[发明专利]一种在低温下启动与稳定运行城市污水颗粒污泥短程硝化的装置和方法

说明书

一种在低温下启动与稳定运行城市污水颗粒污泥短程硝化的装置和方法属于污水生物处理领域。(1)进水为城市污水，以厌氧/好氧运行；(2)硝化菌淘洗阶段。控制较低的曝气量和较短的好氧反应时间，抑制硝化菌的增长。同时，控制较短的污泥龄淘洗硝化菌。(3)氨氧化菌富集，短程硝化启动以及颗粒污泥形成阶段。延长污泥龄和好氧反应时间，增大曝气量，降低进水C/N，实现短程硝化的启动，低温不利环境下，微生物分泌大量的胞外聚合物促使污泥颗粒化的形成。(4)颗粒污泥短程硝化系统的稳定运行阶段。(5)以厌氧/好氧运行，实现碳磷同步去除。该发明可以快速在低温下实现短程硝化，操作简单，为厌氧氨氧化应用提供稳定的亚硝酸盐。

技术领域

本发明涉及一种在低温下启动与稳定运行城市污水颗粒污泥短程硝化的装置和方法，属于污水生物处理技术领域

背景技术

目前，随着城镇化进程的加快以及工农业飞速发展，大量含有氮、磷等营养物质的污废水排放进入自然水体。水中氮素过多，主要有三点危害：1、危害水生生物生存，2、大量消耗水体中的氧气，引起水体氧气衰竭，3、引起水体富营养化。因此，污水脱氮势在必行！而相比于物理、化学方法脱氮，生物脱氮更加有效和经济。目前，全程硝化反硝化生物脱氮应用于绝大多数的污水处理厂中，但该过程存在曝气能耗大、药剂投加量大等限制和不足。不能满足节能高效、脱氮效率高等要求，寻求一种新的高效脱氮工艺迫在眉睫。而通过以亚硝为底物而进行的短程硝化脱氮，具有节省曝气能耗和减少碳源投加的潜能，得到了广泛的关注。

目前，实现短程硝化脱氮的方法主要可以分为两大类：1、直接选择性的抑制NOB。2、先同时淘洗/抑制AOB和NOB，再选择性的富集AOB。对于第一类实现短程硝化的方法，主要有以下几种：高温、短污泥龄、高FA、高FNA、低DO以及实时控制。但是这些方法都有其自身的限制和不足：1、实现短程硝化的时间较长，2、很难确定最佳的控制条件，3、在长期的抑制过程中，会出现NOB抑制不彻底、导致NOB适应不良环境从而发生短程硝化再次被破坏的现象。而相比于第一类实现短程硝化的方法，第二类实现短程硝化的方法操作简便，容易控制，不需要精确的控制条件。而且由于AOB和NOB同时受到淘洗和抑制，NOB将长期处于没有亚硝底物的环境中而大幅度衰减。一旦短程硝化实现，出现再次破坏的几率较小。

温度作为一个重要的运行参数，在AOB和NOB的竞争过程中起到很大的作用。众多文献表明，提高温度不仅会增加AOB的生长速率，而且还会加大AOB和NOB的比生长速率的差距。然而随着温度的降低，AOB和NOB的比生长速率的差距逐渐变小。当温度低于15℃时，AOB的生长速率要低于NOB的生长速率。这大大增强了低温下实现短程硝化的难度。目前，大部分对于短程硝化的研究都是集中在高温条件下进行的。而实际污水处理厂大部分时间处于低温和常温的状态，考虑将实际污水处理厂进水升高到高温非常不现实。如果能在低温下实现较高的亚硝积累和较强的微生物活性，这将会扩大短程硝化脱氮的应用范围，特别是应用在处理北方寒冷地区污水方面。因此，研究低温条件下短程硝化的启动具有很大的研究意义。

发明内容

本发明提供一种在低温下启动与稳定运行城市污水颗粒污泥短程硝化的装置和方法，属于污水生物处理技术，其包括以下内容：

所应用的装置包括城市污水原水桶(1)、水浴SBR反应器(2)、反应器出水桶(3)、制冷仪器(4)、进水泵(5)、排泥泵(6)、排泥桶(7)。SBR反应器的装置有：曝气头(2.1)、气体流量计(2.2)、曝气泵(2.3)、水质在线检测仪WTW(2.4)、水浴夹层(2.5)、pH探头(2.6)、DO探头(2.7)、及搅拌器(2.8)；反应器运行方式如下：城市污水桶(1)中的城市污水通过进水泵(5)进入SBR反应器(2)内，溶解氧通过曝气泵(2.3)向水浴SBR反应器(2)内提供氧气，曝气量通过气体流量计(2.2)控制，出水进入反应器出水桶(3)。在反应器运行过程中，水浴SBR反应器(2)内的温度通过制冷仪器(4)控制水浴夹层(2.5)内水的温度，从而实现水浴SBR反应器(2)内的恒温。

阶段一，硝化菌淘洗阶段，每个周期包括进水，厌氧搅拌，曝气搅拌，沉淀，排水，闲置；具体步骤如下：