[发明专利]一种生物脱氮污水处理装置及其快速启动方法

说明书

技术领域

本发明属于污水处理及环境保护技术领域，具体涉及一种生物脱氮污水处理装置及其快速启动方法。

背景技术

在生物法处理生活污水领域，传统硝化反硝化反应占据主要地位，直到厌氧氨氧化菌的发现，迅速成为人们的研究热点，并逐步成为新一代生物脱氮污水处理主要技术。厌氧氨氧化（Anammox）工艺是一种适合高氨氮（NH₄⁺-N）废水处理的新型生物脱氮技术，是当前水体氮污染控制的重要支撑技术之一，与传统硝化反硝化反应相比，该工艺所需能源消耗量少、污泥产生量少且成本低廉。Anammox工艺是厌氧氨氧化菌在厌氧条件下以亚硝态氮（NO₂^--N）为电子受体将NH₄⁺-N氧化为氮气的生物化学过程，是一种厌氧自养的生化过程，无需供氧和外加有机电子供体，脱氮效率极高且反应不产生氧化亚氮等温室气体。因此，Anammox工艺被认为是一种高效、经济且环境友好型的脱氮技术，然而，厌氧氨氧化菌生长缓慢，世代时间长，且易受外界环境条件（温度、pH、溶解氧等）影响，因而装置启动难度较大。另外，城镇生活污水中NH₄⁺-N浓度较低，一般为40-50mg/L，但其COD浓度通常高于NH₄⁺-N浓度，当COD浓度较高时，Anammox反应器中厌氧氨氧化菌难以生存，处理效率较低。因此，Anammox工艺难以适用于处理城镇生活污水领域。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种能够高效脱氮且运行能耗较低的生物脱氮污水处理装置及其快速启动方法，是在常温条件下，以城市生活污水为实验用水，采用上流式流化床系统，首先通过消减COD，然后直接接种厌氧氨氧化菌，通过调整反应器的设备运行参数，快速实现城市生活污水Anammox生物自养脱氮反应器的成功启动。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种生物脱氮污水处理装置，其特征在于沿进水方向依次设有碳去除厌氧流化床反应器、厌氧流化管状膜反应器和氮去除流化床反应器；

所述碳去除厌氧流化床反应器包括流化室I和沉淀区I，流化室进水口I通过管道及进水蠕动泵I与污水池相连，流化室I内填充有颗粒载体I并投加负载产酸菌和产甲烷菌的活性污泥，该颗粒载体I为天然沸石珠或带有凹槽的塑料小球，流化室I顶部的流化室出水口I处设有与流化室I相通的沉淀区I，该沉淀区I顶部设有甲烷排放口I，沉淀区I一侧设有沉淀区出水口I；

所述厌氧流化管状膜反应器包括流化室II和沉淀区II，流化室进水口II通过管道及进水蠕动泵II与沉淀区出水口I相连，流化室II内填充有颗粒载体II，该颗粒载体II为天然沸石珠或带有凹槽的塑料小球，流化室II顶部的流化室出水口II处设有沉淀区II，流化室II与沉淀区II通过管状膜连通，该管状膜为多孔墙结构，是外径为1.2mm、内径为0.1μm、总膜表面积为0.08m²的中空纤维膜，沉淀区II顶部设有甲烷排放口II，沉淀区II一侧设有沉淀区出水口II；

所述氮去除流化床反应器包括流化室III和沉淀区III，流化室进水口III通过管道及进水蠕动泵III与沉淀区出水口II相连，流化室III内填充有颗粒载体III并由下至上依次投加负载硝化细菌的活性污泥和负载厌氧氨氧化菌的活性污泥，该颗粒载体III为天然沸石珠或带有凹槽的塑料小球，流化室III的底部设有曝气头，该曝气头通过气管与PLC控制装置相连，流化室III的下部和中部分别设有DO探头，流化室III顶部的流化室出水口III处设有与流化室III相通的沉淀区III，该沉淀区III顶部设有废气排放口，沉淀区III一侧设有沉淀区出水口III，该沉淀区出水口III通过管道与排污管道相连。

本发明所述的生物脱氮污水处理装置的快速启动方法，其特征在于具体过程为：