本发明涉及污水处理技术领域，具体是一种短程反硝化器和利用短程反硝化反应器进行短程反硝化工艺快速启动的方法。
背景技术：
厌氧氨氧化自养脱氮工艺是传统硝化反硝化的革命性替代技术，其通过NO2—N(亚硝态氮)对NH4+-N(氨氮)进行氧化而实现自养脱氮，仅需要将污水中约50％的NH4+-N转化为NO2--N，相对于传统工艺节省62.5％的曝气能耗，不需要外加碳源、污泥产量低、不产生温室气体。
短程硝化是厌氧氨氧化反应中间产物NO2--N产生的传统途径，在氨氧化菌的作用下将NH4+-N转化为NO2—N。但稳定的短程硝化难以控制，尤其是对于低氨氮废水，如城市污水，短程硝化难以稳定维持，难以为厌氧氨氧化反应提供稳定、充足的NO2--N。因此，开发稳定、快速的NO2--N的产生方法至关重要。
短程反硝化工艺就是一种快速、稳定的NO2--N产生方法，将反硝化过程控制在产NO2--N阶段，即阻止反硝化菌利用碳源将NO2--N进一步还原为氮气。与传统的短程硝化NO2--N产生过程相比，短程反硝化100％节省曝气能耗，反应时间缩短50％以上，反应过程控制简单，具有巨大的实际工程应用潜力。同时厌氧氨氧化反应会产生NO3--N。采用短程反硝化可将厌氧氨氧化产生的NO3--N还原为NO2--N，为厌氧氨氧化提供NO2--N底物，进一步降低出水的NO3--N浓度。因此，短程反硝化工艺具有重大的实际应用价值，开发短程反硝化工艺的快速启动方法具有重要的意义。
技术实现要素：
本发明为了解决上述技术问题，提出一种反硝化反应器，该反硝化反应器在传统SBR反应器的基础上增设了pH值的自动调节系统、反应器控制系统。pH值自动调控系统实现反应器内pH值的自动调节，反应器控制系统根据反应器内NO3--N浓度控制反应器的反应时间，实现反应器的进水、反应及排水等功能的自动控制。
短程反硝化工艺的快速启动方法，通过对反应时间、C：N值即ρCOD：ρNO3，亦即碳源COD与NO3--N的浓度比，以及反应初始pH值的联合调控，实现短程反硝化菌的快速富集与培养，实现短程反硝化工艺的快速启动。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种短程反硝化反应器，其特征是：设有反硝化反应池，在该反硝化反应池内设有搅拌器，液位计、在线NO3--N测定仪、温控器、在线pH计，在反硝化反应池侧壁外，液位高度1/2和3/4位置分别安装一根排水管，每根排水管上设置电磁阀；设有与反应池内连通的进水管和进水泵；设有pH值自动调节控制器和与该控制器进行控制连接的加药桶、加药泵、在线pH计组成的pH值自动调节系统；另外设有控制反硝化反应器自动运行的自动控制器，该自动控制器与所述进水泵、液位计、在线NO3--N测定仪、温控器、电磁阀和pH值自动调节控制器进行控制连接，组成短程反硝化反应器控制系统。
本发明进一步完善和实施的补充方案是：
所述自动控制器设有远程无线信号传输模块，通过该模块自动控制器与厂内中心监控器进行信号传输连接，及时将反硝化反应器运行状况的信息传送给厂内中心监控器。
利用上述短程反硝化反应器进行短程反硝化工艺的快速启动方法，其特征是包含以下步骤：
1)开启短程反硝化反应器控制系统和pH值自动调节系统，根据反硝化反应池池容设定控制数值：pH调节值、pH值自动调节控制器提取pH值间隔时间、调节pH值时间、反硝化反应池水温、反应器控制系统从在线硝酸盐测定仪提取NO3--N浓度的间隔时间、反硝化反应池静沉时间、静沉后闲置时间；
2)接种污泥：在反硝化反应器内接种富含反硝化菌的污泥，首先测试该污泥的反硝化速率，反硝化速率需大于0.1kg NO3--N/m3d，一般具有脱氮功能的城市污水处理厂的活性污泥大都符合要求；接种后反应器内污泥浓度控制在2500-4500mg/L；
3)配置进水的硝酸盐及COD的浓度：在进水池中投加硝酸盐，控制NO3—N的浓度为20-80mg/L，投加碳源：葡萄糖、乙酸钠、淀粉，并且调节进水中的碳/氮比即COD：NO3--N为1－2；
4)反硝化反应池进水：自动控制器控制启动进水泵，通过反硝化反应池中的液位计控制反硝化反应池中进满水后关闭进水泵；
5)调节反硝化反应池中的pH值：开启pH值调节系统，自动调节初始反应pH值到8.0-9.5，pH值调节方法是pH值自动调节控制器从反硝化反应池中的在线pH计获取反硝化反应池中的pH值，当其低于设定标准时，通过加药泵从加药桶中抽取溶液注入反硝化反应池，同时开启搅拌器，5-10秒后再提取pH值，直至pH值达到标准，5-10分钟后pH调节系统停止调节。根据反硝化反应池容积和加药桶的药水浓度预先设置好pH差值与加药量的对应值，以保证pH值调节的快速准确；
6)调节反硝化反应池中水的温度：自动控制器通过温控器调节反硝化反应池中的水温，控制在25-32℃；
7)启动反硝化反应器的反应过程：上述步骤完成后，自动控制器启动搅拌器，在线硝酸盐测定仪记录初始NO3--N浓度，反硝化反应器正式开始进入反硝化反应过程，反应器控制系统每10-30秒从在线硝酸盐测定仪提取一次NO3--N浓度，当NO3--N浓度小于初始NO3--N浓度的1/3时，停止搅拌器，进行下一步；
8)反硝化反应池进行静沉：停止搅拌器后，反硝化反应池进行静沉，静沉时间15－30分钟，在静沉期间，若反应器内泥水界面低于上排水管，则开启上排水管排水，低于下排水管则开启下排水管排水；静沉时间结束后停止排水，进行下一步；
9)完成一个短程反硝化菌的培养周期：上一步反硝化反应池静沉结束后，闲置10-30分钟后，检测反硝化反应池内亚硝酸盐NO2--N积累率，即反应过程中亚硝酸盐NO2--N浓度的增加值与硝酸盐浓度降低值的比例是否大于80％，若不大于，则结束第一个培养周期，返回步骤3)的运行，进行下一个培养周期；若大于80％则进行下一步；
10)结束快速启动工艺过程：关闭pH值自动调节系统，通过反硝化反应器自动控制系统控制，进行下一步，开始短程反硝化工艺的正常运行；
11)反硝化反应池进水：自动控制器控制启动进水泵，通过反硝化反应池中的液位计控制反硝化反应池中进满水后关闭进水泵，进行下一步；
12)反硝化反应过程：自动控制器启动搅拌器，在线硝酸盐测定仪记录初始NO3--N浓度，反硝化反应器正式开始进入反硝化反应过程，反应器控制系统每10-30秒从在线硝酸盐测定仪提取一次NO3--N浓度，当NO3--N浓度小于初始NO3--N浓度的1/3时，停止搅拌器，进行下一步；
13)反硝化反应池进行静沉排水：停止搅拌器后，反硝化反应池进行静沉，静沉时间15－30分钟，在静沉期间，若反应器内泥水界面低于上排水管，则开启上排水管排水，低于下排水管则开启下排水管排水；静沉时间结束后停止排水；返回第11)步。
本发明的有益效果：
1、反硝化反应器结构在原来SBR反应器的基础上进行改进，投入少，成本低进入生产运行周期短；
2、短程反硝化反应工艺的快速启动能够大大提高短程反硝化工艺方法的运行效率，大大缩短污水处理的周期，提高生产效率，从而大大减少运营成本和提高产能；
3、短程反硝化工艺快速启动方法自动控制程度高，控制灵活，准确，质量好，效率高；
4、节约能源，利于环保。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行说明：
实施例1：参见附图，一种短程反硝化反应器，设有反硝化反应池1，在该反硝化反应池内设有搅拌器5，液位计4、在线NO3--N测定仪3、温控器7、在线pH计9，在反硝化反应池侧壁外，液位高度1/2和3/4位置分别安装一根排水管，每根排水管上设置电磁阀13、14；设有与反应池内连通的进水管和进水泵2；设有pH值自动调节控制器12和与该控制器进行控制连接的加药桶11、加药泵10、在线pH计组成的pH值自动调节系统；另外设有控制反硝化反应器自动运行的自动控制器8，该自动控制器与所述进水泵、液位计、在线NO3--N测定仪、温控器、电磁阀和pH值自动调节控制器进行控制连接，组成短程反硝化反应器控制系统。
所述自动控制器设有远程无线信号传输模块，通过该模块自动控制器与厂内中心监控器进行信号传输连接，及时将反硝化反应器运行状况的信息传送给厂内中心监控器。
利用上述短程反硝化反应器进行短程反硝化工艺的快速启动方法，包含以下步骤：
1)开启短程反硝化反应器控制系统和pH值自动调节系统，根据反硝化反应池池容设定控制数值：pH调节值为8.8、pH值自动调节控制器提取pH值间隔时间为5分钟、调节pH值时间为5秒钟、反硝化反应池水温为28℃、反应器控制系统从在线硝酸盐测定仪提取NO3--N浓度的间隔时间30秒、反硝化反应池静沉时间30分钟、静沉后闲置时间5分钟；
2)接种污泥：在反硝化反应器内接种富含反硝化菌的污泥，首先测试该污泥的反硝化速率，反硝化速率需大于0.1kg NO3--N/m3d，一般具有脱氮功能的城市污水处理厂的活性污泥大都符合要求；接种后反应器内污泥浓度控制在2500-4500mg/L；
3)配置进水的硝酸盐及COD的浓度：在进水池中投加硝酸盐，控制NO3—N的浓度为20-80mg/L，投加碳源：葡萄糖、乙酸钠、淀粉，并且调节进水中的碳/氮比即COD：NO3--N为1－2；
4)反硝化反应池进水：自动控制器控制启动进水泵，通过反硝化反应池中的液位计控制反硝化反应池中进满水后关闭进水泵；
5)调节反硝化反应池中的pH值：开启pH值调节系统，自动调节初始反应pH值到8.8，pH值调节方法是pH值自动调节控制器从反硝化反应池中的在线pH计获取反硝化反应池中的pH值，当其低于设定标准时，通过加药泵从加药桶中抽取溶液注入反硝化反应池，同时开启搅拌器，5-10秒后再提取pH值，直至pH值达到标准，5-10分钟后pH调节系统停止调节。
6)调节反硝化反应池中水的温度：自动控制器通过温控器调节反硝化反应池中的水温，控制在28℃；
7)启动反硝化反应器的反应过程：上述步骤完成后，自动控制器启动搅拌器，在线硝酸盐测定仪记录初始NO3--N浓度，反硝化反应器正式开始进入反硝化反应过程，反应器控制系统每30秒从在线硝酸盐测定仪提取一次NO3--N浓度，当NO3--N浓度小于初始NO3--N浓度的1/3时，停止搅拌器，进行下一步；
8)反硝化反应池进行静沉：停止搅拌器后，反硝化反应池进行静沉，静沉时间30分钟，在静沉期间，若反应器内泥水界面低于上排水管，则开启上排水管排水，低于下排水管则开启下排水管排水；静沉时间结束后停止排水，进行下一步；
9)完成一个短程反硝化菌的培养周期：上一步反硝化反应池静沉结束后，闲置10-30分钟后，检测反硝化反应池内亚硝酸盐NO2--N积累率，即反应过程中亚硝酸盐NO2--N浓度的增加值与硝酸盐浓度降低值的比例是否大于80％，若不大于，则结束第一个培养周期，返回步骤3)的运行，进行下一个培养周期；若大于80％则进行下一步；
10)结束快速启动工艺过程：上述培养周期进行5个之后，检测结果是：反应池内亚硝酸盐积累率大于80％，终止培养周期，快速启动工艺过程完成；关闭pH值自动调节系统，通过反硝化反应器自动控制系统控制，进行下一步，开始短程反硝化工艺的正常运行；
11)反硝化反应池进水：自动控制器控制启动进水泵，通过反硝化反应池中的液位计控制反硝化反应池中进满水后关闭进水泵，进行下一步；
12)反硝化反应过程：自动控制器启动搅拌器，在线硝酸盐测定仪记录初始NO3--N浓度，反硝化反应器正式开始进入反硝化反应过程，反应器控制系统每30秒从在线硝酸盐测定仪提取一次NO3--N浓度，当NO3--N浓度小于初始NO3--N浓度的1/3时，停止搅拌器，进行下一步；
13)反硝化反应池进行静沉排水：停止搅拌器后，反硝化反应池进行静沉，静沉时间30分钟，在静沉期间，若反应器内泥水界面低于上排水管，则开启上排水管排水，低于下排水管则开启下排水管排水；静沉时间结束后停止排水；返回第11)步。
本实施例正常运行了一周，一切正常，取得了理想的效果。进入正常运行的启动时间比常规的启动方法减少了40％时间。
应当指出：在不改变本专利的设备基本结构和方法基本步骤的前提下，大同小异改变的技术方案也应属于本专利的保护范围。