[发明专利]一种常温低碳氮比城市生活污水短程硝化快速启动装置和方法

说明书

本发明公开了一种常温低碳氮比城市生活污水短程硝化快速启动装置和方法。这种装置包括SBR反应器；SBR反应器内设有曝气装置、DO传感器、搅拌装置和pH传感器；SBR反应器通过管道分别与进水泵和出水泵相连接；SBR反应器的底部设有排泥管。同时公开了一种使用该装置进行常温低碳氮比城市生活污水短程硝化快速启动方法，包括以下步骤：1)接种；2)进水；3)曝气；4)静置出水；5)重复处理；6)pH冲击。本发明能更好地促进AOB的生长，抑制硝化反应，并可以有效降低反应装置的能耗，缩短短程硝化启动周期等，可实现对低氨氮含量的生活污水的短程硝化的快速启动。

技术领域

本发明涉及一种常温低碳氮比城市生活污水短程硝化快速启动装置和方法。

背景技术

由于城市生活污水水量大，C/N比低，常规活性污泥处理工艺(A/O、氧化沟、A2/O工艺)有着曝气能耗高，处理周期长、产泥量大以及占用大量用地面积等缺点。针对传统脱氮工艺存在的固有缺点以及当前节能降耗的要求，发展出了一系列新型脱氮工艺污水脱氮的新型工艺研究，主要集中在短程硝化-反硝化与短程硝化-厌氧氨氧化工艺。短程硝化反硝化生物脱氮工艺具有节省曝气能耗、缩短反应时间、节省反硝化碳源、减少污泥生成量、减少反应器有效容积和节约基建费用等优点，而短程硝化-厌氧氨氧化工艺具有无需外加碳源，适于处理低C/N比的废水、水力停留时间短、反应器容积小、曝气能耗低、工艺污泥产量少，可以大大降低污泥处理系统的能耗。而如何快速实现短程硝化则成为新工艺深度脱氮的前提。

短程硝化技术，又称为亚硝酸型生物脱氮技术，是将硝化过程控制在NO₂—N阶段而终止，省去了传统生物脱氮中由亚硝酸盐氧化成硝酸盐，再还原成亚硝酸盐两个环节。当前针对城市生活污水短程硝化的快速启动，主要采用SBR工艺，通过控制溶解氧、温度、pH等不同边界条件来控制。曾薇等在两段SBR工艺中控制温度在30～32℃范围内，运行30d实现了短程硝化(曾薇,彭永臻,王淑莹,等.两段SBR去除有机物及短程硝化反硝化[J].环境科学,2002,23(2):50-54.)；吴昌永等采用SBR工艺处理生活污水，温度为(28±0.5)℃，曝气量为0.3m³/h时，驯化67d使亚硝酸盐积累率稳定在80％以上(吴昌永,陈志强,彭永臻.实时控制下短程生物脱氮的实现及其稳定性研究[J].中国给水排水,2006,22(19):39-43.)；彭永臻等采用SBR工艺处理NH₄⁺-N为44.0～65.0mg/L的生活污水，在pH为7.9～8.0，温度25℃，运行145d后，系统亚硝态氮积累率达到90％以上。

CN105481087A公开了一种城市污水短程硝化快速启动的方法，该方法通过接种污泥浓度维持在4000～5000mg/L，控制温度始终保持在30-35℃。溶解氧浓度在0.5-0.6mg/L，通过对不同NH₄⁺-N浓度分别采用0.5mol/L的氢氧化钠或者0.5mol/L盐酸溶液调节pH的方式实现NO₂^--N的积累。该方法对于不同反应运行方式的控制模式缺乏具体的运行控制，而且对于城市污水短程硝化运行周期的控制也未进行描述，而且，对于较大规模的城市生活污水而言，曝气量作为短程硝化实现的重要因素也缺乏系统的运行参数。同时，通过对于城市生活污水短程硝化的研究，氢氧化钠或者盐酸溶液调节pH的方式由于pH变化幅度较大并不利于AOB的生长以及NO₂^--N的积累。