申请日2020.12.23
公开（公告）日2021.04.16
IPC分类号C02F3/12
摘要
本发明公开了一种连续流部分亚硝化微颗粒污泥快速培养方法，包括：(1)向反应器中接种絮体活性污泥，使其浓度达到2500‑4000mg/L；在进水氨氮浓度为30‑50mg/L、DO为3‑6mg/L的条件下运行该反应器，初始HRT为5‑8h；在保证反应器中氨氮浓度低于3mg/L的前提下，逐步缩短HRT，培养得到微颗粒污泥；(2)提升进水氨氮浓度至200mg/L以上，调整DO浓度，使得反应器中氨氮浓度为20‑50mg/L，DO与氨氮浓度之比在<0.2，使得微颗粒污泥实现部分亚硝化功能；(3)将进水氨氮浓度降低至30‑50mg/L，调整DO和HRT，维持反应器中氨氮浓度在10‑15mg/L，且DO/氨氮浓度之比<0.2，即得到连续流部分亚硝化微颗粒污泥。本发明的连续流部分亚硝化微颗粒污泥快速培养方法，启动时间短，获得的亚硝化处理负荷高，受温度影响小。
权利要求书
1.一种连续流部分亚硝化微颗粒污泥快速培养方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)向连续流反应器中接种絮体活性污泥，使活性污泥的浓度MLSS达到2500-4000mg/L；在进水氨氮浓度为30-50mg/L、溶解氧浓度为3-6mg/L的条件下运行该连续流反应器，初始水力停留时间为5-8h；在保证反应器中氨氮浓度低于3mg/L的前提下，逐步缩短水力停留时间，培养得到具有密实结构、清晰边缘和优良沉降性能的微颗粒污泥；
(2)微颗粒污泥培养完成后，提升进水氨氮浓度并调整溶解氧浓度，使得反应器中氨氮浓度为20-50mg/L，且溶解氧与氨氮浓度之比维持在<0.2，使得微颗粒污泥实现部分亚硝化功能；
(3)降低进水氨氮浓度，并调整溶解氧浓度和水力停留时间，维持反应器中氨氮浓度在10-15mg/L，且溶解氧/氨氮浓度之比<0.2，即得到所述连续流部分亚硝化微颗粒污泥。
2.如权利要求1所述的一种连续流部分亚硝化微颗粒污泥快速培养方法，其特征在于，步骤(1)中，接种的絮体污泥体积占反应器总体积的20-35％。
3.如权利要求1所述的一种连续流部分亚硝化微颗粒污泥快速培养方法，其特征在于，步骤(2)中，提升进水氨氮浓度至200mg/L以上，并调控反应器中溶解氧浓度为1-3mg/L。
4.如权利要求1所述的一种连续流部分亚硝化微颗粒污泥快速培养方法，其特征在于，步骤(2)中，反应器中溶解氧与氨氮浓度之比维持在0.05-0.15。
5.如权利要求1所述的一种连续流部分亚硝化微颗粒污泥快速培养方法，其特征在于，步骤(3)中，将进水氨氮浓度降低至30-50mg/L，将水力停留时间降低至0.8-0.5h且溶解氧维持在1-3mg/L。
6.如权利要求1所述的一种连续流部分亚硝化微颗粒污泥快速培养方法，其特征在于，步骤(3)中，反应器中溶解氧/氨氮浓度之比维持在0.05-0.15。
7.一种连续流部分亚硝化微颗粒污泥快速培养装置，其特征在于，包括原水箱、进水泵、鼓风机、亚硝化反应器、在线监测控制装置、DO在线传感器和NH4+-N在线传感器；所述原水箱用于盛装污水原水，其通过进水泵与亚硝化反应器连接；所述亚硝化反应器内设有导流筒、沉淀区和出水窗口，所述鼓风机通过管路连接到所述导流筒的底部；所述DO在线传感器和NH4+-N在线传感器设置于亚硝化反应器内，所述DO在线传感器、NH4+-N在线传感器、进水泵与鼓风机均与所述在线监测控制装置电连接。
8.如权利要求7所述的一种连续流部分亚硝化微颗粒污泥快速培养装置，其特征在于，所述亚硝化反应器的横截面为方形或圆形，高径比在2-10。
9.如权利要求7所述的一种连续流部分亚硝化微颗粒污泥快速培养装置，其特征在于，所述亚硝化微颗粒污泥快速培养装置还包括气泡扩散砂头，所述气泡扩散砂头设置在导流筒内侧的底部，所述鼓风机通过管路连接到所述气泡扩散砂头上。
10.如权利要求7所述的一种连续流部分亚硝化微颗粒污泥快速培养装置，其特征在于，所述鼓风机与亚硝化反应器之间设置有气体流量计。
说明书
一种连续流部分亚硝化微颗粒污泥快速培养方法及装置
技术领域
本发明涉及废水生物处理技术领域，具体涉及一种用于处理低浓度氨氮污水的连续流部分亚硝化微颗粒污泥快速培养方法及装置。
背景技术
以亚硝化(又称短程硝化)-反硝化、部分亚硝化-厌氧氨氧化为代表的基于亚硝酸盐途径(nitrite pathway)的新型污水生物脱氮技术在曝气能耗低、有机碳源节省以及剩余污泥产量少等方面表现突出，成为污水生物脱氮领域的研究热点。上述新型生物脱氮技术的共同基础均是高效且稳定的亚硝化反应，即NH4+-N被好氧氨氧化细菌(AOB)氧化为NO2--N，同时防止产生的NO2--N被亚硝酸盐氧化细菌(NOB)氧化为NO3--N。尽管，目前报道了诸多亚硝化实现途径或NOB抑制策略，包括游离氨(FA)或游离亚硝酸(FNA)抑制、低DO抑制、周期性缺氧抑制、饥饿抑制、pH优化、低污泥龄控制等；然而，在实际应用中稳定且高效的亚硝化工艺仍难以维持，尤其针对处理低浓度氨氮污水(如城市污水)的连续流工艺。因此开发适于处理浓度氨氮污水的连续流亚硝化工艺极为重要。
近年来，基于颗粒污泥的亚硝化工艺表现极为突出。借助颗粒污泥优良的沉降性能、较高的生物量浓度和独特的菌群分层结构，颗粒污泥亚硝化工艺不仅在高温高浓度氨氮污水处理领域表现出优良效能，对于低氨氮污水甚至低温(<15℃)条件下颗粒污泥亚硝化过程也可高效稳定运行。因此，相比于传统絮体污泥亚硝化工艺，颗粒污泥亚硝化工艺在处理低浓度氨氮污水时更具优势和可行性，开发基于颗粒污泥的高效亚硝化工艺对如城市污水的高效低耗脱氮处理具有重要意义。
以往有关亚硝化颗粒污泥的培养多是集中于续批式柱形反应器中进行，而在连续流反应器中较少。现行大多数城市污水处理厂均以连续流方式运行，因此发明适用于城市污水处理的连续流亚硝化微颗粒污泥快速培养方法和装置更具推广价值。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用于处理低浓度氨氮污水的连续流部分亚硝化微颗粒污泥快速培养方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
第一方面，本发明提供了一种连续流部分亚硝化微颗粒污泥快速培养方法，包括以下步骤：
(1)向连续流反应器中接种絮体活性污泥，使活性污泥的浓度MLSS达到2500-4000mg/L；在进水氨氮(NH4+-N)浓度为30-50mg/L、溶解氧(DO)浓度为3-6mg/L的条件下运行该连续流反应器，初始水力停留时间(HRT)为5-8h；在保证反应器中氨氮浓度低于3mg/L的前提下，逐步缩短水力停留时间，培养得到具有密实结构、清晰边缘和优良沉降性能的微颗粒污泥；
(2)微颗粒污泥培养完成后，提升进水氨氮浓度并调整溶解氧浓度，使得反应器中氨氮浓度为20-50mg/L，且溶解氧与氨氮浓度之比维持在<0.2，使得微颗粒污泥实现部分亚硝化功能；
(3)降低进水氨氮浓度，并调整溶解氧浓度和水力停留时间，维持反应器中氨氮浓度在10-15mg/L，且溶解氧/氨氮浓度之比<0.2，即得到所述连续流部分亚硝化微颗粒污泥。
进一步地，步骤(1)中，接种的絮体污泥体积占反应器总体积的20-35％。
进一步地，步骤(2)中，步骤(2)中，提升进水氨氮浓度至200mg/L以上，并调控反应器中溶解氧浓度为1-3mg/L。
进一步地，步骤(2)中，反应器中溶解氧与氨氮浓度之比维持在0.05-0.15。
进一步地，步骤(3)中，将进水氨氮浓度降低至30-50mg/L，将水力停留时间降低至0.8-0.5h且溶解氧维持在1-3mg/L。
进一步地，步骤(3)中，反应器中溶解氧/氨氮浓度之比维持在0.05-0.15。
第二方面，本发明提供了一种连续流部分亚硝化微颗粒污泥快速培养装置，包括原水箱、进水泵、鼓风机、亚硝化反应器、在线监测控制装置、DO在线传感器和NH4+-N在线传感器；所述原水箱用于盛装污水原水，其通过进水泵与亚硝化反应器连接；所述亚硝化反应器内设有导流筒、沉淀区和出水窗口，所述鼓风机通过管路连接到所述导流筒的底部；所述DO在线传感器和NH4+-N在线传感器设置于亚硝化反应器内，所述DO在线传感器、NH4+-N在线传感器、进水泵与鼓风机均与所述在线监测控制装置电连接。
进一步地，所述亚硝化反应器的横截面为方形或圆形，高径比在2-10。
进一步地，所述亚硝化微颗粒污泥快速培养装置还包括气泡扩散砂头，所述气泡扩散砂头设置在导流筒内侧的底部，所述鼓风机通过管路连接到所述气泡扩散砂头上。
进一步地，所述导流筒的横截面积占亚硝化反应器总横截面积的50％。
进一步地，所述鼓风机与亚硝化反应器之间设置有气体流量计。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明的连续流部分亚硝化微颗粒污泥快速培养方法，启动时间短，获得的亚硝化处理负荷高；而且受温度影响小，即使在温度低至15℃以下的环境中亦可实现高效稳定的亚硝化处理效能。
（发明人：刘文如;阴方芳;宋小康;朱成;吴鹏;丁敏;姜泽栋）
