申请日2018.07.06
公开(公告)日2018.11.23
IPC分类号C02F3/30
摘要
一种启动并稳定维持城市污水短程硝化的装置与方法，属于城市生活污水处理领域。该装置主要由原水箱，城市污水短程硝化装置，全程硝化装置，污泥处理装置及污泥回流装置组成。该方法为，利用高温处理活性污泥后，AOB与NOB恢复速率差异，启动短程硝化，并结合污泥处理装置提高短程硝化运行稳定性，从而启动并稳定运行城市污水短程硝化。该装置操作简单，自控程度高，短程硝化节省曝气量，污泥产量低，降低处理费用。
权利要求书
1.一种启动并稳定维持城市污水短程硝化的装置，其特征在于：包括城市污水原水箱(1)，短程硝化装置，全程硝化装置，污泥处理装置及污泥回流装置;
短程硝化装置包括第三曝气泵(28)，第三流量计(29)，第三曝气头(31)，第三搅拌器(32)，第三pH探头(33)，第三DO探头(34)，第三水质分析仪(35)，第三取样阀(36)，第三排水阀(39)和第三排水泵(40)装置;
全程硝化装置包括第一曝气泵(7)，第一流量计(6)，第一曝气头(5)，第一搅拌器(8)，第一pH探头(9)，第一DO探头(10)，第一水质分析仪(12)，第一取样阀(11)，第一排水阀(13)和第一排水泵(14)装置;
其中污泥处理装置包括第二曝气泵(20)，第二流量计(19)，第二曝气头(18)，第二搅拌器(21)，第二pH探头(22)，第二DO探头(23)，第二水质分析仪(24)，第二取样阀(25)，第二排水阀(44)和第二排水泵(43)装置;
其中污泥回流装置包括回流阀和回流泵;
短程硝化装置，全程硝化装置及污泥处理装置之间均通过污泥回流装置连接。
2.应用如权利要求1所述装置的方法，其特征在于，运行操作步骤如下：
1)城市污水原水箱(1)中污水经第三进水泵(37)和第三进水阀(38)进入短程硝化装置(30)，进水后单周期运行方式如下，进水20min，缺氧搅拌90min，曝气120min，沉淀30min，排水20min，闲置200min，3周期/天，运行期间温度为室温，DO大于3mg/L，pH随进水水质变化，污泥浓度维持在3500±200mg/L;
2)城市污水原水箱(1)中污水经第一进水泵(2)和第一进水阀(3)进入全程硝化装置(4)，进水后单周期运行方式如下，进水20min，缺氧搅拌90min，曝气120min，沉淀30min，排水20min，闲置200min，3周期/天，运行期间温度为室温，DO大于3mg/L，pH随进水水质变化，污泥浓度维持在4000±200mg/L;
3)全程硝化50%泥水混合物经第一污泥泵(15)和第一污泥阀门(16)进入污泥处理装置后，将活性污泥用50℃以上高温抑制30min，然后经第二进水泵(45)和第二进水阀(46)进入城市污水，开始曝气恢复，连续曝气，期间根据水质分析仪(24)监控pH曲线，当pH曲线出现拐点即氨谷点时，便停止曝气，重新进入城市污水进行曝气恢复，10天后将反应器50%泥水混合物经第二污泥泵(27)和第二污泥阀门(26)进入短程硝化装置(30)，同时短程硝化装置(30)经第三污泥泵(41)和第三污泥阀(42)回流50%泥水混合物至全程硝化装置(4);
4)单一周期运行结束，重复以上步骤运行。
说明书
一种启动并稳定维持城市污水短程硝化的装置与方法
技术领域
本发明相关的一种启动并稳定维持城市污水短程硝化的装置与方法，属于城市污水生物处理领域，适用于低碳比的城市污水脱氮处理;
背景技术
近些年，我国水体富营养化问题频频发生，其原因在于水体中氮，磷元素的超标，因此城市污水处理厂对于氮，磷的处理要求愈来愈高;相比除磷，氮的去除问题更为迫切，脱氮的工艺方法也是亟待改善;
近年来兴起的短程硝化反硝化，短程硝化厌氧氨氧化脱氮工艺，有着诸多优点，如：节约曝气量，节省反应时间，节约反硝化所需碳源，污泥产量降低，节省处理费用，但缺乏一种稳定有效的短程硝化的快速启动及稳定运行方法;
目前，用于实现短程硝化的方法主要有高浓度游离氨(FA)和高浓度游离亚硝酸盐(FNA)，低溶解氧(DO)，短污泥龄(SRT)结合曝气时间控制，缺好氧间歇曝气手段及投加抑制剂等，以上方法虽然能实现短程硝化，但是启动时间较长，并且短程运行难以稳定维持，一旦发生过曝气现象，短程便被破坏;
本发明通过高温抑制使氨氧化菌(AOB)与亚硝酸盐氧化菌(NOB)活性降低，然后利用恢复期间AOB活性恢复较NOB快，实现短程硝化的快速启动，利用旁侧的污泥抑制与恢复装置，强化并维持短程硝化长期稳定运行;
发明内容
本发明的目的在于提出了一套启动并稳定维持城市污水短程硝化的方法，本发明利用高温对活性污泥进行预处理，同时降低AOB与NOB活性，但在恢复期，AOB活性恢复速率较NOB快，使氨氧化速率大于亚硝酸盐氧化速率，然后在反应器运行时，辅以旁侧高温抑制与恢复装置，能够启动并稳定维持城市污水短程硝化。
一种启动并稳定维持城市污水短程硝化的装置与方法，其特征在于：由城市污水原水箱(1)，城市污水短程硝化装置，全程硝化装置，污泥处理装置及污泥回流装置组成;
城市污水短程硝化装置包括第三曝气泵(28)，第三流量计(29)，第三曝气头(31)，第三搅拌器(32)，第三pH探头(33)，第三DO探头(34)，第三水质分析仪(35)，第三取样阀(36)，第三排水阀(39)，第三排水泵(40)等装置;
城市污水全程硝化装置包括第一曝气泵(7)，第一流量计(6)，第一曝气头(5)，第一搅拌器(8)，第一pH探头(9)，第一DO探头(10)，第一水质分析仪(12)，第一取样阀(11)，第一排水阀(13)，第一排水泵(14)等装置;
污泥处理装置包括第二曝气泵(20)，第二流量计(19)，第二曝气头(18)，第二搅拌器(21)，第二pH探头(22)，第二DO探头(23)，第二水质分析仪(24)，第二取样阀(25)，第二排水阀(44)，第二排水泵(43)等装置;
污泥回流装置由回流阀和回流泵组成;
城市污水短程硝化装置，城市污水全程硝化装置及污泥处理装置之间通过三套污泥回流装置连接。
城市污水短程硝化装置，首先进行前置缺氧反硝化，接着进行短程硝化，实现氮的去除，反应结束，沉淀排水;
城市污水全程硝化装置，城市污水进入后，进行前置缺氧反硝化，接着进行全程硝化，本装置的作用主要为污泥处理装置提供活性污泥，并有一定的脱氮效果;
污泥处理装置，全程硝化活性污泥进入后，进行高温抑制及恢复处理，使全程活性污泥转变为短程硝化污泥，以启动与维持城市污水短程硝化;
本发明提供的一种启动并稳定维持城市污水短程硝化的装置与方法，包括以下步骤：
城市污水原水箱(1)中污水经第三进水泵(37)和第三进水阀(38)进入短程硝化装置(30)，进水后单周期运行方式如下，进水20min，缺氧搅拌90min，曝气120min，沉淀30min，排水20min，闲置200min，3周期/天，运行期间温度为室温，DO大于3mg/L，pH随进水水质变化(6.8-7.5)，污泥浓度维持在3500±200mg/L;
城市污水原水箱(1)中污水经第一进水泵(2)和第一进水阀(3)进入全程硝化装置(4)，进水后单周期运行方式如下，进水20min，缺氧搅拌90min，曝气120min，沉淀30min，排水20min，闲置200min，3周期/天，运行期间温度为室温，DO大于3mg/L，pH随进水水质变化(6.8-7.5)，污泥浓度维持在4000±200mg/L;
污泥处理装置主要对活性污泥进行抑制与恢复，具体操作为，全程硝化50%泥水混合物经第一污泥泵(15)和第一污泥阀门(16)进入污泥处理装置后，将活性污泥用50℃以上高温抑制30min，然后经第二进水泵(45)和第二进水阀(46)进入城市污水，开始曝气恢复，连续曝气10天，期间根据水质分析仪(24)监控pH曲线，当pH曲线出现拐点即氨谷点时，便停止曝气，重新进入城市污水进行曝气恢复，10天后将反应器50%泥水混合物经第二污泥泵(27)和第二污泥阀门(26)进入城市污水短程硝化装置(30)，同时城市污水短程硝化装置(30)经第三污泥泵(41)和第三污泥阀(42)回流50%泥水混合物至城市污水全程硝化装置(4);
单一周期运行结束，重复以上步骤运行。
本发明方法的技术原理：高温处理能杀死部分NOB但不影响AOB，处理后AOB与NOB活性均会有短暂的抑制，但是在恢复期，AOB活性恢复较NOB快，从而实现短程硝化的快速启动，再利用旁侧高温处理装置，不断强化短程硝化过程，从而维持长期的短程硝化;
本发明一种启动并稳定维持城市污水短程硝化的装置与方法，与现有工艺相比具有以下优势：
短程硝化启动周期短，运行稳定，无额外药剂投加费用，主要能耗来自高温，结合污泥热水解余热可解决高温来源问题;
本发明装置为三套SBR反应器，运行控制方便，简洁，长期运行过程不需要其它辅助设备，大大降低了人员管理要求与费用。
