[发明专利]接触氧化型MBR装置及其部分硝化快速启动与运行方法

说明书

本发明提供一种接触氧化型MBR装置及其部分硝化快速启动与运行方法，属于生物化学法污水处理技术领域。该装置包括进水水箱、内循环接触氧化膜生物反应器、膜组件出水装置、曝气装置、酸碱调节水箱、循环加热水箱和PLC控制器，根据氨氧化细菌和亚硝酸盐氧化细菌在不同氨氮负荷和pH的活性差异控制氨氮负荷和pH抑制系统中亚硝酸盐氧化细菌的活性，及氨氧化细菌以悬浮和填料表面生物膜的状态附着在生物填料上可维持装置内高污泥浓度，膜组件控制出水避免污泥流失。本发明有益效果是：具有部分硝化构建时间短、抗冲击效果好、可实现微生物的选择与淘汰、部分硝化出水效果稳定的优点，组合式在线检测仪可保证装置的优化运行。

技术领域

本发明属于生物化学法污水处理技术领域，特别涉及接触氧化型MBR装置及其部分硝化快速启动与运行方法。

背景技术

随着城市规模扩大和工农业的发展，污泥消化液和半导体工业废水等高氨氮废水的产量逐年增加。传统好氧硝化/缺氧反硝化生物脱氮工艺处理上述高氨氮废水需要消耗大量的外加碳源和氧气，存在能耗高的缺点。

部分硝化-厌氧氨氧化工艺可以在缺氧或厌氧条件下，直接以NH₄⁺-N为电子供体，NO₂^--N为电子受体，将NH₄⁺-N、NO₂^--N转变为NO₃^--N和N₂。该工艺的反应式如下：

NH₄⁺+1.32NO₂^-+0.066HCO₃^-+0.13H⁺→1.02N₂+0.26NO₃^-+0.066CH₂O_0.5N_0.15+2.03H₂O (1)

与传统生物脱氮工艺相比，部分硝化-厌氧氨氧化工艺有着节省约60％的曝气量、几乎所有的外加碳源和污泥产量减少80％的优点。部分硝化和厌氧氨氧化在同一个反应器中进行的系统被称为一体化部分硝化-厌氧氨氧化。由于节省占地空间和运行成本，一体化部分硝化-厌氧氨氧化系统已经成为高氨氮废水处理工艺的重要发展方向。

部分硝化是指氨氧化细菌(AOB)将氨氮氧化为亚硝酸盐而不继续氧化为硝酸盐的过程。但是在系统中，同为好氧自养型的亚硝酸盐氧化细菌(NOB)一方面会与AOB竞争氧气影响后者生长，另一方面，NOB会将生成的亚硝酸盐氧化为硝酸盐，根据工艺的反应式可知，厌氧氨氧化菌无法利用硝酸盐，由此导致出水总氮浓度难于达标排放的问题；部分硝化存在着系统构建时间长，出水水质不稳定的难题，另外，处理过程中进水氨氮浓度的波动也会影响部分硝化的稳定运行。

通过在装置内部形成内循环可以提高装置中污泥的造粒能力和颗粒性能力，有利于颗粒污泥的形成。

接触氧化法中高比表面积的生物填料能够提供极高的生物附着量，增加反应器中的污泥浓度，减少反应器水力停留时间从而提高处理效率；生物填料表面形成的生物膜能够减少污泥冲刷造成污泥流失，提高系统抗冲击能力。

膜生物反应器具有极高的固体停留时间和极强的生物截留能力，有利于世代周期较长的AOB和厌氧氨氧化细菌生长，延长污泥龄；膜组件控制出水解决了微生物随出水流失的影响处理效果的问题，同时节省了沉淀池减少了装置占地面积。

通过选择合适的填料，构建生物膜反应器，并耦合膜分离技术，控制合适的上升流速，形成新型的生物膜-膜分离组合反应器系统，可望实现一体化部分硝化-厌氧氨氧化系统中部分硝化功能的快速启动和稳定控制，有利于一体化部分硝化-厌氧氨氧化系统在高氨氮废水处理中的推广应用。

发明内容