多形态微生物聚集体自养脱氮一体化装置及运行方法
【专利摘要】本发明公开了一种多形态微生物聚集体自养脱氮一体化装置，设有反应池，池内装有微生物聚集体，安装有垂直推杆滗水装置、固定式填料、曝气器、pH值在线检测仪、溶解氧在线检测仪、氨氮在线检测仪、硝态氮在线检测仪；反应池连接有进水管道、排水管道、排泥管道、空气管道、溢流管道、进水泵、鼓风机和电动阀门；还设有在线气体流量计、pH值在线检测仪、溶解氧在线检测仪、氨氮在线检测仪、硝态氮在线检测仪和信号连接的PLC控制器。运行方法：1)接种污泥；2)驯化培养；3)启动短程硝化反应；4)接种厌氧氨氧化颗粒污泥；5)厌氧氨氧化颗粒污泥增殖期；6)厌氧氨氧化菌生物膜培养期；7)自养脱氮一体化装置稳定运行。本发明适用于中高浓度氨氮污水脱氮处理，结构简单，自动化程度高，脱氮效果好，运行成本低。
【专利说明】多形态微生物聚集体自养脱氮一体化装置及运行方法
【技术领域】
[0001]本发明属于生化法污水处理【技术领域】，具体是一种以厌氧氨氧化技术为核心处理中高浓度氨氮废水的装置和方法。该装置在富集培养氨氧化菌的基础上，通过形成颗粒污泥与生物膜等手段富集培养厌氧氨氧化菌，利用氨氧化菌和厌氧氨氧化菌的协同作用，在单一反应器内实现经济高效脱氮。本装置适用于处理城市污水处理厂消化污泥脱水液等高氨氮、低碳氮比的废水。
【背景技术】
[0002]氮素污染是当前水体富营养化现象频发的重要原因之一，同时也是污水处理与再生回用的关键症结，如何经济高效的去除污水中的氮素污染物已成为国内外专家学者与相关政府部门的研究热点，我国2002年颁布的《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中要求所有排污单位出水水质为氨氮小于5mg/L，总氮小于15mg/L。“十二五”国民经济和社会发展规划纲要中，明确提出氨氮总量减排10%的目标。根据新增的约束性指标，如何实现氨氮减排的目标还需在实践中探索。
[0003]目前应用最多的污水脱氮工艺为硝化反硝化工艺，该工艺先通过硝化菌将污水中的氨氮氧化成硝态氮，再通过反硝化菌利用有机物将硝态氮还原为氮气。传统的污水脱氮工艺操作复杂、运行费用高、并产生大量反硝化污泥，针对以上问题，研究人员开发出了多种新型脱氮工艺，如短程硝化反硝化工艺、同步硝化反硝化工艺、反硝化除磷工艺、厌氧氨氧化工艺等，其中厌氧氨氧化工艺是目前公认的最经济高效的污水脱氮工艺，其核心是通过厌氧氨氧化菌以亚硝酸盐为电子受体将氨氮直接氧化为氮气，大大缩短了传统硝化反硝化工艺的反应流程，厌氧氨氧化工艺与传统脱氮工艺相比具有明显的优势:厌氧氨氧化菌以亚硝酸盐为电子受体，脱氮过程中不需要有机碳源；硝化过程只需将1/2的氨氮氧化至亚硝酸盐，约节省曝气能耗50% ;厌氧氨氧化菌为化能自养菌，在脱氮过程中污泥产量仅为传统硝化反硝化污泥产量的10%左右，大大节省后续污泥处置费用；另外，厌氧氨氧化技术还有脱氮负荷高，减少温室气体排放等有点。厌氧氨氧化技术应用于高氨氮废水处理中，可较大幅度节省运行费用，产生显著的经济效益。同时厌氧氨氧化工艺与传统工艺相比可减少温室气体氧化亚氮的排放，环境效益明显。
[0004]厌氧氨氧化工艺拥有着诸多的技术优势，自上世纪80年代以来一直是国内外专家的研究热点，但如何将厌氧氨氧化技术推广应用一直是世界难题，厌氧氨氧化菌世代生长时间非常长，为11天左右，而且厌氧氨氧化工艺启动初期污泥流失严重，厌氧氨氧化菌富集培养异常困难，世界上第一座厌氧氨氧化工程启动时间为3年，超长的启动周期限制了该技术的快速推广应用，为了缩短厌氧氨氧化工艺的启动时间，需提高反应器对厌氧氨氧化菌的持留能力，使厌氧氨氧化菌得到快速富集，最新的研究结果表明在反应器内形成颗粒污泥或投加新型生物填料可强化厌氧氨氧化菌的持留能力，但目前此技术仍存在一定的技术问题，包括:①厌氧氨氧化菌产气能力较强，因此导致颗粒污泥不易沉降，易随出水流失；②单纯的生物膜工艺厌氧氨氧化菌挂膜时间较长，微生物量较低，反应器处理能力难以提高，且生物膜易脱落，不易储存及新建工程接种。
[0005]综上，目前厌氧氨氧化技术推广应用需要解决的问题包括:如何在反应器内富集高浓度的厌氧氨氧化菌；如何降低反应器内厌氧氨氧化菌的流失风险，提高处理系统的稳定性；如何降低厌氧氨氧化工程接种难度，增强工程的可复制性。因此，需要开发一种新型的利用厌氧氨氧化技术处理高氨氮废水的装置和方法。
【发明内容】
[0006]本发明为了解决上述技术问题，提出一种多形态微生物聚集体自养脱氮一体化装置及运行方法，该装置和方法通过颗粒污泥与生物膜强化了厌氧氨氧化菌在反应池内的滞留能力，使厌氧氨氧化菌得到快速富集，将整个厌氧氨氧化处理系统的启动时间缩短至3-6个月，颗粒污泥较高的生物量浓度进一步增加了厌氧氨氧化菌总量，可获得更高的脱氮效率；而厌氧氨氧化菌生物膜弥补了悬浮污泥与颗粒污泥易流失的弊端，使整个处理系统运行更加稳定；并利用悬浮污泥中氨氧化菌的短程硝化作用，完成亚硝化过程；整个装置充分将悬浮污泥、颗粒污泥与生物膜发的优势有机结合，通过合理的反应器结构和水力流态为不同功能的微生物提供的适宜生长环境，实现装置的快速启动与稳定运行。
[0007]本发明的技术方案是:
[0008]多形态微生物聚集体自养脱氮一体化装置，其特征是:整个装置主体为一个间歇运行的反应池，池内装有絮状污泥、颗粒污泥、生物膜形态的微生物聚集体，反应池内安装有垂直推杆滗水装置、固定式填料、曝气器，并设有PH值在线检测仪、溶解氧在线检测仪、氨氮在线检测仪、硝态氮在线检测仪；反应池连有进水管道、排水管道、排泥管道、空气管道、溢流管道；所述固定式填料为直径100mm-200mm的塑料球形填料；所述垂直推杆滗水装置设有垂直升降的排水圆筒，该排水圆筒上端连接有浮渣挡板与排水堰，排水堰上穿有孔径10-20mm的过水空洞；所述进水管道上设置有电动阀门和进水泵，所述排泥管道上设有手动阀门，所述空气管道上设有气体流量`计、电动阀门，并连接鼓风机。
[0009]所述空气管道上的气体流量计为在线气体流量计，所述进水泵与鼓风机均设有变频控制器，并设有PLC控制器；所述电动阀门为电动调节蝶阀或菱形阀，并配有PLC控制器；反应池内的pH值在线检测仪、溶解氧在线检测仪、氨氮在线检测仪、硝态氮在线检测仪、在线气体流量计均与PLC控制器进行信号连接。
[0010]上述的多形态微生物聚集体自养脱氮一体化装置的运行方法，其特征包括以下步骤:
[0011]I)接种污泥:从城市污水处理厂回流污泥渠道中取活性污泥混合液并注入到反应池中，使反应池内污泥浓度达到2000-5000mg/L，静沉20分钟之后排出上部清液；
[0012]2)驯化培养:开启进水泵，将污水处理厂排放的高氨氮浓度的消化污泥脱水滤液注入反应池中，开启鼓风机进行曝气，当反应池内溶解氧浓度达到1.5-2.0mg/L水平，当氨氮的硝化反应使得反应池内氨氮浓度降低到10mg/L以下时，关闭鼓风机，沉淀30分钟，然后启动垂直推杆滗水装置将上部清液排出反应池；重复上述的进水-曝气-沉淀-排水的循环运行过程，当整个装置的氨氮去除负荷到达污水处理厂设计负荷:0.lkg/(m3*d)，即达到每立方米污水每天去除氨氮0.1kg时，此时既可确认活性污泥适应期即驯化培养步骤结束，进行下一步骤；[0013]3)启动短程硝化反应:依次进行以下步骤:
[0014] 进水:开启进水泵，将污水处理厂排放的高氨氮浓度的消化污泥脱水滤液注入反应池中，保持进水结束后反应池内的氨氮浓度在50-500mg/L，若消化污泥脱水滤液氨氮浓度较低，进水完成后反应池内氨氮浓度低于50mg/L，则投加碳酸氢铵补充氨氮浓度至50mg/L ;若消化污泥脱水滤液氨氮浓度较高,进水完成后反应池内氨氮浓度高于500mg/L，则通过引入城市污水进行稀释；
[0015]曝气:进水完成后，通过调整曝气管道上的电动阀门，控制反应池内的溶解氧浓度在2.0mg/L ;通过调整曝气头的数量和位置，保证悬浮污泥在反应池内充分混合，不出现死区现象；在整个曝气阶段，连续检测反应池内氨氮、亚硝态氮与硝态氮的浓度，控制整个曝气阶段亚硝态氮浓度不断提高，若出现亚硝态氮浓度降低情况，则调小曝气量以降低反应池内溶解氧浓度，当反应池内氨氮浓度降低到5mg/L以下时，停止曝气；
[0016]沉淀排泥:曝气停止后，进行沉淀20-50分钟，然后排出反应池底部的混合污泥，保持反应池污泥龄在6-8天；
[0017]排水:沉淀排泥结束后进行排水，排出反应池中的上层清水；
[0018]重复以上步骤，当反应池的氨氮去除负荷达到0.5kg/(m3d)，即达到每立方米污水每天去除氨氮0.5kg，并且出水中亚硝酸盐氮占总氮的比例超过80%时，确定启动短程硝化反应结束进入下一步；
[0019]4)接种厌氧氨氧化颗粒污泥:从已有的厌氧氨氧化UASB反应器中取得颗粒污泥，并注入到反应池内，按重量计，接种厌氧氨氧化颗粒污泥总量占反应池内微生物总量的5%，完成接种后进入下一步；
[0020]5)厌氧氨氧化颗粒污泥增殖期:反应池运行依然重复步骤3)启动短程硝化反应中的进水-曝气-沉淀排泥-排水四个步骤，在曝气阶段连续检测反应池内氨氮、亚硝态氮与硝态氮的浓度，控制反应池内溶解氧浓度在0.5-1.0mg/L，在反应过程中厌氧氨氧化颗粒污泥得到增殖，在保证反应池内亚硝态氮浓度高于10mg/L的前提下，逐渐提高反应池内的溶解氧浓度，当反应池内的氨氮去除负荷达到0.7kg/(m3 -d)，同时总氮去除率超过60%时，确定厌氧氨氧化颗粒污泥增殖期结束，进入下一步；
[0021]6)厌氧氨氧化菌生物膜培养期:在反应池内安装固定式填料为厌氧氨氧化菌的生长提供附着载体，反应池运行过程重复之前步骤3)中的进水-曝气-沉淀排泥-排水四个步骤，在曝气阶段连续检测反应池内氨氮、亚硝态氮与硝态氮的浓度，控制反应池内溶解氧浓度在0.8-1.2mg/L,反应池内亚硝酸盐浓度保持在50mg/L以下，并且调整反应池内的搅拌强度，不形成死区，厌氧氨氧化菌可以与反应池内填料充分接触，同时又不会因为曝气量太大而导致将已形成的厌氧氨氧化生物膜从填料上吹脱；经过3个月左右的培养，反应池内固定式填料表面附着了明显的红色厌氧氨氧化菌生物膜，反应池内的氨氮去除负荷达到1.0kg/(m3.d)，同时总氮去除率超过85%，确定厌氧氨氧化菌生物膜培养期结束，进入下一步；
[0022]7)自养脱氮一体化装置稳定运行:通过上述步骤，多形态微生物聚集体在反应池内形成，装置启动阶段结束，控制曝气量，使反应池内溶解氧浓度在0.8-1.5mg/L，整个装置进入正常运行阶段。
[0023]本发明的运行工艺原理:将高氨氮废水注入反应池内，在进水过程中污水与反应池内的污泥充分接触，反应池内的反硝化菌利用污水中有效的碳源将硝态氮还原成氮气，进一步去除氮素污染物，进水结束后，开启鼓风机向反应池内鼓入空气，反应池内的悬浮污泥主要为异养菌与氨氧化菌，在有氧条件下，悬浮物污泥将污水中的有机物转化为二氧化碳和水，同时氨氧化菌将污水中的氨氮氧化为亚硝态氮，通过对反应池内溶解氧在线监测，调整鼓风机频率与气量调节阀门开度，控制反应池内溶解氧浓度在0.8-1.5mg/L左右，在微氧条件下，厌氧氨氧化菌颗粒污泥与生物膜利用亚硝态氮为电子受体，将氨氮氧化为氮气，同时产生少量的硝态氮，整个曝气反应过程中，控制亚硝态氮浓度在10mg/L以上，若亚硝态氮浓度低于10mg/L，则适当提高反应池内溶解氧浓度，当氨氮浓度降低到1.0mg/L以下，停止鼓风机，反应结束，进入沉淀阶段，沉淀完成后将上部清液作为最终出水排出，完成本次循环。
[0024]与传统的高氨氮污水处理工艺和常规的厌氧氨氧化脱氮处理工艺等现有技术相t匕，本发明具有如下优点:
[0025]I)整个脱氮反应在一个反应装置内完成，整个装置结构紧凑、构造简单、自动化程度较高、便于操作。
[0026]2)充分利用氨氧化菌与厌氧氨氧化菌的生态特性，创造适合其生长的微氧环境，利用絮体污泥对溶解氧的利用，利用悬浮活性污泥为氨氧化菌生长提供充足的溶解氧等适宜的生长条件，利用颗粒污泥与固定填料为厌氧氨氧化菌富集提供适宜的环境，避免污泥絮体中过高的溶解氧对厌氧氨氧化菌的抑制作用。
[0027]3)在同一反应器中同时培养厌氧氨氧化颗粒物污泥与生物膜，避免了传统厌氧氨氧化工艺污泥易流失、厌氧氨氧化菌生物总量低等缺陷。
[0028]4) 一体化厌氧氨氧化工艺较传统脱氮工艺可节省约50%的曝气能耗，且多形态微生物聚集体自养脱氮一体化装置维持在一个微氧水平，进一步提高氧的利用效率，使得整个装置的曝气能耗进一步降低。`【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1为本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图和实施例对本发明做说明:实施例:参见附图，多形态微生物聚集体自养脱氮一体化装置，整个装置主体为一个间歇运行的反应池1，池内装有絮状污泥、颗粒污泥、生物膜形态的微生物聚集体，反应池内安装有垂直推杆滗水装置4、固定式填料5、曝气器17，并设有pH值在线检测仪6、溶解氧在线检测仪7、氨氮在线检测仪8、硝态氮在线检测仪9 ;反应池连有进水管道2、排水管道18、排泥管道12、空气管道13、溢流管道10 ;所述固定式填料为直径150mm的塑料球形填料；所述垂直推杆滗水装置设有垂直升降的排水圆筒20，该排水圆筒上端连接有浮渣挡板与排水堰，排水堰上穿有孔径15mm的过水空洞；所述进水管道上设置有电动阀门3和进水泵19，所述排泥管道上设有手动阀门11，所述空气管道上设有气体流量计14、电动阀门15，并连接鼓风机16。所述空气管道上的气体流量计为在线气体流量计，所述进水泵与鼓风机均设有变频控制器，并设有PLC控制器；所述电动阀门为电动调节蝶阀或菱形阀，并配有PLC控制器；反应池内的pH值在线检测仪、溶解氧在线检测仪、氨氮在线检测仪、硝态氮在线检测仪、在线气体流量计均与PLC控制器进行信号连接。
[0031]上述的多形态微生物聚集体自养脱氮一体化装置的运行方法，包括以下步骤:
[0032]I)接种污泥:从城市污水处理厂回流污泥渠道中取活性污泥混合液并注入到反应池中，使反应池内污泥浓度达到3500mg/L，静沉20分钟之后排出上部清液；
[0033]2)驯化培养:开启进水泵，将污水处理厂排放的高氨氮浓度的消化污泥脱水滤液注入反应池中，开启鼓风机进行曝气，当反应池内溶解氧浓度达到1.8mg/L水平，当氨氮的硝化反应使得反应池内氨氮浓度降低到10mg/L以下时，关闭鼓风机，沉淀30分钟，然后启动垂直推杆滗水装置将上部清液排出反应池；重复上述的进水-曝气-沉淀-排水的循环运行过程，当整个装置的氨氮去除负荷到达污水处理厂设计负荷:0.lkg/(m3*d)，即达到每立方米污水每天去除氨氮0.1kg时，此时既可确认活性污泥适应期即驯化培养步骤结束，进行下一步骤；
[0034]3)启动短程硝化反应:依次进行以下步骤:
[0035]进水:开启进水泵，将污水处理厂排放的高氨氮浓度的消化污泥脱水滤液注入反应池中，保持进水结束后反应池内的氨氮浓度在50-500mg/L，若消化污泥脱水滤液氨氮浓度较低，进水完成后反应池内氨氮浓度低于50mg/L，则投加碳酸氢铵补充氨氮浓度至50mg/L ;若消化污泥脱水滤液氨氮浓度较高,进水完成后反应池内氨氮浓度高于500mg/L，则通过引入城市污水进行稀释；
[0036]曝气:进水完成后，通过调整曝气管道上的电动阀门，控制反应池内的溶解氧浓度在2.0mg/L ;通过调整曝气头的数量和位置，保证悬浮污泥在反应池内充分混合，不出现死区现象；在整个曝气阶段，连续检测反应池内氨氮、亚硝态氮与硝态氮的浓度，控制整个曝气阶段亚硝态氮浓度不断提高，若出现亚硝态氮浓度降低情况，则调小曝气量以降低反应池内溶解氧浓度，当反应池内氨氮浓度降低到5mg/L以下时，停止曝气；
[0037]沉淀排泥:曝气停止后，进行沉淀35分钟，然后排出反应池底部的混合污泥，保持反应池污泥龄在7天；
[0038]排水:沉淀排泥结束后进行排水，排出反应池中的上层清水；
[0039]重复以上步骤，当反应池的氨氮去除负荷达到0.5kg/(m3d)，即达到每立方米污水每天去除氨氮0.5kg，并且出水中亚硝酸盐氮占总氮的比例超过80%时，确定启动短程硝化反应结束进入下一步；
[0040]4)接种厌氧氨氧化颗粒污泥:从已有的厌氧氨氧化UASB反应器中取得颗粒污泥，并注入到反应池内，按重量计，接种厌氧氨氧化颗粒污泥总量占反应池内微生物总量的5%，完成接种后进入下一步；
[0041]5)厌氧氨氧化颗粒污泥增殖期:反应池运行依然重复步骤3)启动短程硝化反应中的进水-曝气-沉淀排泥-排水四个步骤，在曝气阶段连续检测反应池内氨氮、亚硝态氮与硝态氮的浓度，控制反应池内溶解氧浓度在0.8mg/L，在反应过程中厌氧氨氧化颗粒污泥得到增殖，在保证反应池内亚硝态氮浓度高于10mg/L的前提下，逐渐提高反应池内的溶解氧浓度，当反应池内的氨氮去除负荷达到0.7kg/(m3.d)，同时总氮去除率超过60%时，确定厌氧氨氧化颗粒污泥增殖期结束，进入下一步；
[0042]6)厌氧氨氧化菌生物膜培养期:在反应池内安装固定填料为厌氧氨氧化菌的生长提供附着载体，反应池运行过程重复之前步骤3)中的进水-曝气-沉淀排泥-排水四个步骤，在曝气阶段连续检测反应池内氨氮、亚硝态氮与硝态氮的浓度，控制反应池内溶解氧浓度在1.0mg/L,反应池内亚硝酸盐浓度保持在50mg/L以下，并且调整反应池内的搅拌强度，不形成死区，厌氧氨氧化菌可以与反应池内填料充分接触，同时又不会因为曝气量太大而导致将已形成的厌氧氨氧化生物膜从填料上吹脱；经过3个月左右的培养，反应池内填料表面附着了明显的红色厌氧氨氧化菌生物膜，反应池内的氨氮去除负荷达到1.0kg/(m3.d)，同时总氮去除率超过85%，确定厌氧氨氧化菌生物膜培养期结束，进入下一步；
[0043]7)自养脱氮一体化装置稳定运行:通过上述步骤，多形态微生物聚集体在反应池内形成，装置启动阶段结束，控制曝气量，使反应池内溶解氧浓度在1.2mg/L，整个装置进入正常运行阶段。
[0044]多次实验结果表明，在进入稳定运行阶段后，反应池内红色颗粒污泥不断增多，固定式填料表面逐渐变为棕红色，经分子生物学鉴定证明厌氧氨氧化菌得到有效的富集，整个装置的总氮去除率达到85%以上，氨氮去除负荷达到1.0kg/(m3*d)以上，整个装置的启动时间缩短至3个月，突破了厌氧氨氧化技术实际工程应用的瓶颈。
【权利要求】
1.一种多形态微生物聚集体自养脱氮一体化装置，其特征是:整个装置主体为一个间歇运行的反应池(I)，池内装有絮状污泥、颗粒污泥、生物膜形态的微生物聚集体，反应池内安装有垂直推杆滗水装置(4)、固定式填料(5)、曝气器(17)，并设有pH值在线检测仪(6)、溶解氧在线检测仪(7)、氨氮在线检测仪(8)、硝态氮在线检测仪(9);反应池连有进水管道(2)、排水管道(18)、排泥管道(12)、空气管道(13)、溢流管道(10);所述固定式填料为直径100mm-200mm的塑料球形填料；所述垂直推杆滗水装置设有垂直升降的排水圆筒(20)，该排水圆筒上端连接有浮渣挡板与排水堰，排水堰上穿有孔径10-20mm的过水空洞；所述进水管道上设置有电动阀门(3)和进水泵(19)，所述排泥管道上设有手动阀门(11)，所述空气管道上设有气体流量计(14)、电动阀门(15)，并连接鼓风机(16)。
2.根据权利要求1所述的多形态微生物聚集体自养脱氮一体化装置，其特征是:所述空气管道上的气体流量计为在线气体流量计，所述进水泵与鼓风机均设有变频控制器，并设有PLC控制器；所述电动阀门为电动调节蝶阀或菱形阀，并配有PLC控制器；反应池内的PH值在线检测仪、溶解氧在线检测仪、氨氮在线检测仪、硝态氮在线检测仪、在线气体流量计均与PLC控制器进行信号连接。
3.根据权利要求1或2所述的多形态微生物聚集体自养脱氮一体化装置的运行方法，其特征包括以下步骤: 1)接种污泥:从城市污水处理厂回流污泥渠道中取活性污泥混合液并注入到反应池中，使反应池内污泥浓度达到2000-5000mg/L，静沉20分钟之后排出上部清液； 2)驯化培养:开启进水泵，将污水处理厂排放的高氨氮浓度的消化污泥脱水滤液注入反应池中，开启鼓风机进行曝气，当反应池内溶解氧浓度达到1.5-2.0mg/L水平，当氨氮的硝化反应使得反应池内氨氮浓度降低到10mg/L以下时，关闭鼓风机，沉淀30分钟，然后启动垂直推杆滗水装置将上部清液排出反应池；重复上述的进水-曝气-沉淀-排水的循环运行过程，当整个装置的氨氮去除负荷到达污水处理厂设计负荷:0.lkg/(m3*d)，即达到每立方米污水每天去除 氨氮0.1kg时，此时既可确认活性污泥适应期即驯化培养步骤结束，进行下一步骤； 3)启动短程硝化反应:依次进行以下步骤: 进水:开启进水泵，将污水处理厂排放的高氨氮浓度的消化污泥脱水滤液注入反应池中，保持进水结束后反应池内的氨氮浓度在50-500mg/L，若消化污泥脱水滤液氨氮浓度较低，进水完成后反应池内氨氮浓度低于50mg/L，则投加碳酸氢铵补充氨氮浓度至50mg/L ；若消化污泥脱水滤液氨氮浓度较高，进水完成后反应池内氨氮浓度高于500mg/L，则通过引入城市污水进行稀释； 曝气:进水完成后，通过调整曝气管道上的电动阀门，控制反应池内的溶解氧浓度在2.0mg/L ;通过调整曝气头的数量和位置，保证悬浮污泥在反应池内充分混合，不出现死区现象；在整个曝气阶段，连续检测反应池内氨氮、亚硝态氮与硝态氮的浓度，控制整个曝气阶段亚硝态氮浓度不断提高，若出现亚硝态氮浓度降低情况，则调小曝气量以降低反应池内溶解氧浓度，当反应池内氨氮浓度降低到5mg/L以下时，停止曝气； 沉淀排泥:曝气停止后，进行沉淀20-50分钟，然后排出反应池底部的混合污泥，保持反应池污泥龄在6-8天； 排水:沉淀排泥结束后进行排水，排出反应池中的上层清水；重复以上步骤，当反应池的氨氮去除负荷达到0.5kg/(m3d)，即达到每立方米污水每天去除氨氮0.5kg，并且出水中亚硝酸盐氮占总氮的比例超过80%时，确定启动短程硝化反应结束进入下一步； 4)接种厌氧氨氧化颗粒污泥:从已有的厌氧氨氧化UASB反应器中取得颗粒污泥，并注入到反应池内，按重量计，接种厌氧氨氧化颗粒污泥总量占反应池内微生物总量的5%，完成接种后进入下一步； 5)厌氧氨氧化颗粒污泥增殖期:反应池运行依然重复步骤3)启动短程硝化反应中的进水-曝气-沉淀排泥-排水四个步骤，在曝气阶段连续检测反应池内氨氮、亚硝态氮与硝态氮的浓度，控制反应池内溶解氧浓度在0.5-1.0mg/L，在反应过程中厌氧氨氧化颗粒污泥得到增殖，在保证反应池内亚硝态氮浓度高于10mg/L的前提下，逐渐提高反应池内的溶解氧浓度，当反应池内的氨氮去除负荷达到0.7kg/(m3.d)，同时总氮去除率超过60%时，确定厌氧氨氧化颗粒污泥增殖期结束，进入下一步； 6)厌氧氨氧化菌生物膜培养期:在反应池内安装固定填料为厌氧氨氧化菌的生长提供附着载体，反应池运行过程重复之前步骤3)中的进水-曝气-沉淀排泥-排水四个步骤，在曝气阶段连续检测反应池内氨氮、亚硝态氮与硝态氮的浓度，控制反应池内溶解氧浓度在0.8-1.2mg/L,反应池内亚硝酸盐浓度保持在50mg/L以下，并且调整反应池内的搅拌强度，不形成死区，厌氧氨氧化菌可以与反应池内填料充分接触，同时又不会因为曝气量太大而导致将已形成的厌氧氨氧化生物膜从填料上吹脱；经过3个月左右的培养，反应池内填料表面附着了明显的红色厌氧氨氧化菌生物膜，反应池内的氨氮去除负荷达到1.0kg/(m3.d)，同时总氮去除率超过85%，确定厌氧氨氧化菌生物膜培养期结束，进入下一步； 7)自养脱氮一体化装置稳定运行:通过上述步骤，多形态微生物聚集体在反应池内形成，装置启动阶段结束，控制曝气量， 使反应池内溶解氧浓度在0.8-1.5mg/L,整个装置进入正常运行阶段。
【文档编号】C02F3/28GK103482763SQ201310473905
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年10月11日 优先权日:2013年10月11日
【发明者】张树军, 韩晓宇, 张亮, 甘一萍, 常江, 孟春霖, 杨岸明, 陈刚新 申请人:北京北排水务设计研究院有限公司, 北京城市排水集团有限责任公司