[发明专利]一种通过控制不同的缺好氧体积比启动并稳定维持短程硝化反硝化的方法与装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过控制不同的缺好氧体积比启动并稳定维持短程硝化反硝化的方法与装置，是属于污水处理领域。

背景技术

目前水体富营养化已经成为全球性水环境问题，在我国的巢湖、太湖、滇池等湖泊，每年都会发生严重的水体富营养化问题。水体富氧化的主要原因是氮、磷等营养元素的过量排放，尤其是氮的过量排放，从而引起水体中藻类的大量生长，导致水体中溶解氧降低，水中鱼类大量死亡，水体发臭变黑。《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)对氮的排放量做出了严格的规定。其中一级A排放标准规定氨氮浓度不超过5mg/L，总氮浓度不超过15mg/L。2015年4月2日出台的“水十条”要求改善全国水环境质量，这也对污水处理提出了更高的要求。

A/O法是传统的生物脱氮工艺，系统内共存的硝化菌、反硝化菌和聚磷菌(PAO)，在缺氧、好氧的环境下，以污水中有机物为碳源，实现COD、氮(N)和磷(P)的同步去除。然而，我国城市污水的C/N比普遍较低，这导致废水在反硝化是存在碳源不足的问题。为满足反硝化碳源的需求，通常需要外加碳源，这也提高了污水厂的运行成本。因此，近年来针对城市污水低C/N比的性质，产生了一系列的污水脱氮新理论，如短程硝化反硝化、厌氧氨氧化、同步硝化反硝化等。其中短程硝化反硝化具有高效节能等优点而受到广泛关注。传统的脱氮技术分为硝化和反硝化两个阶段：首先氨氧化菌(AmmoniaoxidatingBacteriaAOB)将污水中的氨氮氧化为亚硝态氮，再经由亚硝酸盐氧化菌(NitriteoxidizingbacteriaNOB)氧化为硝态氮。反硝化则是由反硝化细菌将水中的硝态氮还原为亚硝态氮，进而还原为氮气。短程硝化反硝化通过淘洗NOB富集AOB，使得氨氮被氧化为亚硝态氮以后直接被反硝化细菌还原为氮气。与传统的脱氮工艺相比，短程硝化反硝化具有以下几个优点：1)在硝化阶段可节约25％的需氧量，降低了能耗；2)在反硝化阶段减少了约40％的有机碳源，降低了运行费用；3)NO₂^--N的反硝化速率通常比NO₃^--N的反硝化速率高63％；4)减少了50％的污泥产量；5)反应器容积可减少30％～40％；6)可减少投加碱度和外碳源投量。

目前短程硝化反硝化脱氮工艺的实现仍局限于诸如垃圾渗滤液等高氨氮废水，低C/N比废水利用短程硝化反硝化工艺处理的研究多集中在间歇式SBR系统内。然而当前大约95％的城市污水处理厂采用连续流运行工艺，将短程硝化反硝化运用到A/O系统中，以实现两大工艺的完美结合，既能高效脱氮除磷又能节约工艺的运行成本，在污水处理领域具有广泛的应用前景，目前也得到越来越多的关注。连续流中短程硝化反硝化启动方式主要有：⑴在常温下通过控制好氧区DO浓度、好氧区名义水力停留时间、好氧区实际水力停留时间实现短程脱氮；⑵将低DO与快速提高进水浓度两种方式结合，并使生化反应池与沉淀池在一个以连续操作方式实现高氨氮废水的亚硝化；⑶采用一种连续流工艺中快速实现并稳定维持短程硝化的装置，利用PLC控制系统在氨谷点和DO突跃点停止曝气，促成亚硝的积累，实现短程；⑷利用一种连续流污水低氧短程脱氮处理装置，在缺氧区设置曝气系统根据进水有机物和氨氮浓度的变化调节曝气量，保证该缺氧区的缺氧或低氧条件，为短程提供条件；⑸利用连续流悬浮填料实现污泥消化液短程硝化的装置，通过氨谷点控制曝气量实现短程；

发明内容

由于短程硝化反硝化具有节省25％的曝气量，节约40％反硝化所需的碳源，减少剩余污泥的产生量，降低污水处理费用的优势，而目前在对于城市污水连续流处理工艺中缺乏一种简单、易行、稳定、可靠实现短程硝化的方法，本发明的目的在于，提供一种城市污水连续流实现稳定的短程硝化反硝化的简易控制方法，在充分利用原水有限碳源的基础上，进一步提高生物脱氮效率。