一体式短程硝化/厌氧氨氧化的快速原位启动方法与装置制造方法及图纸

一种一体式短程硝化/厌氧氨氧化工艺的快速原位启动方法与装置，该快速原位启动方法包括第一阶段：在一体化自养脱氮序批式反应器中接种并驯化污泥，驯化结束后静置、换水；第二阶段：曝气使厌氧氨氧化菌活性显现；第三阶段：加入亚硝酸盐，保证厌氧氨氧化菌生长；第四阶段：当在没有外加亚硝酸盐的条件下，TN去除负荷连续大于或等于0.15至0.20kgN/kgVSS·d的时间大于或等于一周时，完成快速原位启动。本发明专利技术提供的一体化短程硝化/厌氧氨氧化工艺原位快速启动的装置和方法，将短程硝化和厌氧氨氧化应用于禽畜养殖废水的脱氮处理中，相对于传统脱氮工艺，降低了60％以上的曝气量，同时无需投加碳源就可以实现其高效低耗脱氮。

【技术实现步骤摘要】
一体式短程硝化/厌氧氨氧化的快速原位启动方法与装置
本专利技术涉及污水处理工艺领域，具体涉及一种一体式短程硝化/厌氧氨氧化工艺的快速原位启动方法与装置。
技术介绍
水体污染的根源在于各类水体中由于人为排污而迅速积累了超过自身净化能力的氮、磷等污染物，而治理水体富营养化的根源也在于采取环境工程手段有效控制水体中的氮、磷污染物。我国的城市污水处理厂对氮的去除主要是基于硝化-反硝化过程，其前段硝化过程所需曝气量较大，后段反硝化过程常由于COD不足而需要外加碳源，投资与运营成本较高，鉴于此，现阶段迫切需求脱氮除磷效率高、运行性能稳定、能源消耗低及二次污染风险小的新型污水脱氮技术。厌氧氨氧化工艺具有节省曝气能耗和有机碳源、污泥产量低和脱氮负荷高等诸多优势，具有十分广阔的前景，是目前实现城市污水处理厂能量自给的重要生物脱氮技术。而其反应基质亚硝酸盐(NO2--N)的稳定供给是主流厌氧氨氧化技术推广应用的关键问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的之一在于提出一种一体式短程硝化/厌氧氨氧化工艺的原位启动方法与装置，以期至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。为了实现上述目的，作为本专利技术的一个方面，提供了一种一体式短程硝化/厌氧氨氧化工艺的原位启动方法，包括：第一阶段：在一体化自养脱氮序批式反应器中接种并驯化污泥，驯化结束后静置、换水，之后进入第二阶段；第二阶段：在一体化自养脱氮序批式反应器中曝气使厌氧氨氧化菌活性显现，之后进入第三阶段；第三阶段：当厌氧氨氧化细菌缺乏NO2--N反应基质时，加入亚硝酸盐，保证厌氧氨氧化菌生长，之后进入第四阶段；第四阶段：当在没有外加亚硝酸盐的条件下，一体化自养脱氮序批式反应器中的TN去除负荷连续大于或等于0.15至0.20kgN/kgVSS·d的时间大于或等于一周时，完成短程硝化/厌氧氨氧化工艺快速原位启动。作为本专利技术的另一个方面，还提供了一种一体式短程硝化/厌氧氨氧化工艺的原位启动装置，用于执行如上所述的快速启动方法，包括：一体化自养脱氮序批式反应器；曝气单元，设置在一体化自养脱氮序批式反应器上；药物投加单元，为一体化自养脱氮序批式反应器提供亚硝酸盐；以及实时控制单元，控制一体化自养脱氮序批式反应器实现各个阶段的运行。基于上述技术方案可知，本专利技术的一体式短程硝化/厌氧氨氧化工艺的原位启动方法与装置相对于现有技术至少具有以下优势之一：1、本专利技术提供的一体化短程硝化/厌氧氨氧化工艺原位快速启动的装置和方法，将短程硝化和厌氧氨氧化应用于禽畜养殖废水的脱氮处理中，相对于传统脱氮工艺，降低了60％以上的曝气量，同时无需投加碳源就可以实现其高效低耗脱氮；2、一体化自养脱氮反应器采用序批式运行，该运行方式灵活，脱氮效果好，耐冲击负荷、处理能力强，且可有效的防止污泥膨胀；3、通过控制一体化自养脱氮序批式反应器反应末段的NO2--N浓度低于1mg/L，使得在静置沉淀阶段反应器内几乎不发生厌氧氨氧化反应，进而防止厌氧氨氧化产生大量N2致使污泥上浮而导致大量污泥流失。附图说明图1是本专利技术一体式短程硝化-厌氧氨氧化工艺的快速原位启动装置结构示意图。上图中，附图标记含义如下：1为进水泵、2为进水阀门、3为电磁气量阀门、4为穿孔布气管、5为微孔布气管、6为鼓风机、7为漂浮排水泵、8为pH与DO传感电极、9为水质测定仪、10为水质监视控制组件、11为可编程逻辑控制柜、12为NaNO2配药罐、13为加药泵、14为搅拌器。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术作进一步的详细说明。本专利技术的目的是提供一种基于接种原位活性污泥，实现短程硝化/厌氧氨氧化工艺原位快速启动的单元与方法，解决当前厌氧氨氧化技术实际应用过程中污泥泥源短缺的问题。以期在接种普通活性污泥条件下，实现侧流厌氧氨氧化工艺的快速启动，从而获取持续稳定的接种泥源，提高主流厌氧氨氧化工艺的应用可行性。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于接种原位活性污泥，实现短程硝化/厌氧氨氧化工艺原位快速启动的装置，经过中温厌氧消化后的养殖废水，C/N比小于2.5，再经过好氧水解酸化进一步处理，使得水质符合一体化自养脱氮序批式反应器的进水水质要求，保证厌氧氨氧化反应器调试运行过程的稳定运行。本专利技术的一种实现短程硝化/厌氧氨氧化工艺快速原位启动的方法与装置可广泛用于城市污水及其他含氨氮的有机工业废水的处理。经过预处理的养殖废水由进水泵将其泵入到一体化自养脱氮序批式反应器中，通过控制pH、水温、DO、曝气方式等运行参数，对反应器内接种污泥进行阶段性驯化，反应阶段完成后，反应器静置沉淀1小时后，由漂浮排水泵进行排水，换水比控制在50％左右，排水完成后进入到先一个循环反应周期；反应运行阶段通过投加NaHCO3对反应器内的pH进行调节，由于进水经过中温厌氧消化预处理，水温在非冬季期间可以稳定在29±2℃，由NaNO2投加单元对反应器内亚硝酸盐的含量进行调控，整个反应器装置体系均是由实时控制单元来实现其在线水质实时数据监测以及运行设备的定时启闭控制，包括反应器的自动进出水、实时DO、pH、NO2--N浓度控制、间歇曝气运行等反应模式控制。本专利技术公开了一种一体式短程硝化/厌氧氨氧化工艺的快速原位启动方法，其特征在于，包括：第一阶段：在一体化自养脱氮序批式反应器中接种并驯化污泥，驯化结束后静置、换水，之后进入第二阶段；第二阶段：在一体化自养脱氮序批式反应器中曝气使厌氧氨氧化菌活性显现，之后进入第三阶段；第三阶段：当厌氧氨氧化细菌缺乏NO2--N反应基质时，加入亚硝酸盐，保证厌氧氨氧化菌生长，之后进入第四阶段；第四阶段：当在没有外加亚硝酸盐的条件下，一体化自养脱氮序批式反应器中的TN去除负荷连续大于或等于0.15至0.20kgN/kgVSS·d(例如为0.15kgN/kgVSS·d、0.18kgN/kgVSS·d、0.2kgN/kgVSS·d)的时间大于或等于一周时，完成短程硝化/厌氧氨氧化工艺快速原位启动。在本专利技术的一些实施例中，第一阶段中所述驯化污泥的方法包括在一体化自养脱氮序批式反应器中进水、曝气并控制其内的pH值为碱性。在本专利技术的一些实施例中，所述pH值为7.5至8.1；在本专利技术的一些实施例中，所述曝气步骤采用间歇曝气的方法，曝停比为(2至4)∶1，例如为2∶1、3∶1、4∶1；控制曝气时DO浓度为0.6至0.8mg/L，例如为0.6mg/L、0.7mg/L、0.8mg/L。在本专利技术的一些实施例中，第一阶段中当一体化自养脱氮序批式反应器出水NO2--N浓度连续高于50至80mg/L(例如为50mg/L、60mg/L、70mg/L、80mg/L)的时间大于或等于一周时，完成该阶段；在本专利技术的一些实施例中，第一阶段中所述的污泥浓度为大于或等于4000mg/L本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种一体式短程硝化/厌氧氨氧化工艺的快速原位启动方法，其特征在于，包括：/n第一阶段：在一体化自养脱氮序批式反应器中接种并驯化污泥，驯化结束后静置、换水，之后进入第二阶段；/n第二阶段：在一体化自养脱氮序批式反应器中曝气使厌氧氨氧化菌活性显现，之后进入第三阶段；/n第三阶段：当厌氧氨氧化细菌缺乏NO

【技术特征摘要】
1.一种一体式短程硝化/厌氧氨氧化工艺的快速原位启动方法，其特征在于，包括：
第一阶段：在一体化自养脱氮序批式反应器中接种并驯化污泥，驯化结束后静置、换水，之后进入第二阶段；
第二阶段：在一体化自养脱氮序批式反应器中曝气使厌氧氨氧化菌活性显现，之后进入第三阶段；
第三阶段：当厌氧氨氧化细菌缺乏NO2--N反应基质时，加入亚硝酸盐，保证厌氧氨氧化菌生长，之后进入第四阶段；
第四阶段：当在没有外加亚硝酸盐的条件下，一体化自养脱氮序批式反应器中的TN去除负荷连续大于或等于0.15至0.20kgN/kgVSS·d的时间大于或等于一周时，完成短程硝化/厌氧氨氧化工艺快速原位启动。


2.根据权利要求1所述的快速原位启动方法，其特征在于，
第一阶段中所述驯化污泥的方法包括在一体化自养脱氮序批式反应器中进水、曝气并控制其内的pH值为碱性。


3.根据权利要求2所述的快速原位启动方法，其特征在于，
所述pH值为7.5至8.1；
所述曝气步骤采用间歇曝气的方法，曝停比为(2至4)∶1；控制曝气时DO浓度为0.6至0.8mg/L。


4.根据权利要求1所述的快速原位启动方法，其特征在于，
第一阶段中当一体化自养脱氮序批式反应器出水NO2--N浓度连续高于50至80mg/L的时间大于或等于一周时，完成该阶段；
第一阶段中所述的污泥浓度为大于或等于4000mg/L、优选4000-7000mg/L；
第一阶段中所述静置时间为1至2小时；
第一阶段中所述换水步骤中换水比为40％至60％。


5.根据权利要求1所述的快速原位启动方法，其特征在于，
第二阶段中曝气控制DO浓度逐渐降低至0.15至0.25mg/L；
第二阶段中所述厌氧氨氧化菌活性显现的判断方法包括当NO2--N与NH4+-N的去除总量占TN去除量大于或等于60％至80％且出水TN去除率连续高于15％的时间大于或等于一周；
第二阶段中所述曝气步骤采用间歇曝气的方法，曝停比为(1至3)∶1。


6.根据权利要求1所述的快速原位启动方法，其特征在于，
第三阶段中所述厌氧氨氧化细菌缺乏NO2--...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑蕊，魏源送，任杰辉，隋倩雯，左富民，程向前，
申请(专利权)人：安平县弘嘉环保技术有限公司，中国科学院生态环境研究中心，
类型：发明
国别省市：河北;13