硝化，当吸光度/浊度值为初始值6-8倍时，系统的氨氮去除率达到90％以上，总氮去除率达到80％以上时，即认为系统驯化成功；Ⅲ、运行阶段：系统驯化成功后，根据污水C/N适度补充碳源使C/N大于或等于4，连续进水，以DO在线监测值和电子传递活性联合控制变频风机曝气量，即控制DO为0.6±0.2mg/L，吸光度/浊度值为初始值6倍以上；当因水质波动或者外界环境变化，吸光度/浊度值出现连续两天下降幅度超过20％时，硝酸盐浓度超标，在控制进水水质、pH指标平稳基础上，降低变频风机的曝气量，使DO降至0.4mg/L以下，同时补充碳源，提高反硝化效率，直至吸光度/浊度值恢复正常水平，最后再恢复曝气量控制DO为0.6±0.2mg/L；当因水质波动或者外界环境变化，氨氮浓度超标，吸光度/浊度值平稳，在控制进水水质、pH等指标平稳基础上，提高变频风机的曝气量，使DO提高至1.2mg/L以上，同时吸光度/浊度值波动幅度在20％以内，提高硝化效率，最后再恢复曝气量控制DO为0.6±0.2mg/L；从同步硝化反硝化反应池溢流至二沉池的泥水混合液完成泥水分离后，由污泥回流泵将活性污泥泵回同步硝化反硝化反应池，保证池内污泥浓度。进一步地，所述2,3,5-三苯基氯化四氮唑-羧甲基纤维素钠溶液为TTC-CMCNa溶液，其中TTC浓度为0.03mol/L，CMCNa浓度为5g/L。进一步地，所述外界环境变化表现为环境温度的升高或降低。其中，DO(溶解氧)的测试方法严格遵守废水水质分析国家标准测试方法，或者采用高精密度溶解氧分析仪器。由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有的有益效果是：(1)本专利技术通过DO在线监测反本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种污水同步硝化反硝化控制装置，其特征在于：所述控制装置包括进水调节池(1)、同步硝化反硝化反应池(2)及二沉池(3)；所述同步硝化反硝化反应池(2)内设有曝气系统(4)、潜水搅拌系统(5)和DO在线监测(6)，还包括离线电子传递活性快速检测系统(7)和变频风机(8)；所述曝气系统(4)与所述变频风机(8)相连，用以调节曝气量；所述二沉池(3)设有污泥回流泵(9)；所述污泥回流泵(9)将活性污泥泵回至同步硝化反硝化反应池(2)中。/n
【技术特征摘要】
1.一种污水同步硝化反硝化控制装置，其特征在于：所述控制装置包括进水调节池(1)、同步硝化反硝化反应池(2)及二沉池(3)；所述同步硝化反硝化反应池(2)内设有曝气系统(4)、潜水搅拌系统(5)和DO在线监测(6)，还包括离线电子传递活性快速检测系统(7)和变频风机(8)；所述曝气系统(4)与所述变频风机(8)相连，用以调节曝气量；所述二沉池(3)设有污泥回流泵(9)；所述污泥回流泵(9)将活性污泥泵回至同步硝化反硝化反应池(2)中。
2.根据权利要求1所述的污水同步硝化反硝化控制装置，其特征在于：所述潜水搅拌系统(5)为常开状态。
3.一种污水同步硝化反硝化控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
Ⅰ、电子传递活性快速检测：在20mL带盖棕色试管内预装0.05mol/L，pH8.0的Tris-HCl缓冲液1mL、2,3,5-三苯基氯化四氮唑-羧甲基纤维素钠溶液1mL、0.08mol/L的叠氮化钠溶液0.5mL；然后从反应池内取1.5ml泥水混合液，加入带盖棕色试管内，封盖，混合均匀，置于30±0.5℃的水浴反应30min；再加入丙酮12ml，混合均匀，置于30±0.5℃的水浴继续反应30min，其间每5min震荡带盖棕色试管10s；取混合液10ml进行5000r/min,3min的离心操作,取上清液在分光光度计中测定485nm处吸光度；同时测定泥水混合液浊度；以吸光度/浊度作为电子传递活性指标；
Ⅱ、驯化阶段：将活性污泥接种至同步硝化反硝化反应池，使同步硝化反硝化反应池内污泥终浓度大于或等于2500mg/L；补充碳源使同步硝化反硝化反应池内维持污水C/N≥5，开启变频风机进行曝气，维持同步硝化反硝化反应池内DO在线监测为1.0±0.2mg/L，同时开启潜水搅拌系统，开始驯化和培养；测定此时吸光度/浊度值作为电子...
【专利技术属性】
技术研发人员：李登奎，孙浩议，
申请(专利权)人：南京中洲环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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