强化市政污水SBR反应器的剩余污泥厌氧发酵液投加方法技术

本发明专利技术公开了一种强化市政污水SBR反应器的剩余污泥厌氧发酵液投加方法，SBR反应器的每个运行周期均包括厌氧进水搅拌、曝气搅拌(好氧I段)、缺氧进污泥发酵液搅拌(缺氧I段)、曝气搅拌(好氧II段)、缺氧进污泥发酵液搅拌(缺氧II段)、曝气搅拌(好氧III段)以及静置和排水操作。通过对市政污水SBR内pH、ORP、氨氮、COD、NO

【技术实现步骤摘要】
强化市政污水SBR反应器的剩余污泥厌氧发酵液投加方法
本专利技术涉及一种强化市政污水SBR反应器的剩余污泥厌氧发酵液投加方法，主要应对由于剩余污泥厌氧发酵液组分不稳定导致的总氮去除效果不佳或过量投加产生二次污染的问题，属于污水处理和污泥资源化应用

技术介绍
近年来，水体污染和富营养化事件频发，使我国社会经济蒙受巨大损失，而这其中罪魁祸首之一即氮素的超标排放。由于市政污水低碳氮较低，自身有机质不足影响脱氮效率，难以达标排放。在实际应用中往往需要投加乙酸钠、甲醇等作为外碳源达到反硝化效果，但投加成本较高，在实际操作中难以广泛应用，污泥发酵液含有较多溶解性有机物，其中包括具有作为外碳源潜力的挥发性脂肪酸，可以作为污水生物脱氮工艺的补充碳源，为污泥的减量化和资源化利用开辟了新途径。剩余污泥厌氧发酵液的组分浓度会有波动，若投加不足会造成SBR反应器反硝化和除磷效果不佳，影响出水水质；若投加过量，不仅会导致曝气量增加，提高系统的能耗和运行成本，还会引入更多的氨氮、磷等，增加污水处理负荷，出水氮磷、甚至有机物超标的风险升高。因此需要一种更为精准的剩余污泥厌氧发酵液自动投加方法，以有效避免上述问题，对于市政污水厂的经济、高效、稳定运行具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中剩余污泥厌氧发酵液投加无法根据进水水质、剩余污泥厌氧发酵液组分进行动态调整，造成碳源不足或浪费等问题，并提供一种强化市政污水SBR反应器的剩余污泥厌氧发酵液投加方法。本专利技术所采用的具体技术方案如下：本专利技术提供了一种强化市政污水SBR反应器的剩余污泥厌氧发酵液投加方法，其步骤如下：S1：在厌氧条件下，向经过污泥训化后的SBR反应器中加入待处理的市政污水，并充分搅拌；S2：在好氧条件下，充分搅拌SBR反应器中的市政污水，该过程记为好氧I段；S3：在缺氧条件下，向经过好氧I段处理后的SBR反应器中投加剩余污泥厌氧发酵液，并混合物充分搅拌，该过程记为缺氧I段；所述混合物中，C/N的浓度比值为5；在投加剩余污泥厌氧发酵液的初始阶段，通过SBR反应器中混合物的pH和ORP变化，得到所加剩余污泥厌氧发酵液的NH4+-N预测浓度、C/N预测范围和COD预测浓度；S4：在好氧条件下，充分搅拌SBR反应器中经过缺氧I段处理后的混合物，该过程记为好氧II段；S5：在缺氧条件下，向经过好氧II段处理后的SBR反应器中连续投加剩余污泥厌氧发酵液，并充分搅拌，该过程记为缺氧II段；在缺氧II段中投加的剩余污泥厌氧发酵液体积通过好氧II段结束后SBR反应器内的COD浓度、NH4+-N浓度和NO3--N浓度，以及通过步骤S3得到的剩余污泥厌氧发酵液NH4+-N预测浓度和COD预测浓度得到；S6：在好氧条件下，充分搅拌SBR反应器中经过缺氧II段处理后的混合物，该过程记为好氧III段；S7：将经过好氧III段处理的SBR反应器静置，随后排出经过SBR反应器处理后的市政污水。作为优选，所述市政污水的COD浓度为158～160mg/L，TKN浓度为50～52mg/L，总磷浓度为6.5～7mg/L。作为优选，所述步骤S1～S5中，搅拌时间均为1h；步骤S6中，搅拌时间为30min；步骤S7所用时间为30min。作为优选，所述投加剩余污泥厌氧发酵液的COD浓度为4000～6000mg/L，氨氮浓度为300～540mg/L，总磷浓度为200～300mg/L，pH为9～9.5。作为优选，所述缺氧I段中，剩余污泥厌氧发酵液的投加体积通过公式(1)～(3)计算得出，N’＝2.23R’+705.75(2)式中，M1为缺氧I段中剩余污泥厌氧发酵液的投加体积，单位L；V为SBR反应器的总有效容积，单位L；C1为好氧I段结束时SBR反应器内的COD浓度，单位mgCOD/L；N1为好氧I段结束时SBR反应器内的NH4+-N浓度，单位mgN/L；n1为好氧I段结束时SBR反应器内的NO3--N浓度，单位mgN/L；C’为上一SBR反应器的周期中缺氧I段结束时剩余污泥厌氧发酵液的COD预测浓度，单位mgCOD/L；R’为上一SBR反应器的周期中缺氧I段加入剩余污泥厌氧发酵液初始阶段内ORP的最小值，单位为mv；k’为上一SBR反应器周期中缺氧I段的pH-t线性拟合曲线的斜率值；B’为上一SBR反应器周期中缺氧I段的ORP-t拟合曲线中的参数，该拟合曲线的形式为y＝A*ln(-B*ln(x))；N’为上一SBR反应器周期中缺氧I段结束时剩余污泥厌氧发酵液的NH4+-N预测浓度，单位mgN/L；若SBR反应器为第一周期，则C值取4000～7200mgCOD/L范围内的任一数值，N’值取300～540mgN/L范围内的任一数值。作为优选，所述步骤S3中，剩余污泥厌氧发酵液的NH4+-N预测浓度、C/N预测范围和COD预测浓度分别通过公式(4)～(6)计算得出，N＝2.23R+705.75(4)C/N＝(-62.42B-4.21,9134.68k-73.73)(5)式中，N为剩余污泥厌氧发酵液的NH4+-N预测浓度，单位mgN/L；C/N为剩余污泥厌氧发酵液的C/N预测范围；C为剩余污泥厌氧发酵液的COD预测浓度，单位mgCOD/L；R为缺氧I段加入剩余污泥厌氧发酵液初始阶段内ORP的最小值，单位为mv；k为缺氧I段中pH-t线性拟合曲线的斜率值；B为缺氧I段中ORP-t拟合曲线中的参数，该拟合曲线的形式为y＝A*ln(-B*ln(x))。进一步的，所述步骤S5中，在缺氧II段中投加的剩余污泥厌氧发酵液体积通过公式(7)和(8)计算得到，式中，M为缺氧II段中剩余污泥厌氧发酵液的投加质量，单位mgCOD；v为缺氧II段中剩余污泥厌氧发酵液的投加体积，单位L；V为SBR反应器的总有效容积，单位L；C2为好氧II段结束时SBR反应器内的COD浓度，单位mgCOD/L；N2为好氧II段结束时SBR反应器内NH4+-N浓度，单位mgN/L；n2为好氧II段结束时SBR反应器内的NO3--N浓度，单位mgN/L；T为缺氧II段的设定时间；t为缺氧II段中反硝化反应时间；t0为剩余污泥厌氧发酵液投加的补偿时间；其中，t+t0≤T。更进一步的，所述缺氧II段中反硝化反应时间t通过如下方法确定：从缺氧II段中剩余污泥厌氧发酵液投加开始，通过SBR反应器中pH和ORP随时间的变化曲线，由公式(8)和(9)分别得到pH随时间的变化率KpH和ORP随时间的变化率KORP；当KpH的值由正变负并且KORP＝0时，说明反硝化反应结束，此时的时间为缺氧II段中反硝化反应时间t；公式(9)和(10)具体如下：KpH＝(pHi-pHi-1)/(ti-ti-1)(9)KORP＝(ORPi-ORPi-1)/(ti-ti-1)(10)。更进一步的，所述剩余污泥厌氧发酵液投加的补偿时间t0通过如下方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种强化市政污水SBR反应器的剩余污泥厌氧发酵液投加方法，其特征在于，步骤如下：/nS1：在厌氧条件下，向经过污泥训化后的SBR反应器中加入待处理的市政污水，并充分搅拌；/nS2：在好氧条件下，充分搅拌SBR反应器中的市政污水，该过程记为好氧I段；/nS3：在缺氧条件下，向经过好氧I段处理后的SBR反应器中投加剩余污泥厌氧发酵液，并混合物充分搅拌，该过程记为缺氧I段；所述混合物中，C/N的浓度比值为5；在投加剩余污泥厌氧发酵液的初始阶段，通过SBR反应器中混合物的pH和ORP变化，得到所加剩余污泥厌氧发酵液的NH

【技术特征摘要】
1.一种强化市政污水SBR反应器的剩余污泥厌氧发酵液投加方法，其特征在于，步骤如下：
S1：在厌氧条件下，向经过污泥训化后的SBR反应器中加入待处理的市政污水，并充分搅拌；
S2：在好氧条件下，充分搅拌SBR反应器中的市政污水，该过程记为好氧I段；
S3：在缺氧条件下，向经过好氧I段处理后的SBR反应器中投加剩余污泥厌氧发酵液，并混合物充分搅拌，该过程记为缺氧I段；所述混合物中，C/N的浓度比值为5；在投加剩余污泥厌氧发酵液的初始阶段，通过SBR反应器中混合物的pH和ORP变化，得到所加剩余污泥厌氧发酵液的NH4+-N预测浓度、C/N预测范围和COD预测浓度；
S4：在好氧条件下，充分搅拌SBR反应器中经过缺氧I段处理后的混合物，该过程记为好氧II段；
S5：在缺氧条件下，向经过好氧II段处理后的SBR反应器中连续投加剩余污泥厌氧发酵液，并充分搅拌，该过程记为缺氧II段；在缺氧II段中投加的剩余污泥厌氧发酵液体积通过好氧II段结束后SBR反应器内的COD浓度、NH4+-N浓度和NO3--N浓度，以及通过步骤S3得到的剩余污泥厌氧发酵液NH4+-N预测浓度和COD预测浓度得到；
S6：在好氧条件下，充分搅拌SBR反应器中经过缺氧II段处理后的混合物，该过程记为好氧III段；
S7：将经过好氧III段处理的SBR反应器静置，随后排出经过SBR反应器处理后的市政污水。


2.根据权利要求1所述的剩余污泥厌氧发酵液投加方法，其特征在于，所述市政污水的COD浓度为158～160mg/L，TKN浓度为50～52mg/L，总磷浓度为6.5～7mg/L。


3.根据权利要求1所述的剩余污泥厌氧发酵液投加方法，其特征在于，所述步骤S1～S5中，搅拌时间均为1h；步骤S6中，搅拌时间为30min；步骤S7所用时间为30min。


4.根据权利要求1所述的剩余污泥厌氧发酵液投加方法，其特征在于，所述投加剩余污泥厌氧发酵液的COD浓度为4000～6000mg/L，氨氮浓度为300～540mg/L，总磷浓度为200～300mg/L，pH为9～9.5。


5.根据权利要求1所述的剩余污泥厌氧发酵液投加方法，其特征在于，所述缺氧I段中，剩余污泥厌氧发酵液的投加体积通过公式(1)～(3)计算得出，



N’＝2.23R’+705.75(2)



式中，M1为缺氧I段中剩余污泥厌氧发酵液的投加体积，单位L；V为SBR反应器的总有效容积，单位L；C1为好氧I段结束时SBR反应器内的COD浓度，单位mgCOD/L；N1为好氧I段结束时SBR反应器内的NH4+-N浓度，单位mgN/L；n1为好氧I段结束时SBR反应器内的NO3--N浓度，单位mgN/L；C’为上一SBR反应器的周期中缺氧I段结束时剩余污泥厌氧发酵液的COD预测浓度，单位mgCOD/L；R’为上一SBR反应器的周期中缺氧I段加入剩余污泥厌氧发酵液初始阶段内ORP的最小值，单位为mv；k’为上一SBR反应器周期中缺氧I段的pH-t线性拟合曲线的斜率值；B’为上一SBR反应器周期中缺氧I段的ORP-t拟合曲线中的参数，该拟合曲线的形式为y＝A*ln(-B*ln(x))；N’为上一SBR反应器周期中缺氧I段结束时剩余污泥...

【专利技术属性】
技术研发人员：逯慧杰，喻昭念，柴文波，刘德钊，黄成阳，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33