[发明专利]基于颗粒污泥的连续流生物脱氮方法及装置

摘要

本发明公开了基于颗粒污泥的连续流短程硝化-厌氧氨氧化生物脱氮方法及装置，方法包括：1)接种污泥培养，进行活性污泥适应期；2)启动短程硝化-厌氧氨氧化反应；3）厌氧氨氧化颗粒污泥形成和生长期；4）颗粒污泥连续流系统稳定运行期。装置包括设有依序连通的进水水箱、生物反应器、沉淀池和水力筛过滤器；进水水箱进水连通高氨氮废水，出水连通生物反应器；沉淀池底部浓缩污泥经污泥回流泵与生物反应器连通；缺氧反应器内设有固定填料、搅拌器、过滤筛网和与空气压缩机连通的曝气头；沉淀池设有清水溢流口通过管道与水力筛过滤器联通；水力筛过滤器的出水为最终出水，截留的颗粒污泥回流至生物反应器。

主权项

一种基于颗粒污泥连续流的生物脱氮方法，其特征在于，包括以下步骤：1)接种污泥培养：包括活性污泥接种和生物膜接种两个部分；生物膜接种过程包括：将聚氨酯固定填料首先浸没在稳定运行的短程硝化‑厌氧氨氧化系统，待聚氨酯固定填料充分吸附系统内活性污泥后，将其转移并固定于生物反应器；活性污泥接种过程包括，取活性污泥混合液，直接注入到生物反应器，并使生物反应器中活性污泥浓度达到3000‑5000mg/L；活性污泥接种和生物膜接种完成后，将待处理的高氨氮废水通入进水水箱，开启进水泵，使进水水箱中的高氨氮废水进入生物反应器，启动生物反应器的曝气系统和搅拌系统，氨氮的硝化反应开始进行，控制系统的溶解氧在0.5mg/L，污泥脱水液中的氨氮开始去除；当整个装置的氨氮去除负荷到达0.1kg/(m3·d)，氨氮去除率大于90%，总氮去除率大于50%，出水中的亚硝酸盐浓度占总氮的比例大于85%时，确认活性污泥适应期结束，进行下一步骤；2)启动短程硝化‑厌氧氨氧化反应：保持进水泵开启，从进水水箱中连续进水到生物反应器；保持曝气系统开启，同时通过在线溶解氧检测系统和相应的曝气管路对空气流量进行控制，保持溶解氧基本稳定为0.2‑0.3mg/L，污泥回流比设为50%‑100%；通过控制曝气和搅拌的强度，保证悬浮污泥在缺氧、好氧反应区充分混合，不出现短流或死区；监测沉淀池清水溢流口出水中的氨氮浓度，当出水浓度低于50mg/L时，提高生物反应器的进水量，并调整曝气系统曝气强度和搅拌器的搅拌强度，以保证各反应器中泥水充分混合；在提高进水量的过程中，监测出水中亚硝酸盐浓度的变化，当出水中亚硝酸浓度高于1mg/L时，保持进水水量不变，并降低系统的溶解氧浓度，保证系统出水的亚硝酸盐浓度低于1mg/L；逐渐提高反应器的进水量，当反应器的总氮去除负荷达到0.8kg/(m3·d)，总氮去除率超过75%，同时聚氨酯固定填料上生长出超过1mm厚度的红色生物膜时，确定短程硝化‑厌氧氨氧化过程启动结 束，进入下一步骤；3）厌氧氨氧化颗粒污泥形成和生长期：调整曝气管路的阀门，提高系统的曝气量，该阶段生物反应器的溶解氧浓度维持在0.5‑0.8mg/L；通过增加聚氨酯固定填料底部的曝气量，提高聚氨酯固定填料表面的水力剪切力，将聚氨酯固定填料表面形成的颗粒状红色生物膜洗脱至反应器；混合液经过孔眼直径为0.5mm的过滤筛网溢流进入沉淀池，粒径大于0.5mm的颗粒污泥被截留在反应器内；过滤筛网每日用出水清洗一次，避免堵塞，影响系统的正常运行；开启水力筛过滤器，筛网粒径选择0.18mm，出水中含有的粒径超过0.18mm的污泥被截留，并通过污泥回流系统重新进入到生物反应器的前端；调整每日剩余污泥的排放量占系统污泥总量的10%‑15%；系统排泥过程如下，关闭出水阀门，打开混合液排泥阀门，混合液进入到水力筛过滤器，截留的颗粒通过污泥回流系统回流至生物反应器，未被截留的混合液作为剩余污泥直接排放；4）颗粒污泥连续流系统稳定运行期；保持系统正常运行，颗粒污泥的质量占系统总体污泥质量超过50%时，将聚氨酯固定填料取出作为其它反应器启动的接种污泥备用，本系统以颗粒污泥为主体完成全程自养脱氮；定期监测沉淀池出水中的亚硝酸盐浓度，调整系统的溶解氧浓度，保证设计的总氮去除负荷和总氮去除率，系统调试结束，进入到正常运行期。