【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于污水生物处理，具体涉及一种实现部分反硝化的半移动床生物滤柱装置及运行方法。
技术介绍
1、经济社会的快速发展对污水处理厂的排放标准也提出了更高的要求，传统的硝化-反硝化生物脱氮工艺要实现对营养物质的深度去除需要消耗更多的能源。厌氧氨氧化(anammox)工艺作为一种自养型生物脱氮工艺，在减少曝气、碳源投加、温室气体排放以及污泥产量等方面具有显著优势，但城市污水中氨氮(nh4+-n)和亚硝氮(no2--n)浓度低且不稳定，无法实现城市污水主流anammox工艺的稳定运行。
2、在反硝化细菌的作用下，通过控制c/n和hrt等条件，能够使完全硝化(no3-→no2-→n2)过程停留在no3-→no2-阶段，实现no2-的积累，这一过程被称为部分反硝化(pd)。pd为anammox提供稳定no2-来源的途径已经获得了众多研究者的关注，而现阶段pd工艺主要都在序批式sbr反应器、uasb反应器和生物滤柱中通过污泥系统或生物膜系统运行，其中生物膜系统按填料的运动方式可分为移动床生物膜系统和固定床生物膜系统。
3、在移动床系统中生物膜填料可随进水一起运动形成流化状态，有助于基质和生物膜的充分接触反应，但填料之间长时间的相互摩擦容易造成大量生物膜脱落流失，导致系统内的生物量下降，去除效果有限。
4、对于固定床生物膜系统而言，填料能够很好的保留生物量，但在外加碳源条件下生物膜生长迅速，长期运行后填料上大量生长的生物膜将造成反应器内部的堵塞问题，导致系统出水水质不稳定。虽然固定床生物膜系统中配有反冲
5、公开号为cn111333186a的中国专利文献公开一种耦合生物滤柱反应器及两端分步快速启动方法，包括厌氧氨氧化顶端启动，向生物滤柱反应器内泵入絮状污泥和合成废水a，厌氧条件下，使絮体污泥与反应器中填料充分接触挂膜；控制反应器出水氨氮和总氮去除率进行厌氧氨氧化启动；部分短程硝化底端启动阶段，泵入预处理后的活性污泥和合成废水b并在底端曝气，控制亚硝氮积累率；控制反应器出水氨氮和总氮去除率进行部分短程硝化-厌氧氨氧化耦合，以实现除碳预处理后的城市生活污水自养脱氮。该文献有效地解决了工艺运行中常出现厌氧氨氧化菌增殖速率慢、难富集和活性低的问题，但是该文献没有解决固定床生物膜系统中因生物膜大量生长造成的反应器堵塞的问题，同时不能缓解移动床生物膜系统中生物量难以保持的问题。
技术实现思路
1、本专利技术提供的一种实现部分反硝化的半移动床生物滤柱装置及运行方法目的是克服现有技术中固定床生物膜系统中因生物膜大量生长造成的反应器堵塞的问题，同时不能缓解移动床生物膜系统中生物量难以保持的问题。
2、为此，本专利技术提供了一种实现部分反硝化的半移动床生物滤柱装置，包括进水装置、风机、部分反硝化生物滤柱反应器和曝气头，部分反硝化生物滤柱反应器的下部开设有排泥口、鼓气口和进水口，部分反硝化生物滤柱反应器的中部侧面开设有多个水样取样口和填料取样口，部分反硝化生物滤柱反应器的上部侧面开设有出水口，部分反硝化生物滤柱反应器的顶面开设有集气口，进水装置的出水端连接进水口，风机的出风口通过鼓气口连接曝气头且曝气头连于部分反硝化生物滤柱反应器下部内，部分反硝化生物滤柱反应器内填充有填料。
3、优选的，所述填料为比重小于水的有机轻质填料。
4、优选的，所述填料的粒径应小于1.0cm，填料的形状为球形或圆柱形且具有中空或多孔结构。
5、优选的，所述部分反硝化生物滤柱反应器的上部、中部和下部依次为轻质填料区、填料扰动区和多功能区，轻质填料区占部分反硝化生物滤柱反应器有效工作体积的1/2～2/3，填料扰动区占部分反硝化生物滤柱反应器有效工作体积的1/3～1/2。
6、优选的，所述部分反硝化生物滤柱反应器的下部形状为锥形，部分反硝化生物滤柱反应器的下部以上的形状为圆筒形。
7、一种实现部分反硝化的半移动床生物滤柱装置的运行方法，包括如下步骤：
8、1)启动部分反硝化生物滤柱反应器
9、从部分反硝化生物滤柱反应器的顶部向部分反硝化生物滤柱反应器内部接种含有反硝化细菌的活性污泥，通过进水装置将废水从进水口送入部分反硝化生物滤柱反应器内，使含有反硝化细菌的活性污泥和废水在部分反硝化生物滤柱反应器内静置挂膜；挂膜结束后，从进水口连续进水，在设置的hrt运行时间和温度的条件下连续运行，待到部分反硝化生物滤柱反应器内部的no3-向no2-转化率达到目标值时，部分反硝化启动成功；
10、2)富集部分反硝化菌
11、逐步缩短hrt运行时间，在部分反硝化生物滤柱反应器内部富集部分反硝化菌；
12、3)运行部分反硝化
13、定期将氮气通过鼓气口送入部分反硝化生物滤柱反应器内部，氮气扰动部分反硝化生物滤柱反应器上部的填料，使填料在填料扰动区相互摩擦，填料6表面过度生长的生物膜剥落并下沉至部分反硝化生物滤柱反应器下部，定期排出目标量的污泥，实现部分反硝化运行。
14、优选的，所述步骤1)接种后部分反硝化生物滤柱反应器内含有反硝化细菌的活性污泥浓度为3000～5000mg/l。
15、优选的，所述废水中scod浓度在280mg/l以下，no3--n-浓度在103mg/l以下。
16、优选的，所述步骤1)静置挂膜在常温和缺氧条件下静置挂膜。
17、优选的，所述常温条件为12～35℃。
18、本专利技术的有益效果：
19、1、本专利技术提供的这种实现部分反硝化的半移动床生物滤柱装置及运行方法，包括进水装置、风机、部分反硝化生物滤柱反应器和曝气头，通过在部分反硝化生物滤柱反应器内不同的功能区划分，即部分反硝化生物滤柱反应器的上部、中部和下部依次为轻质填料区、填料扰动区和多功能区，定期将氮气通过鼓气口送入部分反硝化生物滤柱反应器内部，氮气扰动部分反硝化生物滤柱反应器上部的填料，使填料在填料扰动区相互摩擦，填料表面过度生长的生物膜剥落并下沉至部分反硝化生物滤柱反应器下部，定期排出目标量的污泥，实现部分反硝化高效稳定运行。通过定期扰动、排泥的运行方法能够避免部分反硝化生物滤柱反应器内生物量的大量流失，同时可以解决固定床生物膜系统普遍存在的堵塞问题；有效地保持了部分反硝化生物滤柱反应器内的生物量，并在部分反硝化工艺的实际运行中实现了较高比例的no2-积累，能够为厌氧氨氧化工艺提供充足的no2-，将其与厌氧氨氧化工艺耦合，可以实现对中低浓度含碳no3-废水的绿色低碳去除，能够有效减少碳源投加、剩余污泥产量以及温室气体排放。
20、2、本专利技术提供的这种实现部分反硝化的半移动床生物滤柱装置及运行方法，轻质填料区占部分反硝化生物滤柱反应器有效工作体积的1/2～2/3，一方面为微生物提供足够的附着位点，另一方面实现对出水的生物量截留，使得出水的悬浮物低于10m本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种实现部分反硝化的半移动床生物滤柱装置，其特征在于：包括进水装置、风机(3)、部分反硝化生物滤柱反应器(4)和曝气头(5)，部分反硝化生物滤柱反应器(4)的下部开设有排泥口(401)、鼓气口(402)和进水口(403)，部分反硝化生物滤柱反应器(4)的中部侧面开设有多个水样取样口和填料取样口，部分反硝化生物滤柱反应器(4)的上部侧面开设有出水口(407)，部分反硝化生物滤柱反应器(4)的顶面开设有集气口(4012)，进水装置的出水端连接进水口(403)，风机(3)的出风口通过鼓气口(402)连接曝气头(5)且曝气头(5)连于部分反硝化生物滤柱反应器(4)下部内，部分反硝化生物滤柱反应器(4)内填充有填料(6)。
2.如权利要求1所述的实现部分反硝化的半移动床生物滤柱装置，其特征在于：所述填料(6)为比重小于水的有机轻质填料。
3.如权利要求1所述的实现部分反硝化的半移动床生物滤柱装置，其特征在于：所述填料(6)的粒径应小于1.0cm，填料(6)的形状为球形或圆柱形且具有中空或多孔结构。
4.如权利要求1所述的实现部分反硝化的半移动床生物滤
5.如权利要求1所述的实现部分反硝化的半移动床生物滤柱装置，其特征在于：所述部分反硝化生物滤柱反应器(4)的下部形状为锥形，部分反硝化生物滤柱反应器(4)的下部以上的形状为圆筒形。
6.一种实现部分反硝化的半移动床生物滤柱装置的运行方法，其特征在于：包括如下步骤：
7.如权利要求6所述的实现部分反硝化的半移动床生物滤柱装置的运行方法，其特征在于：所述步骤1)接种后部分反硝化生物滤柱反应器(4)内含有反硝化细菌的活性污泥浓度为3000～5000mg/L。
8.如权利要求6所述的实现部分反硝化的半移动床生物滤柱装置的运行方法，其特征在于：所述废水中SCOD浓度在280mg/L以下，NO3--N-浓度在103mg/L以下。
9.如权利要求6所述的实现部分反硝化的半移动床生物滤柱装置的运行方法，其特征在于：所述步骤1)静置挂膜在常温和缺氧条件下静置挂膜。
10.如权利要求9所述的实现部分反硝化的半移动床生物滤柱装置的运行方法，其特征在于：所述常温条件为12～35℃。
...【技术特征摘要】
1.一种实现部分反硝化的半移动床生物滤柱装置，其特征在于：包括进水装置、风机(3)、部分反硝化生物滤柱反应器(4)和曝气头(5)，部分反硝化生物滤柱反应器(4)的下部开设有排泥口(401)、鼓气口(402)和进水口(403)，部分反硝化生物滤柱反应器(4)的中部侧面开设有多个水样取样口和填料取样口，部分反硝化生物滤柱反应器(4)的上部侧面开设有出水口(407)，部分反硝化生物滤柱反应器(4)的顶面开设有集气口(4012)，进水装置的出水端连接进水口(403)，风机(3)的出风口通过鼓气口(402)连接曝气头(5)且曝气头(5)连于部分反硝化生物滤柱反应器(4)下部内，部分反硝化生物滤柱反应器(4)内填充有填料(6)。
2.如权利要求1所述的实现部分反硝化的半移动床生物滤柱装置，其特征在于：所述填料(6)为比重小于水的有机轻质填料。
3.如权利要求1所述的实现部分反硝化的半移动床生物滤柱装置，其特征在于：所述填料(6)的粒径应小于1.0cm，填料(6)的形状为球形或圆柱形且具有中空或多孔结构。
4.如权利要求1所述的实现部分反硝化的半移动床生物滤柱装置，其特征在于：所述部分反硝化生物滤柱反应器(4)的上部、中部和下部依次为轻质填料区、填料扰动区和多...
【专利技术属性】
技术研发人员：高丽娟，王怡，高徐军，柴宝华，欧阳惠龙，李文涛，贾宝，马勃，王玥凝，陈伟，杨婷，冉龙飞，罗欣欣，
申请(专利权)人：中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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