【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于污水处理领域，涉及到一种固定床生物膜反应器中易腐垃圾沼液的动态投加方法。
技术介绍
1、近年来，由于人类活动的频繁，加速了氮素的使用和迁移，导致大量含氮污染物进入水体，自然水体受到的污染逐渐加剧。氮污染是目前自然水体环境面临的一类严重的问题，对人类身体健康、生态平衡都存在着威胁。为解决这个问题，相关部门制定了更加严格的水质标准，根据《地表水环境质量标准》(gb 3838-2002),地表水环境中氨氮浓度应≤2mg/l，根据《生活饮用水卫生标准》(gb 5749-2022),生活饮用水硝酸盐氮浓度≤10mg/l。
2、随着我国对水生态环境的重视，污水中氮素排放的标准也日愈严格。为高效、经济地解决氮素污染的问题，领域学者一直致力于探究新型脱氮处理技术。其中，生物脱氮工艺因处理成本低、脱氮效果好等优势而备受关注。然而，传统的活性污泥脱氮工艺往往存在污泥排放量大、水力负荷小、污泥生存环境要求高、占地面积大等问题。与之相比，固定床生物膜反应器(fbbr)具有传质效率高、污泥产量低、生物量丰富等出色的性质，对污水处理领域有着重要的意义。
3、然而，各地区污水普遍存在c/n低、含n污染物浓度高等现象，采用fbbr处理低c/n的生活污水时，往往在反硝化过程中会出现碳源不足、缺乏电子供体的情况，从而导致硝酸盐氮的过度累积。另外，碳源缺乏也不利于生物膜的增长，在反应器运行挂膜过程中难以维持较高的生物量，从而导致生物膜厚度不足以形成厌氧环境。故通常采用外加碳源的方式以提高生物脱氮工艺的处理效果。
4、
5、但在沼液利用过程中，常规进水采用混合投加或多点均匀投加外碳源，其忽略了碳源投加量，氨氮，硝酸盐氮与硝化、反硝化速率间关联，当外碳源投加过剩时容易导致出水cod超标及碳源浪费；而当投加碳源不足时，容易导致反硝化过程缺乏电子供体，出水tn超标的情况。推流式fbbr又因其连续流的特性，溶液中基质浓度随反应器空间变化也会出现明显差异。实际运行过程中采用混合投加或多点均匀投加碳源往往会存在出水水质超标、碳源利用效率低等问题。
技术实现思路
1、为了克服已有技术的不足，本专利技术提出一种固定床生物膜反应器中易腐垃圾沼液的动态投加方法，采用液态碳源作内部投加的动力学模型，其目的是优化易腐垃圾沼液等外碳源利用，提高反硝化脱氮效率，保障尾水稳定达标。本专利技术以固定床生物膜反应器为基础，其中生物膜载体(内含夹层)均匀固定于反应器内部，液态碳源通过水泵投加至载体内部(夹层)，以实现溶解氧和外加碳源的反浓度梯度，即在fbbr内部，溶解氧从溶液中向生物膜内部扩散的过程中，优先被生物膜外层的好氧菌群利用，在生物膜内部形成厌氧或缺氧区，为反硝化菌群提供有利的生存环境，沼液投加至厌氧或缺氧区直接为反硝化过程提供电子，强化内层厌氧区生物膜的反硝化作用。由于fbbr内部载体均匀分布和生物膜同步硝化反硝化的特征，弥补了易腐垃圾沼液中携带少量氮源(氨氮)，在普通单纯厌氧环境的反硝化过程中无法代谢去除的不足。基于推流式fbbr的运行特性，对其进行细化分区，通过对各区特征性生物膜(及载体)硝化、反硝化速率的测定，并拟合分析各区硝化、反硝化速率以明确各区反硝化过程对碳源量需求量，得到碳源定向、定量动态投加的模型，以实现易腐垃圾沼液作外加碳源的高效资源化利用。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
3、一种固定床生物膜反应器中易腐垃圾沼液的动态投加方法，基于推流式fbbr不同反应区的进料浓度、硝化及反硝化速率指标，所述进料包括cod、bod、氨氮、硝酸盐氮及总氮，建立污染物去除动力学模型，并依据动力学模型，动态调整fbbr不同反应区的易腐垃圾沼液投加量，提高沼液的利用效率及工艺污染物去除效率。
4、进一步，易腐垃圾沼液通过加药泵投加至fbbr载体内部缺氧区，以增加沼液碳源的利用效率，过程为：载体填料由两个尺寸相同的子填料拼接组成，子填料间有沼液布水管；通过加药泵连接沼液布水管，向填料内部投加易腐垃圾沼液，以实现溶解氧和外加碳源的反向浓度梯度，强化内层厌氧区生物膜的反硝化作用。
5、更进一步，将推流式fbbr分为3-6个区，在运行过程中定期测定各区的进水cod、bod、氨氮、硝酸盐氮及总氮浓度，并测定取各区平均硝化及反硝化速率。
6、优选的，在分区起始端、中部及末端分别采集填料条带，测定其各自硝化及反硝化速率，并计算均值；硝化及反硝化速率测定方法如下：用纯水对载体进行简单冲洗，置于满足硝化或反硝化反应条件的实验装置内，定时取样检测氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮浓度并拟合各浓度随时间变化的线性关系，取平均值视为分区的硝化、反硝化速率。
7、更进一步，动态调整fbbr不同反应区的易腐垃圾沼液投加量，提高沼液的利用效率及工艺污染物去除效率，过程为：检测fbbr进水水质，按照分区顺序并结合其硝化、反硝化速率对各区硝化、反硝化过程nh4+-n、no3--n、no2--n浓度的变化进行分析整合，理论上，反硝化过程中每还原1mg硝酸盐氮需要2.86mg的bod提供电子，反应器实际运行过程中以4倍bod总需求量均匀投加至各载体内部以满足各区反硝化过程所需，计算公式参照(1)-(4)：
8、
9、
10、
11、vi＝qi×si#(4)
12、式中：i——区数1、2、3......；
13、v(nh4+-n)(in)——进水nh4+-n速率，mg/hr；
14、v(nh4+-n)(ex)——外加沼液nh4+-n速率，mg/hr；
15、v(nh4+-n)(eff)——出水nh4+-n速率，mg/hr；...
【技术保护点】
1.一种固定床生物膜反应器中易腐垃圾沼液的动态投加方法，其特征在于，基于推流式FBBR不同反应区的进料浓度、硝化及反硝化速率指标，所述进料包括COD、BOD、氨氮、硝酸盐氮及总氮，建立污染物去除动力学模型，并依据动力学模型，动态调整FBBR不同反应区的易腐垃圾沼液投加量，提高沼液的利用效率及工艺污染物去除效率。
2.如权利要求1所述的一种固定床生物膜反应器中易腐垃圾沼液的动态投加方法，其特征在于，所述易腐垃圾沼液通过加药泵投加至FBBR载体内部缺氧区，以增加沼液碳源的利用效率，过程为：载体填料由两个尺寸相同的子填料拼接组成，子填料间有沼液布水管；通过加药泵连接沼液布水管，向填料内部投加易腐垃圾沼液，以实现溶解氧和外加碳源的反向浓度梯度，强化内层厌氧区生物膜的反硝化作用。
3.如权利要求1或2所述的一种固定床生物膜反应器中易腐垃圾沼液的动态投加方法，其特征在于，将推流式FBBR分为3-6个区，在运行过程中定期测定各区的进水COD、BOD、氨氮、硝酸盐氮及总氮浓度，并测定取各区平均硝化及反硝化速率。
4.如权利要求3所述的一种固定床生物膜反应器中易
5.如权利要求4所述的一种固定床生物膜反应器中易腐垃圾沼液的动态投加方法，其特征在于，动态调整FBBR不同反应区的易腐垃圾沼液投加量，提高沼液的利用效率及工艺污染物去除效率，过程为：检测FBBR进水水质，按照分区顺序并结合其硝化、反硝化速率对各区硝化、反硝化过程NH4+-N、NO3--N、NO2--N浓度的变化进行分析整合，反硝化过程中每还原1mg硝酸盐氮需要2.86mg的BOD提供电子，反应器实际运行过程中以4倍BOD总需求量均匀投加至各载体内部以满足各区反硝化过程所需，计算公式参照(1)-(4)：
...【技术特征摘要】
1.一种固定床生物膜反应器中易腐垃圾沼液的动态投加方法，其特征在于，基于推流式fbbr不同反应区的进料浓度、硝化及反硝化速率指标，所述进料包括cod、bod、氨氮、硝酸盐氮及总氮，建立污染物去除动力学模型，并依据动力学模型，动态调整fbbr不同反应区的易腐垃圾沼液投加量，提高沼液的利用效率及工艺污染物去除效率。
2.如权利要求1所述的一种固定床生物膜反应器中易腐垃圾沼液的动态投加方法，其特征在于，所述易腐垃圾沼液通过加药泵投加至fbbr载体内部缺氧区，以增加沼液碳源的利用效率，过程为：载体填料由两个尺寸相同的子填料拼接组成，子填料间有沼液布水管；通过加药泵连接沼液布水管，向填料内部投加易腐垃圾沼液，以实现溶解氧和外加碳源的反向浓度梯度，强化内层厌氧区生物膜的反硝化作用。
3.如权利要求1或2所述的一种固定床生物膜反应器中易腐垃圾沼液的动态投加方法，其特征在于，将推流式fbbr分为3-6个区，在运行过程中定期测定各区的进水cod、bod、氨氮、硝酸盐氮及总氮浓度，并测定取各区平均硝化及反...
【专利技术属性】
技术研发人员：周佳恒，郭帅，陈宇豪，郑琦，项鑫鑫，潘光武，郝晓明，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：
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