多形態微生物聚集體自養脫氮一體化裝置及運行方法
【專利摘要】本發明公開了一種多形態微生物聚集體自養脫氮一體化裝置，設有反應池，池內裝有微生物聚集體，安裝有垂直推桿潷水裝置、固定式填料、曝氣器、pH值在線檢測儀、溶解氧在線檢測儀、氨氮在線檢測儀、硝態氮在線檢測儀；反應池連接有進水管道、排水管道、排泥管道、空氣管道、溢流管道、進水泵、鼓風機和電動閥門；還設有在線氣體流量計、pH值在線檢測儀、溶解氧在線檢測儀、氨氮在線檢測儀、硝態氮在線檢測儀和信號連接的PLC控制器。運行方法：1)接種污泥；2)馴化培養；3)啟動短程硝化反應；4)接種厭氧氨氧化顆粒污泥；5)厭氧氨氧化顆粒污泥增殖期；6)厭氧氨氧化菌生物膜培養期；7)自養脫氮一體化裝置穩定運行。本發明適用于中高濃度氨氮污水脫氮處理，結構簡單，自動化程度高，脫氮效果好，運行成本低。
【專利說明】多形態微生物聚集體自養脫氮一體化裝置及運行方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于生化法污水處理【技術領域】，具體是一種以厭氧氨氧化技術為核心處理中高濃度氨氮廢水的裝置和方法。該裝置在富集培養氨氧化菌的基礎上，通過形成顆粒污泥與生物膜等手段富集培養厭氧氨氧化菌，利用氨氧化菌和厭氧氨氧化菌的協同作用，在單一反應器內實現經濟高效脫氮。本裝置適用于處理城市污水處理廠消化污泥脫水液等高氨氮、低碳氮比的廢水。
【背景技術】
[0002]氮素污染是當前水體富營養化現象頻發的重要原因之一，同時也是污水處理與再生回用的關鍵癥結，如何經濟高效的去除污水中的氮素污染物已成為國內外專家學者與相關政府部門的研究熱點，我國2002年頒布的《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)中要求所有排污單位出水水質為氨氮小于5mg/L，總氮小于15mg/L。“十二五”國民經濟和社會發展規劃綱要中，明確提出氨氮總量減排10%的目標。根據新增的約束性指標，如何實現氨氮減排的目標還需在實踐中探索。
[0003]目前應用最多的污水脫氮工藝為硝化反硝化工藝，該工藝先通過硝化菌將污水中的氨氮氧化成硝態氮，再通過反硝化菌利用有機物將硝態氮還原為氮氣。傳統的污水脫氮工藝操作復雜、運行費用高、并產生大量反硝化污泥，針對以上問題，研究人員開發出了多種新型脫氮工藝，如短程硝化反硝化工藝、同步硝化反硝化工藝、反硝化除磷工藝、厭氧氨氧化工藝等，其中厭氧氨氧化工藝是目前公認的最經濟高效的污水脫氮工藝，其核心是通過厭氧氨氧化菌以亞硝酸鹽為電子受體將氨氮直接氧化為氮氣，大大縮短了傳統硝化反硝化工藝的反應流程，厭氧氨氧化工藝與傳統脫氮工藝相比具有明顯的優勢:厭氧氨氧化菌以亞硝酸鹽為電子受體，脫氮過程中不需要有機碳源；硝化過程只需將1/2的氨氮氧化至亞硝酸鹽，約節省曝氣能耗50% ;厭氧氨氧化菌為化能自養菌，在脫氮過程中污泥產量僅為傳統硝化反硝化污泥產量的10%左右，大大節省后續污泥處置費用；另外，厭氧氨氧化技術還有脫氮負荷高，減少溫室氣體排放等有點。厭氧氨氧化技術應用于高氨氮廢水處理中，可較大幅度節省運行費用，產生顯著的經濟效益。同時厭氧氨氧化工藝與傳統工藝相比可減少溫室氣體氧化亞氮的排放，環境效益明顯。
[0004]厭氧氨氧化工藝擁有著諸多的技術優勢，自上世紀80年代以來一直是國內外專家的研究熱點，但如何將厭氧氨氧化技術推廣應用一直是世界難題，厭氧氨氧化菌世代生長時間非常長，為11天左右，而且厭氧氨氧化工藝啟動初期污泥流失嚴重，厭氧氨氧化菌富集培養異常困難，世界上第一座厭氧氨氧化工程啟動時間為3年，超長的啟動周期限制了該技術的快速推廣應用，為了縮短厭氧氨氧化工藝的啟動時間，需提高反應器對厭氧氨氧化菌的持留能力，使厭氧氨氧化菌得到快速富集，最新的研究結果表明在反應器內形成顆粒污泥或投加新型生物填料可強化厭氧氨氧化菌的持留能力，但目前此技術仍存在一定的技術問題，包括:①厭氧氨氧化菌產氣能力較強，因此導致顆粒污泥不易沉降，易隨出水流失；②單純的生物膜工藝厭氧氨氧化菌掛膜時間較長，微生物量較低，反應器處理能力難以提高，且生物膜易脫落，不易儲存及新建工程接種。
[0005]綜上，目前厭氧氨氧化技術推廣應用需要解決的問題包括:如何在反應器內富集高濃度的厭氧氨氧化菌；如何降低反應器內厭氧氨氧化菌的流失風險，提高處理系統的穩定性；如何降低厭氧氨氧化工程接種難度，增強工程的可復制性。因此，需要開發一種新型的利用厭氧氨氧化技術處理高氨氮廢水的裝置和方法。

【發明內容】

[0006]本發明為了解決上述技術問題，提出一種多形態微生物聚集體自養脫氮一體化裝置及運行方法，該裝置和方法通過顆粒污泥與生物膜強化了厭氧氨氧化菌在反應池內的滯留能力，使厭氧氨氧化菌得到快速富集，將整個厭氧氨氧化處理系統的啟動時間縮短至3-6個月，顆粒污泥較高的生物量濃度進一步增加了厭氧氨氧化菌總量，可獲得更高的脫氮效率；而厭氧氨氧化菌生物膜彌補了懸浮污泥與顆粒污泥易流失的弊端，使整個處理系統運行更加穩定；并利用懸浮污泥中氨氧化菌的短程硝化作用，完成亞硝化過程；整個裝置充分將懸浮污泥、顆粒污泥與生物膜發的優勢有機結合，通過合理的反應器結構和水力流態為不同功能的微生物提供的適宜生長環境，實現裝置的快速啟動與穩定運行。
[0007]本發明的技術方案是:
[0008]多形態微生物聚集體自養脫氮一體化裝置，其特征是:整個裝置主體為一個間歇運行的反應池，池內裝有絮狀污泥、顆粒污泥、生物膜形態的微生物聚集體，反應池內安裝有垂直推桿潷水裝置、固定式填料、曝氣器，并設有PH值在線檢測儀、溶解氧在線檢測儀、氨氮在線檢測儀、硝態氮在線檢測儀；反應池連有進水管道、排水管道、排泥管道、空氣管道、溢流管道；所述固定式填料為直徑100mm-200mm的塑料球形填料；所述垂直推桿潷水裝置設有垂直升降的排水圓筒，該排水圓筒上端連接有浮渣擋板與排水堰，排水堰上穿有孔徑10-20mm的過水空洞；所述進水管道上設置有電動閥門和進水泵，所述排泥管道上設有手動閥門，所述空氣管道上設有氣體流量`計、電動閥門，并連接鼓風機。
[0009]所述空氣管道上的氣體流量計為在線氣體流量計，所述進水泵與鼓風機均設有變頻控制器，并設有PLC控制器；所述電動閥門為電動調節蝶閥或菱形閥，并配有PLC控制器；反應池內的pH值在線檢測儀、溶解氧在線檢測儀、氨氮在線檢測儀、硝態氮在線檢測儀、在線氣體流量計均與PLC控制器進行信號連接。
[0010]上述的多形態微生物聚集體自養脫氮一體化裝置的運行方法，其特征包括以下步驟:
[0011]I)接種污泥:從城市污水處理廠回流污泥渠道中取活性污泥混合液并注入到反應池中，使反應池內污泥濃度達到2000-5000mg/L，靜沉20分鐘之后排出上部清液；
[0012]2)馴化培養:開啟進水泵，將污水處理廠排放的高氨氮濃度的消化污泥脫水濾液注入反應池中，開啟鼓風機進行曝氣，當反應池內溶解氧濃度達到1.5-2.0mg/L水平，當氨氮的硝化反應使得反應池內氨氮濃度降低到10mg/L以下時，關閉鼓風機，沉淀30分鐘，然后啟動垂直推桿潷水裝置將上部清液排出反應池；重復上述的進水-曝氣-沉淀-排水的循環運行過程，當整個裝置的氨氮去除負荷到達污水處理廠設計負荷:0.lkg/(m3*d)，即達到每立方米污水每天去除氨氮0.1kg時，此時既可確認活性污泥適應期即馴化培養步驟結束，進行下一步驟；[0013]3)啟動短程硝化反應:依次進行以下步驟:
[0014] 進水:開啟進水泵，將污水處理廠排放的高氨氮濃度的消化污泥脫水濾液注入反應池中，保持進水結束后反應池內的氨氮濃度在50-500mg/L，若消化污泥脫水濾液氨氮濃度較低，進水完成后反應池內氨氮濃度低于50mg/L，則投加碳酸氫銨補充氨氮濃度至50mg/L ;若消化污泥脫水濾液氨氮濃度較高,進水完成后反應池內氨氮濃度高于500mg/L，則通過引入城市污水進行稀釋；
[0015]曝氣:進水完成后，通過調整曝氣管道上的電動閥門，控制反應池內的溶解氧濃度在2.0mg/L ;通過調整曝氣頭的數量和位置，保證懸浮污泥在反應池內充分混合，不出現死區現象；在整個曝氣階段，連續檢測反應池內氨氮、亞硝態氮與硝態氮的濃度，控制整個曝氣階段亞硝態氮濃度不斷提高，若出現亞硝態氮濃度降低情況，則調小曝氣量以降低反應池內溶解氧濃度，當反應池內氨氮濃度降低到5mg/L以下時，停止曝氣；
[0016]沉淀排泥:曝氣停止后，進行沉淀20-50分鐘，然后排出反應池底部的混合污泥，保持反應池污泥齡在6-8天；
[0017]排水:沉淀排泥結束后進行排水，排出反應池中的上層清水；
[0018]重復以上步驟，當反應池的氨氮去除負荷達到0.5kg/(m3d)，即達到每立方米污水每天去除氨氮0.5kg，并且出水中亞硝酸鹽氮占總氮的比例超過80%時，確定啟動短程硝化反應結束進入下一步；
[0019]4)接種厭氧氨氧化顆粒污泥:從已有的厭氧氨氧化UASB反應器中取得顆粒污泥，并注入到反應池內，按重量計，接種厭氧氨氧化顆粒污泥總量占反應池內微生物總量的5%，完成接種后進入下一步；
[0020]5)厭氧氨氧化顆粒污泥增殖期:反應池運行依然重復步驟3)啟動短程硝化反應中的進水-曝氣-沉淀排泥-排水四個步驟，在曝氣階段連續檢測反應池內氨氮、亞硝態氮與硝態氮的濃度，控制反應池內溶解氧濃度在0.5-1.0mg/L，在反應過程中厭氧氨氧化顆粒污泥得到增殖，在保證反應池內亞硝態氮濃度高于10mg/L的前提下，逐漸提高反應池內的溶解氧濃度，當反應池內的氨氮去除負荷達到0.7kg/(m3 -d)，同時總氮去除率超過60%時，確定厭氧氨氧化顆粒污泥增殖期結束，進入下一步；
[0021]6)厭氧氨氧化菌生物膜培養期:在反應池內安裝固定式填料為厭氧氨氧化菌的生長提供附著載體，反應池運行過程重復之前步驟3)中的進水-曝氣-沉淀排泥-排水四個步驟，在曝氣階段連續檢測反應池內氨氮、亞硝態氮與硝態氮的濃度，控制反應池內溶解氧濃度在0.8-1.2mg/L,反應池內亞硝酸鹽濃度保持在50mg/L以下，并且調整反應池內的攪拌強度，不形成死區，厭氧氨氧化菌可以與反應池內填料充分接觸，同時又不會因為曝氣量太大而導致將已形成的厭氧氨氧化生物膜從填料上吹脫；經過3個月左右的培養，反應池內固定式填料表面附著了明顯的紅色厭氧氨氧化菌生物膜，反應池內的氨氮去除負荷達到1.0kg/(m3.d)，同時總氮去除率超過85%，確定厭氧氨氧化菌生物膜培養期結束，進入下一步；
[0022]7)自養脫氮一體化裝置穩定運行:通過上述步驟，多形態微生物聚集體在反應池內形成，裝置啟動階段結束，控制曝氣量，使反應池內溶解氧濃度在0.8-1.5mg/L，整個裝置進入正常運行階段。
[0023]本發明的運行工藝原理:將高氨氮廢水注入反應池內，在進水過程中污水與反應池內的污泥充分接觸，反應池內的反硝化菌利用污水中有效的碳源將硝態氮還原成氮氣，進一步去除氮素污染物，進水結束后，開啟鼓風機向反應池內鼓入空氣，反應池內的懸浮污泥主要為異養菌與氨氧化菌，在有氧條件下，懸浮物污泥將污水中的有機物轉化為二氧化碳和水，同時氨氧化菌將污水中的氨氮氧化為亞硝態氮，通過對反應池內溶解氧在線監測，調整鼓風機頻率與氣量調節閥門開度，控制反應池內溶解氧濃度在0.8-1.5mg/L左右，在微氧條件下，厭氧氨氧化菌顆粒污泥與生物膜利用亞硝態氮為電子受體，將氨氮氧化為氮氣，同時產生少量的硝態氮，整個曝氣反應過程中，控制亞硝態氮濃度在10mg/L以上，若亞硝態氮濃度低于10mg/L，則適當提高反應池內溶解氧濃度，當氨氮濃度降低到1.0mg/L以下，停止鼓風機，反應結束，進入沉淀階段，沉淀完成后將上部清液作為最終出水排出，完成本次循環。
[0024]與傳統的高氨氮污水處理工藝和常規的厭氧氨氧化脫氮處理工藝等現有技術相t匕，本發明具有如下優點:
[0025]I)整個脫氮反應在一個反應裝置內完成，整個裝置結構緊湊、構造簡單、自動化程度較高、便于操作。
[0026]2)充分利用氨氧化菌與厭氧氨氧化菌的生態特性，創造適合其生長的微氧環境，利用絮體污泥對溶解氧的利用，利用懸浮活性污泥為氨氧化菌生長提供充足的溶解氧等適宜的生長條件，利用顆粒污泥與固定填料為厭氧氨氧化菌富集提供適宜的環境，避免污泥絮體中過高的溶解氧對厭氧氨氧化菌的抑制作用。
[0027]3)在同一反應器中同時培養厭氧氨氧化顆粒物污泥與生物膜，避免了傳統厭氧氨氧化工藝污泥易流失、厭氧氨氧化菌生物總量低等缺陷。
[0028]4) 一體化厭氧氨氧化工藝較傳統脫氮工藝可節省約50%的曝氣能耗，且多形態微生物聚集體自養脫氮一體化裝置維持在一個微氧水平，進一步提高氧的利用效率，使得整個裝置的曝氣能耗進一步降低。`【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1為本發明的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0030]下面結合附圖和實施例對本發明做說明:實施例:參見附圖，多形態微生物聚集體自養脫氮一體化裝置，整個裝置主體為一個間歇運行的反應池1，池內裝有絮狀污泥、顆粒污泥、生物膜形態的微生物聚集體，反應池內安裝有垂直推桿潷水裝置4、固定式填料5、曝氣器17，并設有pH值在線檢測儀6、溶解氧在線檢測儀7、氨氮在線檢測儀8、硝態氮在線檢測儀9 ;反應池連有進水管道2、排水管道18、排泥管道12、空氣管道13、溢流管道10 ;所述固定式填料為直徑150mm的塑料球形填料；所述垂直推桿潷水裝置設有垂直升降的排水圓筒20，該排水圓筒上端連接有浮渣擋板與排水堰，排水堰上穿有孔徑15mm的過水空洞；所述進水管道上設置有電動閥門3和進水泵19，所述排泥管道上設有手動閥門11，所述空氣管道上設有氣體流量計14、電動閥門15，并連接鼓風機16。所述空氣管道上的氣體流量計為在線氣體流量計，所述進水泵與鼓風機均設有變頻控制器，并設有PLC控制器；所述電動閥門為電動調節蝶閥或菱形閥，并配有PLC控制器；反應池內的pH值在線檢測儀、溶解氧在線檢測儀、氨氮在線檢測儀、硝態氮在線檢測儀、在線氣體流量計均與PLC控制器進行信號連接。
[0031]上述的多形態微生物聚集體自養脫氮一體化裝置的運行方法，包括以下步驟:
[0032]I)接種污泥:從城市污水處理廠回流污泥渠道中取活性污泥混合液并注入到反應池中，使反應池內污泥濃度達到3500mg/L，靜沉20分鐘之后排出上部清液；
[0033]2)馴化培養:開啟進水泵，將污水處理廠排放的高氨氮濃度的消化污泥脫水濾液注入反應池中，開啟鼓風機進行曝氣，當反應池內溶解氧濃度達到1.8mg/L水平，當氨氮的硝化反應使得反應池內氨氮濃度降低到10mg/L以下時，關閉鼓風機，沉淀30分鐘，然后啟動垂直推桿潷水裝置將上部清液排出反應池；重復上述的進水-曝氣-沉淀-排水的循環運行過程，當整個裝置的氨氮去除負荷到達污水處理廠設計負荷:0.lkg/(m3*d)，即達到每立方米污水每天去除氨氮0.1kg時，此時既可確認活性污泥適應期即馴化培養步驟結束，進行下一步驟；
[0034]3)啟動短程硝化反應:依次進行以下步驟:
[0035]進水:開啟進水泵，將污水處理廠排放的高氨氮濃度的消化污泥脫水濾液注入反應池中，保持進水結束后反應池內的氨氮濃度在50-500mg/L，若消化污泥脫水濾液氨氮濃度較低，進水完成后反應池內氨氮濃度低于50mg/L，則投加碳酸氫銨補充氨氮濃度至50mg/L ;若消化污泥脫水濾液氨氮濃度較高,進水完成后反應池內氨氮濃度高于500mg/L，則通過引入城市污水進行稀釋；
[0036]曝氣:進水完成后，通過調整曝氣管道上的電動閥門，控制反應池內的溶解氧濃度在2.0mg/L ;通過調整曝氣頭的數量和位置，保證懸浮污泥在反應池內充分混合，不出現死區現象；在整個曝氣階段，連續檢測反應池內氨氮、亞硝態氮與硝態氮的濃度，控制整個曝氣階段亞硝態氮濃度不斷提高，若出現亞硝態氮濃度降低情況，則調小曝氣量以降低反應池內溶解氧濃度，當反應池內氨氮濃度降低到5mg/L以下時，停止曝氣；
[0037]沉淀排泥:曝氣停止后，進行沉淀35分鐘，然后排出反應池底部的混合污泥，保持反應池污泥齡在7天；
[0038]排水:沉淀排泥結束后進行排水，排出反應池中的上層清水；
[0039]重復以上步驟，當反應池的氨氮去除負荷達到0.5kg/(m3d)，即達到每立方米污水每天去除氨氮0.5kg，并且出水中亞硝酸鹽氮占總氮的比例超過80%時，確定啟動短程硝化反應結束進入下一步；
[0040]4)接種厭氧氨氧化顆粒污泥:從已有的厭氧氨氧化UASB反應器中取得顆粒污泥，并注入到反應池內，按重量計，接種厭氧氨氧化顆粒污泥總量占反應池內微生物總量的5%，完成接種后進入下一步；
[0041]5)厭氧氨氧化顆粒污泥增殖期:反應池運行依然重復步驟3)啟動短程硝化反應中的進水-曝氣-沉淀排泥-排水四個步驟，在曝氣階段連續檢測反應池內氨氮、亞硝態氮與硝態氮的濃度，控制反應池內溶解氧濃度在0.8mg/L，在反應過程中厭氧氨氧化顆粒污泥得到增殖，在保證反應池內亞硝態氮濃度高于10mg/L的前提下，逐漸提高反應池內的溶解氧濃度，當反應池內的氨氮去除負荷達到0.7kg/(m3.d)，同時總氮去除率超過60%時，確定厭氧氨氧化顆粒污泥增殖期結束，進入下一步；
[0042]6)厭氧氨氧化菌生物膜培養期:在反應池內安裝固定填料為厭氧氨氧化菌的生長提供附著載體，反應池運行過程重復之前步驟3)中的進水-曝氣-沉淀排泥-排水四個步驟，在曝氣階段連續檢測反應池內氨氮、亞硝態氮與硝態氮的濃度，控制反應池內溶解氧濃度在1.0mg/L,反應池內亞硝酸鹽濃度保持在50mg/L以下，并且調整反應池內的攪拌強度，不形成死區，厭氧氨氧化菌可以與反應池內填料充分接觸，同時又不會因為曝氣量太大而導致將已形成的厭氧氨氧化生物膜從填料上吹脫；經過3個月左右的培養，反應池內填料表面附著了明顯的紅色厭氧氨氧化菌生物膜，反應池內的氨氮去除負荷達到1.0kg/(m3.d)，同時總氮去除率超過85%，確定厭氧氨氧化菌生物膜培養期結束，進入下一步；
[0043]7)自養脫氮一體化裝置穩定運行:通過上述步驟，多形態微生物聚集體在反應池內形成，裝置啟動階段結束，控制曝氣量，使反應池內溶解氧濃度在1.2mg/L，整個裝置進入正常運行階段。
[0044]多次實驗結果表明，在進入穩定運行階段后，反應池內紅色顆粒污泥不斷增多，固定式填料表面逐漸變為棕紅色，經分子生物學鑒定證明厭氧氨氧化菌得到有效的富集，整個裝置的總氮去除率達到85%以上，氨氮去除負荷達到1.0kg/(m3*d)以上，整個裝置的啟動時間縮短至3個月，突破了厭氧氨氧化技術實際工程應用的瓶頸。
【權利要求】
1.一種多形態微生物聚集體自養脫氮一體化裝置，其特征是:整個裝置主體為一個間歇運行的反應池(I)，池內裝有絮狀污泥、顆粒污泥、生物膜形態的微生物聚集體，反應池內安裝有垂直推桿潷水裝置(4)、固定式填料(5)、曝氣器(17)，并設有pH值在線檢測儀(6)、溶解氧在線檢測儀(7)、氨氮在線檢測儀(8)、硝態氮在線檢測儀(9);反應池連有進水管道(2)、排水管道(18)、排泥管道(12)、空氣管道(13)、溢流管道(10);所述固定式填料為直徑100mm-200mm的塑料球形填料；所述垂直推桿潷水裝置設有垂直升降的排水圓筒(20)，該排水圓筒上端連接有浮渣擋板與排水堰，排水堰上穿有孔徑10-20mm的過水空洞；所述進水管道上設置有電動閥門(3)和進水泵(19)，所述排泥管道上設有手動閥門(11)，所述空氣管道上設有氣體流量計(14)、電動閥門(15)，并連接鼓風機(16)。
2.根據權利要求1所述的多形態微生物聚集體自養脫氮一體化裝置，其特征是:所述空氣管道上的氣體流量計為在線氣體流量計，所述進水泵與鼓風機均設有變頻控制器，并設有PLC控制器；所述電動閥門為電動調節蝶閥或菱形閥，并配有PLC控制器；反應池內的PH值在線檢測儀、溶解氧在線檢測儀、氨氮在線檢測儀、硝態氮在線檢測儀、在線氣體流量計均與PLC控制器進行信號連接。
3.根據權利要求1或2所述的多形態微生物聚集體自養脫氮一體化裝置的運行方法，其特征包括以下步驟: 1)接種污泥:從城市污水處理廠回流污泥渠道中取活性污泥混合液并注入到反應池中，使反應池內污泥濃度達到2000-5000mg/L，靜沉20分鐘之后排出上部清液； 2)馴化培養:開啟進水泵，將污水處理廠排放的高氨氮濃度的消化污泥脫水濾液注入反應池中，開啟鼓風機進行曝氣，當反應池內溶解氧濃度達到1.5-2.0mg/L水平，當氨氮的硝化反應使得反應池內氨氮濃度降低到10mg/L以下時，關閉鼓風機，沉淀30分鐘，然后啟動垂直推桿潷水裝置將上部清液排出反應池；重復上述的進水-曝氣-沉淀-排水的循環運行過程，當整個裝置的氨氮去除負荷到達污水處理廠設計負荷:0.lkg/(m3*d)，即達到每立方米污水每天去除 氨氮0.1kg時，此時既可確認活性污泥適應期即馴化培養步驟結束，進行下一步驟； 3)啟動短程硝化反應:依次進行以下步驟: 進水:開啟進水泵，將污水處理廠排放的高氨氮濃度的消化污泥脫水濾液注入反應池中，保持進水結束后反應池內的氨氮濃度在50-500mg/L，若消化污泥脫水濾液氨氮濃度較低，進水完成后反應池內氨氮濃度低于50mg/L，則投加碳酸氫銨補充氨氮濃度至50mg/L ；若消化污泥脫水濾液氨氮濃度較高，進水完成后反應池內氨氮濃度高于500mg/L，則通過引入城市污水進行稀釋； 曝氣:進水完成后，通過調整曝氣管道上的電動閥門，控制反應池內的溶解氧濃度在2.0mg/L ;通過調整曝氣頭的數量和位置，保證懸浮污泥在反應池內充分混合，不出現死區現象；在整個曝氣階段，連續檢測反應池內氨氮、亞硝態氮與硝態氮的濃度，控制整個曝氣階段亞硝態氮濃度不斷提高，若出現亞硝態氮濃度降低情況，則調小曝氣量以降低反應池內溶解氧濃度，當反應池內氨氮濃度降低到5mg/L以下時，停止曝氣； 沉淀排泥:曝氣停止后，進行沉淀20-50分鐘，然后排出反應池底部的混合污泥，保持反應池污泥齡在6-8天； 排水:沉淀排泥結束后進行排水，排出反應池中的上層清水；重復以上步驟，當反應池的氨氮去除負荷達到0.5kg/(m3d)，即達到每立方米污水每天去除氨氮0.5kg，并且出水中亞硝酸鹽氮占總氮的比例超過80%時，確定啟動短程硝化反應結束進入下一步； 4)接種厭氧氨氧化顆粒污泥:從已有的厭氧氨氧化UASB反應器中取得顆粒污泥，并注入到反應池內，按重量計，接種厭氧氨氧化顆粒污泥總量占反應池內微生物總量的5%，完成接種后進入下一步； 5)厭氧氨氧化顆粒污泥增殖期:反應池運行依然重復步驟3)啟動短程硝化反應中的進水-曝氣-沉淀排泥-排水四個步驟，在曝氣階段連續檢測反應池內氨氮、亞硝態氮與硝態氮的濃度，控制反應池內溶解氧濃度在0.5-1.0mg/L，在反應過程中厭氧氨氧化顆粒污泥得到增殖，在保證反應池內亞硝態氮濃度高于10mg/L的前提下，逐漸提高反應池內的溶解氧濃度，當反應池內的氨氮去除負荷達到0.7kg/(m3.d)，同時總氮去除率超過60%時，確定厭氧氨氧化顆粒污泥增殖期結束，進入下一步； 6)厭氧氨氧化菌生物膜培養期:在反應池內安裝固定填料為厭氧氨氧化菌的生長提供附著載體，反應池運行過程重復之前步驟3)中的進水-曝氣-沉淀排泥-排水四個步驟，在曝氣階段連續檢測反應池內氨氮、亞硝態氮與硝態氮的濃度，控制反應池內溶解氧濃度在0.8-1.2mg/L,反應池內亞硝酸鹽濃度保持在50mg/L以下，并且調整反應池內的攪拌強度，不形成死區，厭氧氨氧化菌可以與反應池內填料充分接觸，同時又不會因為曝氣量太大而導致將已形成的厭氧氨氧化生物膜從填料上吹脫；經過3個月左右的培養，反應池內填料表面附著了明顯的紅色厭氧氨氧化菌生物膜，反應池內的氨氮去除負荷達到1.0kg/(m3.d)，同時總氮去除率超過85%，確定厭氧氨氧化菌生物膜培養期結束，進入下一步； 7)自養脫氮一體化裝置穩定運行:通過上述步驟，多形態微生物聚集體在反應池內形成，裝置啟動階段結束，控制曝氣量， 使反應池內溶解氧濃度在0.8-1.5mg/L,整個裝置進入正常運行階段。
【文檔編號】C02F3/28GK103482763SQ201310473905
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年10月11日 優先權日:2013年10月11日
【發明者】張樹軍, 韓曉宇, 張亮, 甘一萍, 常江, 孟春霖, 楊岸明, 陳剛新 申請人:北京北排水務設計研究院有限公司, 北京城市排水集團有限責任公司