公布日：2023.10.03
申请日：2023.09.01
分类号：C02F3/30(2023.01)I
摘要
本发明提供一种基于焦化废水短程硝化快速启动和强化稳定运行的方法，属于污水处理技术领域，所述方法是利用焦化废水进水中的SCN‑对NOB菌的抑制进行短程硝化反应的强化，将进水中SCN‑浓度提升至50~65mg/L后持续运行5~7个反应周期；再降低进水中SCN‑浓度至30~50mg/L，继续运行5~7个反应周期；完成第一次强化，强化稳定运行过程包含单次或多次强化；当反应器中NO2‑积累率稳定达到90%以上时，即完成基于焦化废水短程硝化的强化稳定运行过程。本发明的方法利用焦化废水水质特点，对NOB菌形成长效抑制，可节省抑制剂的投加成本，同时操作简单，快速有效，提升运行稳定性。
权利要求书
1.一种基于焦化废水短程硝化快速启动和强化稳定运行的方法，其特征在于，所述方法是先进行基于焦化废水短程硝化快速启动过程，包括以下步骤：S1、取具有硝化菌的污泥接种至反应系统内；S2、取经过降碳处理的焦化废水进入反应系统，开启搅拌和曝气，使经过降碳处理的焦化废水与接种的污泥充分混合，开启整个启动过程；其中，整个启动过程包括多个反应周期；在整个启动过程中，启动初期，所得体系中溶解氧浓度控制在1.5~2.0mg/L，在此溶解氧浓度下运行4~5个反应周期后，梯度下调单个反应周期内体系中的溶解氧浓度；每下调一个梯度，在此溶解氧浓度下运行4~5个反应周期，至体系中溶解氧浓度控制在0.4~0.7mg/L之间，停止曝气，在搅拌方式下继续运行多个反应周期至运行平稳，完成整个基于焦化废水短程硝化快速启动过程；基于焦化废水短程硝化快速启动过程初期，控制经过降碳处理的焦化废水的氨氮初始浓度≤100mg/L；基于焦化废水短程硝化快速启动过程中，控制经过降碳处理的焦化废水中硫氰酸盐浓度≤50mg/L；并伴随体系中溶解氧浓度调整过程进行，还需在体系中进行氨氮负荷提升；在氨氮负荷提升过程中，经过降碳处理的焦化废水的氨氮浓度以20~40mg/L为单次上调梯度；完成基于焦化废水短程硝化快速启动过程后，进行如下步骤：1）提升进入反应系统中的经过降碳处理的焦化废水中硫氰酸盐浓度范围至50~65mg/L，维持经过降碳处理的焦化废水中硫氰酸盐的浓度为50~65mg/L持续运行5~7个反应周期；2）下调进入反应系统中的经过降碳处理的焦化废水中硫氰酸盐浓度范围至30~50mg/L继续运行5~7个反应周期，即完成一次强化；整个强化稳定运行过程包括单次或多次强化，当反应系统中的亚硝酸盐累积率稳定达到90%时，即完成基于焦化废水短程硝化的强化稳定运行过程；基于焦化废水短程硝化快速启动过程和基于焦化废水短程硝化的强化稳定运行过程均包括多个反应周期；单个反应周期为24h，包括进水阶段、反应阶段、静置阶段和排水阶段共四个阶段，其中进水阶段的时间为2~4h、静置阶段和排水阶段的时间总共为2h、反应阶段的时间为单个反应周期内的其余时间；进水阶段和反应阶段均进行搅拌，静置阶段和排水阶段关闭搅拌。
2.根据权利要求1所述的基于焦化废水短程硝化快速启动和强化稳定运行的方法，其特征在于，步骤S1中，在污泥接种至反应系统内后且步骤S2经过降碳处理的焦化废水进入反应系统前，还需在反应系统内投加填料。
3.根据权利要求2所述的基于焦化废水短程硝化快速启动和强化稳定运行的方法，其特征在于，填料的种类为弹性填料、粒径为1~2cm、型状为立方体；填料在反应系统中的填充度为5~10%。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的基于焦化废水短程硝化快速启动和强化稳定运行的方法，其特征在于，基于焦化废水短程硝化快速启动过程和基于焦化废水短程硝化的强化稳定运行过程中，控制反应系统内的温度为30~34℃、污泥浓度为1000~3000mg/L、pH值为8.0~8.5。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的基于焦化废水短程硝化快速启动和强化稳定运行的方法，其特征在于，基于焦化废水短程硝化的强化稳定运行过程完成后，持续控制反应系统内的溶解氧浓度为0.4~0.7mg/L。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种基于焦化废水短程硝化快速启动和强化稳定运行的方法。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种基于焦化废水短程硝化快速启动和强化稳定运行的方法，所述方法是完成基于焦化废水短程硝化快速启动过程后，进行如下步骤：
1）提升进入反应系统中的经过降碳处理的焦化废水中硫氰酸盐（SCN-）浓度范围至50~65mg/L，维持经过降碳处理的焦化废水中硫氰酸盐的浓度为50~65mg/L持续运行5~7个反应周期；
2）下调进入反应系统中的经过降碳处理的焦化废水中硫氰酸盐浓度范围至30~50mg/L继续运行5~7个反应周期，即完成一次强化；
整个强化稳定运行过程包括单次或多次强化，当反应系统中的亚硝酸盐（NO2-）累积率稳定达到90%时，即完成基于焦化废水短程硝化的强化稳定运行过程。
进一步的，基于焦化废水短程硝化快速启动过程包括以下步骤：
S1、取具有硝化菌的污泥接种至反应系统内；
S2、取经过降碳处理的焦化废水进入反应系统，开启搅拌和曝气，使经过降碳处理的焦化废水与接种的污泥充分混合，开启整个启动过程；其中，整个启动过程包括多个反应周期；
在整个启动过程中，启动初期，所得体系中溶解氧浓度控制在1.5~2.0mg/L，在此溶解氧浓度下运行4~5个反应周期后，梯度下调单个反应周期内体系中的溶解氧浓度；每下调一个梯度，在此溶解氧浓度下运行4~5个反应周期，至体系中溶解氧浓度控制在0.4~0.7mg/L之间，停止曝气，在搅拌方式下继续运行多个反应周期至运行平稳，完成整个基于焦化废水短程硝化快速启动过程。
进一步的，步骤S1中，在污泥接种至反应系统内后且步骤S2经过降碳处理的焦化废水进入反应系统前，还需在反应系统内投加填料。
进一步的，填料的种类为弹性填料、粒径为1~2cm、型状为立方体；填料在反应系统中的填充度为5~10%。
进一步的，基于焦化废水短程硝化快速启动过程和基于焦化废水短程硝化的强化稳定运行过程中，控制反应系统内的温度为30~34℃、污泥浓度为1000~3000mg/L、pH值为8.0~8.5。
进一步的，基于焦化废水短程硝化的强化稳定运行过程完成后，持续控制反应系统内的溶解氧浓度为0.4~0.7mg/L。
进一步的，基于焦化废水短程硝化快速启动过程初期，控制经过降碳处理的焦化废水的氨氮初始浓度≤100mg/L；
基于焦化废水短程硝化快速启动过程中，控制经过降碳处理的焦化废水中硫氰酸盐浓度≤50mg/L。
进一步的，基于焦化废水短程硝化快速启动过程中，伴随体系中溶解氧浓度调整过程进行，还需在体系中进行氨氮负荷提升。
进一步的，在氨氮负荷提升过程中，经过降碳处理的焦化废水的氨氮浓度以20~40mg/L为单次上调梯度。
进一步的，基于焦化废水短程硝化快速启动过程和基于焦化废水短程硝化的强化稳定运行过程均包括多个反应周期；
单个反应周期为24h，包括进水阶段、反应阶段、静置阶段和排水阶段共四个阶段，其中进水阶段的时间为2~4h、静置阶段和排水阶段的时间总共为2h、反应阶段的时间为单个反应周期内的其余时间；
进水阶段和反应阶段均进行搅拌，静置阶段和排水阶段关闭搅拌。
本发明的基于焦化废水短程硝化快速启动和强化稳定运行的方法的有益效果为：
1、运行稳定性强：本发明的基于焦化废水短程硝化快速启动和强化稳定运行的方法，充分利用焦化废水中的SCN-浓度对NOB菌进行抑制并形成长效机制，同时强化优势菌种AOB在填料中的富集，系统经过强化运行后，能够有效提升亚硝态氮的累积率，降低硝态氮的产生浓度，从而大大提升焦化废水进行短程硝化处理过程的高效性和稳定性；
2、节约成本：通过利用焦化废水中的SCN-成分作为短程硝化抑制剂，不仅在短期内快速提升短程硝化效果的效率和稳定性，与其它短程硝化过程中使用外部投加的抑制剂来抑制NOB菌活性相比，节省运行成本；
3、启动周期快：本发明通过梯度下调溶解氧浓度并投加填料，利用低溶氧抑制硝化菌中NOB菌，同时使用填料快速富集功能菌（AOB菌），进行短程反硝化，提升反应效率，缩短启动时间，实现了针对焦化废水的短程硝化的快速启动，快速启动的时间仅需15~30d；
在启动初期，亚硝酸盐累积率随曝气量的波动变化较大，使用填料能够有效应对溶氧冲击，在填料上形成一个稳定的溶氧环境，有利于优势菌群的驯化，提升启动初期体系中短程硝化反应稳定性；
4、运行能耗低：由于进入反应器的经过降碳处理的焦化废水自身的溶解氧浓度为4~6mg/L，其在进入反应器后，可补充SBR反应器内所得体系中的溶解氧，且进水中的COD浓度较低，可继续氧化有机物的需氧量较低，通过搅拌装置搅拌，即可维持体系中溶解氧浓度维持在0.4~0.7mg/L之间，节省曝气成本，大幅降低运行能耗和投资成本；
5、操作便捷：与传统短程硝化反应的操作要求严格且运行条件不易控制相比，本发明针对焦化废水进行短程硝化的快速启动方法，工艺操作更加简便、运行过程易于控制；
6、产泥量低：本发明的反应体系为泥膜共生体系，体系中污泥浓度为1000~3000mg/L，同时填料上的生物膜脱落形成的悬浮物很低，使得整个体系内的产泥量较低，能够有效节省运行费用。
（发明人：康梦远;刘洪泉;王秀彪;王立川）
