公开(公告)日2017.08.08
IPC分类号C02F3/30; C02F3/34; C02F101/30; C02F101/16
摘要
利用污泥发酵物在SBR中实现污水短程硝化反硝化的方法和装置，属于城市污水处理以及污泥生化处理领域。该方法通过投加污泥发酵物对硝化细菌(氨氧化细菌AOB和亚硝酸盐氧化菌NOB)抑制活性的不同(对NOB抑制程度更强)，从而达到淘洗NOB的目的。本方法适用于SBR的各种运行方式，本发明以AOA‑SBR运行方式为例，实现了较高的亚硝积累率和总氮去除率，从而达到低C/N比城市生活污水的深度脱氮的目的。本发明通过将剩余污泥发酵物和生活污水混合处理，能够解决生活污水不能稳定实现短程硝化的问题，还可以节省外加碳源成本，提高脱氮效率，同时实现污泥减量化处理。
权利要求书
1.利用污泥发酵物在SBR中实现污水短程硝化反硝化的方法，其特征在于，应用如下装置，该装置包括剩余污泥通过第一泵蠕动泵(1)泵入剩余污泥发酵罐(2)，剩余污泥发酵罐(2)内安装第一搅拌器(3)、温度控制装置(4)和第一pH控制器(5);剩余污泥发酵罐(2)与发酵混合物储存罐(9)连接，发酵混合物储存罐(9)通过第二蠕动泵(11)与序批式反应器SBR(13)连接;生活污水水箱(8)通过第三蠕动泵即进水泵(10)与序批式反应器SBR(13)连接;序批式反应器SBR(13)中安装第二搅拌器(15)、第一溶解氧控制器(12)和第二pH控制器(14);序批式反应器SBR(13)中的曝气头与空压机(16)连接;另外，设置与计算机(7)相连的过程控制器(6)，用以控制第一蠕动泵(1)、第二蠕动泵(11)、第三蠕动泵(10)、第一搅拌器(3)、第二搅拌器(15)、温度控制器(4)、第一pH控制器(5)、第二pH控制器(14)和空压机(16)。
2.利用权利要求1所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)剩余污泥发酵罐的启动：剩余污水发酵罐(2)为半连续反应器，接种污泥为城市污水处理厂二沉池排泥，污泥停留时间SRT在6～20天，控制pH在9～10;根据SRT每天排放剩余污泥发酵混合物至发酵混合物储存罐(9)并加入等体积新鲜剩余污泥至剩余污泥发酵罐(2);
(2)序批式反应器SBR的启动：以全程硝化污泥作为接种污泥注入序批式反应器SBR(13)，以实际城市生活污水为原水注入生活污水水箱(8)，通过第三蠕动泵即进水泵(10)打入序批式反应器SBR(13)，同时污泥发酵混合物通过第二蠕动泵(11)打入序批式反应器SBR(13)，每天运行2～4个周期，排水比维持在50～80%，每个周期包括进水，厌氧搅拌，曝气，缺氧搅拌，沉淀，排水，在上述条件下运行反应器;
序批式反应器SBR：
I进水、污泥发酵混合物设定进水量为反应器有效体积的1/3～4/5，进污泥发酵混合物量为进水体积的1/50～1/10，两者均通过时控开关控制，系统启动后，污水水箱(8)中的污水通过进水泵(10)进入序批式反应器SBR(13)，进水过程中，剩余污泥发酵罐(2)中的发酵混合物通过第二蠕动泵(11)进入SBR(13);
II厌氧搅拌进水完毕后进入厌氧搅拌阶段，设定搅拌时间为2～3.5h;
III曝气开启空压机(16)，向序批式反应器SBR(13)提供氧气，将进水中的氨氮转化为氧化态氮;通过实时控制装置维持溶解氧DO在1～4mg/L，并监测pH，设定曝气时间在1～3h且氨谷点出现前;氨谷点是指pH值先下降后上升的拐点;
IV缺氧搅拌设定搅拌时间2～5h;
VI沉淀排水设定沉淀时间1～2h，泥水分离之后排水，排水比为50%～80%。
3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，SBR运行方式包括AOA-SBR或间歇曝气AOAOAO-SBR。
说明书
利用污泥发酵物在SBR中实现污水短程硝化反硝化的方法和装置
技术领域
本发明涉及了利用污泥发酵物在SBR中实现污水短程硝化反硝化的方法和装置的优化控制，属于城市污水处理以及污泥生化处理领域。本工艺适用于低C/N城市生活污水的强化深度脱氮。
背景技术
生物脱氮技术被广泛地应用于城市生活污水处理厂。然而城市污水碳源不足的问题限制了传统生物脱氮工艺的应用。同时污水处理厂不可避免会产生大量的剩余污泥，剩余污泥的处理处置也是一大难题。剩余污泥是污水生物处理过程中产生的物质，主要有机成分是蛋白质、碳水化合物和脂肪。剩余污泥厌氧发酵技术能产生大量短链脂肪酸，可以作为生物脱氮过程中的优质碳源，同时实现污泥减量化处理。开发剩余污泥内碳源可以将发酵液和污泥分离选择利用发酵液，也可以直接利用其污泥发酵混合物。考虑到运行成本等实际问题，只利用污泥发酵上清液成本太高，可以选择利用剩余污泥发酵混合物。
硝化细菌是一类化能营养型细菌，主要包括氨氧化细菌(AOB)和亚硝酸盐氧化细菌(NOB)两类，分别将氨氮转化为亚硝态氮，将亚硝态氮转化为硝态氮，其在生活污水生物脱氮过程中发挥着不可替代的作用。短程脱氮技术是将生物硝化过程控制在氨氧化阶段，而后直接进行反硝化，进而实现节能降耗的目的。短程硝化是短程脱氮技术的关键，而实现短程硝化的关键在于实现AOB的富集以及NOB的抑制和淘洗。
利用污泥发酵物在SBR中实现污水短程硝化反硝化的方法和装置，以剩余污泥和城市污水为研究对象，利用污泥发酵物对硝化细菌(AOB和NOB)抑制能力的不同达到淘洗NOB的作用，通过序批式反应器SBR的短程硝化，缺氧反硝化进行有机物和氮的去除从而实现了深度脱氮，提高了系统的总氮去除率。利用污水厂自身排放的污泥作为碳源，在提高脱氮效率的同时节省了外加碳源的费用;利用污泥发酵混合物省略了污泥和发酵液分离的过程，节约成本，同时实现了污泥减量化处理。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出一种利用污泥发酵物在SBR中实现污水短程硝化反硝化的方法和装置，将剩余污泥发酵混合物泵入处理低C/N生活污水的序批式反应器SBR中，污泥发酵物的投加使得亚硝酸盐氧化菌的活性得以抑制，使得在好氧阶段氨氮转化为亚硝态氮，再进入缺氧搅拌，进行反硝化，将亚硝态氮去除，从而达到深度脱氮的目的。
本发明通过以下技术方案来实现：
(1)剩余污泥发酵罐的启动：剩余污泥发酵罐(2)为半连续反应器，接种污泥为城市污水处理厂二沉池排泥，污泥停留时间SRT在6～20天，控制pH在9～10;根据SRT每天排放剩余污泥发酵混合物至发酵混合物储存罐(9)并加入等体积新鲜剩余污泥至剩余污泥发酵罐(2);
(2)序批式反应器SBR的启动：以全程硝化污泥作为接种污泥注入序批式反应器SBR(13)，以实际城市生活污水为原水注入生活污水水箱(8)，通过第三蠕动泵即进水泵(10)打入序批式反应器SBR(13)，同时污泥发酵混合物通过第二蠕动泵(11)打入序批式反应器SBR(13)，每天运行2～4个周期，排水比维持在50～80%，每个周期包括进水，厌氧搅拌，曝气，缺氧搅拌，沉淀，排水，在上述条件下运行反应器。
序批式反应器SBR：
I进水、发酵混合物设定进水量为反应器有效体积的1/2～4/5，进发酵混合物量为进水体积的1/50～1/10，两者均通过时控开关控制，系统启动后，污水水箱(8)中的污水通过进水泵(10)进入序批式反应器SBR(13)，进水过程中，剩余污泥发酵罐(2)中的发酵混合物通过第二蠕动泵(11)进入SBR(13);
II厌氧搅拌进水完毕后进入厌氧搅拌阶段，设定搅拌时间为3～3.5h;
III曝气开启空压机(16)，向序批式反应器SBR(13)提供氧气，将进水中的氨氮转化为氧化态氮;通过实时控制装置维持溶解氧DO在1～4mg/L，并监测pH，设定曝气时间在1～3h且氨谷点出现前(氨谷点是指pH值先下降后上升的拐点);
IV缺氧搅拌设定搅拌时间2～5h;
VI沉淀排水设定沉淀时间1～2h，泥水分离之后排水，排水比为50%～80%。
综上所述，本发明提供一种利用污泥发酵物在SBR中实现污水短程硝化反硝化的方法和装置，以剩余污泥和城市污水为研究对象，利用污泥发酵物对硝化细菌(AOB和NOB)抑制能力的不同达到淘洗NOB的作用，从而通过序批式反应器SBR的短程硝化反硝化、缺氧反硝化进行有机物和氮的去除实现了深度脱氮，提高了系统总氮去除率。利用污水厂自身排放的污泥作为碳源，在提高脱氮效率的同时节省了外加碳源的费用;利用污泥发酵混合物省略了污泥和发酵液分离的过程，节约成本，同时实现了污泥减量化处理。
