[發(fā)明專利]利用生物強(qiáng)化技術(shù)聯(lián)合實時控制快速實現(xiàn)城市生活污水穩(wěn)定短程硝化的方法和裝置

有效

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• 申請日: 2019-04-03
• 公開（公告）號: CN109879427B
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 彭永臻;邱圣杰;劉瑾瑾;張瓊
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30;C02F3/12;C02F3/34;C02F101/16
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

利用生物強(qiáng)化技術(shù)聯(lián)合實時控制快速實現(xiàn)城市生活污水穩(wěn)定短程硝化的方法和裝置，屬于低碳氮比生活污水處理領(lǐng)域。處理高氨氮廢水的反應(yīng)器第一序批式反應(yīng)器中通過通過游離氨(FA)和實時控制實現(xiàn)短程硝化，每周期排出短程硝化污泥儲存，第二序批式反應(yīng)器中進(jìn)行有機(jī)物和氮的去除，在缺氧段投加短程消化污泥進(jìn)行生物強(qiáng)化并且通過長時間的缺氧聯(lián)合實時控制使得AOB在反應(yīng)器中迅速富集，抑制NOB，達(dá)到快速實現(xiàn)穩(wěn)定短程硝化進(jìn)行深度脫氮的目的。本發(fā)明能夠快速實現(xiàn)穩(wěn)定的短程硝化效果，節(jié)省曝氣能耗，減少反硝化碳源需求，同時對于生活污水中短程硝化被破壞后的恢復(fù)與穩(wěn)定也有非常良好的效果，能顯著提高城市生活污水脫氮除磷的效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明設(shè)計了利用生物強(qiáng)化技術(shù)聯(lián)合實時控制快速實現(xiàn)城市生活污水穩(wěn)定短程硝化的方法和裝置，屬于低碳氮比生活污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體通過生物強(qiáng)化和實時控制的方式快速實現(xiàn)城市生活污水穩(wěn)定的短程硝化的方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的生物脫氮除磷工藝為全程硝化反硝化過程，需要較高的曝氣能耗和碳源來滿足脫氮除磷的需要，短程硝化反硝化技術(shù)在實際運(yùn)用的過程中可以節(jié)省約25％的曝氣量，減少40％的碳源需求量，大幅縮短反應(yīng)時間，并降低污泥產(chǎn)量。短程硝化的關(guān)鍵在于富集氨氧化菌(AOB)，抑制亞硝酸鹽氧化菌(NOB)使得曝氣結(jié)束后的亞硝積累率達(dá)到最高值，并能夠達(dá)到長期穩(wěn)定維持。

在序批式反應(yīng)器中，已知的通過溫度、pH值、溶解氧、污泥齡等條件的控制都能夠得到較高的亞硝積累率，但是實現(xiàn)短程硝化啟動難，需要實時檢測不能過量曝氣且存在穩(wěn)定維持困難和破壞后難以恢復(fù)等問題。

生物強(qiáng)化技術(shù)(bioaugmentation)是指在廢水生物處理過程中，為了增強(qiáng)處理系統(tǒng)對特定污染物的降解能力，而向處理系統(tǒng)中投加具有特定功能的微生物菌群、營養(yǎng)物或基質(zhì)類似物，從而有效處理特定廢水以及嚴(yán)苛環(huán)境下提高處理能力的一種技術(shù)。通過實驗研究表明，通過生物強(qiáng)化技術(shù)，只需較少量的短程硝化污泥即可快速實現(xiàn)處理生活污水反應(yīng)器中穩(wěn)定的短程硝化效果，且在短程硝化被破壞后通過生物強(qiáng)化的方式依然能夠使短程硝化得到快速的恢復(fù)。

生物強(qiáng)化的關(guān)鍵并不僅僅在于目的菌種的大量投加而在于進(jìn)行生物強(qiáng)化后目的菌株的持留和生長，使其成為優(yōu)勢菌種從而達(dá)到改善整個系統(tǒng)功能的作用。因此，在本發(fā)明涉及中采用AOA的運(yùn)行模式，并且采用在缺氧段進(jìn)行氨氧化菌(AOB)投加的方式，利用長時間的缺氧時間和實時控制及時停止曝氣的方法，限制亞硝酸鹽氧化菌(NOB)的底物及溶解氧，使其一直處于抑制狀態(tài)從而實現(xiàn)穩(wěn)定的短程硝化。

短程硝化反硝化和短程硝化厭氧氨氧化等節(jié)能降耗效果突出，應(yīng)用前景廣闊的技術(shù)中，短程硝化的啟動和維持及破壞后的恢復(fù)是這些工藝的核心技術(shù)。因此，短程硝化技術(shù)在城市生活污水中的快速啟動與維持尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

為解決在處理城市生活污水的新型脫氮工藝中短程硝化啟動難的問題，本研究提出了一種利用生物強(qiáng)化技術(shù)聯(lián)合實時控制快速實現(xiàn)城市生活污水穩(wěn)定短程硝化的方法和裝置。低C/N比的生活污水泵入第二序批式反應(yīng)器，首先進(jìn)行缺氧攪拌，去除上周期剩余的氧化態(tài)氮；在好氧段進(jìn)行曝氣，硝化菌將生活污水中的氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮，同時異養(yǎng)菌將生活污水中剩余的有機(jī)物去除；曝氣結(jié)束后將儲泥罐中的短程硝化污泥泵入第二序批式反應(yīng)器，進(jìn)行缺氧攪拌。亞硝酸鹽氧化菌(NOB)由于長時間的缺氧時間和底物的缺少而受到抑制，氨氧化細(xì)菌(AOB)則在系統(tǒng)中得到快速的富集，從而形成穩(wěn)定的短程硝化。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：